相信不少小夥伴已經在假期中看過了 《流浪地球》,即使沒看過,開工的第一周也多多少少被周圍朋友或安利、或劇透了。這裡為大家奉上一份遲到的解密,本期先聊一聊劇中頻繁出現的 “洛希極限”。
比如這裡
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還有這裡
維基百科中,對洛希極限的解釋是:
洛希極限(Roche limit)是一個天體對自身的引力與第二個天體對它造成的潮汐力相等時兩個天體的距離。當兩個天體的距離少于洛希極限,天體就會傾向碎散,繼而成為第二個天體的環。它以首位計算這個極限的人愛德華·洛希命名。
在弄懂洛希極限之前,我們先來看看什麼是潮汐力。
潮汐力潮汐力又稱引潮力,也是引起地球漲落潮的原因。
以《流浪地球》中的木星與地球為例,地球以一定的速度向木星飛來,想要借用木星的引力彈弓效應。朝向木星的一面,有個小人為 A ,背向木星的一面,有個小人為 B。
因為地球是加速飛向木星的,對于 A 來說,會有朝向木星的萬有引力(F1),背離木星的慣性力(F2) 地球的萬有引力(F3)。人還沒有飛起來,說明木星的萬有引力(F1)是大于慣性力(F2)的。
對于 B 來說,地球的萬有引力就換了方向:朝向木星的萬有引力(F1) 地球的萬有引力(F3),背離木星的慣性力(F2)。木星的萬有引力(F1)要小于慣性力(F2)的。
木星的萬有引力的特點是:指向木星,近大遠小;
慣性力的特點是:背離木星,各處等大;
這兩個力的合理,稱為 “潮汐力”。對于 A 來說,潮汐力是指向木星的,而對于 B 來說,潮汐力是背離木星的。可以理解為地球的兩端物體受到向外拉扯的力,把 AB 兩人換成海洋,兩邊漲潮,上下落潮,于是就形成了潮汐現象。
地球上的物體都沒有飛離地球,是因為還有地球的萬有引力在往回拽。如果地球距離木星的距離足夠近,那麼 A 點的潮汐力朝向木星把人拉向空中,B 點的潮汐力背離木星把人也抛向空中,輕則地球闆塊位移,大氣層被捕獲,重則被撕裂。影片中,劉啟一行人,從北京開重卡前往杭州,沒有經過南京,而是經過上海,有可能就跟闆塊位移相關。大氣層被捕獲的片段帶來的視覺沖擊也是相當震撼。
看過《星際穿越》的小夥伴一定記得主角們去的第一顆行星,在大黑洞旁邊高速繞行。主角們可以在海中站起來,說明海水深度也就不到一米左右,卻掀起了一公裡高的巨浪。同理的,這個現象也可以用潮汐力來解釋~
星際穿越
講到這裡,小夥伴們是不是好像明白了洛希極限是什麼~
洛希極限說到洛希極限,我們需要認識下面這個人,法國的天文學家愛德華·洛希,他在 1848 年首次計算了洛希極限,因此這個概念也是用他的名字來命名。我們像其他教科書一樣也附上科學家的人物圖:
兩個天體之間的距離如果小于這個洛希極限值,較小的天體會傾向于被 “撕碎”,繼而成為大天體的環。隻要兩者之間的距離足夠遠,兩者之間的潮汐力沒有那麼強烈,那麼天體就近似球形。當天體逐漸靠近另一個更大的天體時,球形會逐漸被拉伸成橢圓形,當兩者的距離達到洛希極限的邊界時,拉扯便開始,最後小天體被徹底分解撕碎在洛希極限内。
木星光環
木星的光環實際上是由許多石頭構成的,石塊的直徑在數十米到數百米之間。科學家猜測這些石塊的來源,可能就是某些星球被木星捕獲,突破了洛希極限,被瓦解後形成的。
洛希極限的一個實例,是一顆叫做 ”蘇梅克-列維9号“ 的彗星在 1992 年進入了木星的洛希極限以内,被撕裂成很多碎片,在 1994 年 7 月墜入木星。感興趣的小夥伴可以自行去搜索這一事件。
蘇梅克-列維9号
地月潮汐
說到這裡,會不會有小夥伴好奇月球會不會進入地球的洛希極限内?人造衛星距離地球那麼近,為什麼不會被撕碎?
根據計算可以得出,地球與月球的洛希極限大約在 9500 公裡左右,好在月球距離我們 38 萬公裡之外,而且正在遠離地球,所以我們是完全不用擔心月球會闖進地球洛希極限内的~
人造衛星和空間站等體積和質量都太小了,近地端和遠地端受到的潮汐力區别不是很大,所以也是不會被拉扯碎的。
本期關于洛希極限的解密到這裡結束了~歡迎小夥伴們一起來讨論。
最後附一張大紅斑的凝視。
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