如果《流浪地球》中的地球太靠近木星會怎樣?

2020-12-03 火星科普

關於這個問題,需要來了解一下洛希極限的概念。對於兩個相處一定距離的天體,由於天體是球狀的,它們的不同部分與對方質心的距離是不一樣的,所以受到對方的引力作用強度也是不同的,靠近對方質心那部分所受的引力要比遠離的那部分更強,這樣天體就會受到潮汐力的作用,從而被拉伸變形。

當兩個天體的質量和強度存在差異並且距離足夠近時,質量較小強度較弱的天體就會被另一個更大天體的潮汐力拉扯解體,成為環繞那個更大天體的光環,該極限距離就是洛希極限。

由於木星的質量比地球大得多,達到了地球的318倍,如果地球足夠靠近木星,地球就有可能在木星的潮汐力作用下而發生解體。至於地木洛希極限為多少,可以通過如下兩個公式進行計算:

上式中,dr為剛體洛希極限,Rm為地球的半徑(6371公裡),M為木星的質量,m為地球的質量。

代入具體數值,可以計算出地木的剛體洛希極限約為6.27萬公裡。注意,洛希極限的距離指的是兩個天體質心之間的距離,而非表面的距離。由於木星的平均半徑約為7萬公裡,所以地木剛體洛希極限處在木星的內部,位於木星之外的地球不會解體。在電影《流浪地球》中,地球大氣與木星大氣相距7萬公裡,所以木星的引力並不會把地球撕碎。

另外,流體的洛希極限可由下式計算出來:

上式中,df為流體洛希極限,RM為木星的半徑,ρM為木星的平均密度(1.326克/立方釐米),ρm為地球的平均密度(5.514克/立方釐米)。

代入具體數值,可以計算出地木的流體洛希極限約為10.62萬公裡。因此,當地球和木星大氣相距小於3萬公裡之時,地球的大氣層將會被木星的引力捕獲,而《流浪地球》中的地球並不會出現這樣的情況。

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