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没有动力的物体,离开地球多远就回不来了?不远,150万千米

 星辰大海种花家 2019-07-29

很多朋友认为这个问题缺乏一个前提条件,就是速度!在地球周围运动的天体速度很关键,比如我们可以通过计算得到地球的第一宇宙速度是约为7.9千米/秒,代表的意思是物体只要达到这个速度,将会围绕地球公转而不会落回地面!

而第二宇宙速度11.2千米/秒的意思是物体达到这个速度后,将再也不会回到地球上,从此杳无音讯了!但我们今天要讨论的话题不是多快的速度离开不再回来,而是多远!

一、关于引力

因为大家都知道引力是一种长程力,作用距离无限远,理论上假如没有其它天体影响的话,即使到达宇宙的930亿光年宇宙的另一边,它仍然受到地球引力的影响,那么如何来界定这个距离呢?

没有动力的物体,离开地球多远就回不来了?不远,150万千米

因此在界定引力无限作用范围时必须要考虑周围天体的影响,尽管地球的手很长,甚至可以无限长,但伸到其其它天体的地盘里就无法接受了!

二、关于希尔球

希尔球就是一个天体的绝对引力控制范围,当然这样说似乎有点不合适,准确的形容就是运行在一个天体周围而不被较大天体(行星或恒星)控制的区域!

没有动力的物体,离开地球多远就回不来了?不远,150万千米

从两者的洛希瓣中可以看出,两者的分界线在它们中间某处,那么较小的天体的希尔球半径是怎么计算的呢?

希尔球的计算公式如下:

没有动力的物体,离开地球多远就回不来了?不远,150万千米

在这个公式中a是半长轴,e是离心率,m为较小质量的天体,本例中是地球,M则为太阳,这些参数都是已知的:

地球质量:5.976×10^24千克

太阳质量:1.989×10^30千克

地球轨道半长轴为:149,597,887.5KM

地球的离心率:0.016710219

计算得地球的的希尔球半径约为:147万千米左右

三、为什么物体到了希尔球半径以外就无法回到地球?

当然有动力的飞船或者探测器并不在此列,但无动力的物体到了此处以外之后,受到太阳引力的影响要比地球大,简单的说两者拉锯战中太阳战胜了地球,因此这个天体如果无法支撑环绕太阳公转的话,那么它将逐渐落向太阳,而不会落回地球!

没有动力的物体,离开地球多远就回不来了?不远,150万千米

月球在地球的希尔球范围内公转,但当前月球正以每年3.8厘米的速度远离地球,多久后将不再受到地球的影响呢?我们简单计算下即可知道!

(150万千米-42万千米)/3.8CM=28421052631.58年

大约284亿年后地球将失去月球,不过有一个很好玩的事情是太阳将在大约50亿年后成为白矮星,质量会大幅减少,也就是说地球的希尔球将会扩大很多,因此从理论上来看月球将需要更多的时间才能逃脱地球的“引力范围”!

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