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如果《流浪地球》中的地球太靠近木星会怎样?

 火星科普 2020-04-01

关于这个问题,需要来了解一下洛希极限的概念。对于两个相处一定距离的天体,由于天体是球状的,它们的不同部分与对方质心的距离是不一样的,所以受到对方的引力作用强度也是不同的,靠近对方质心那部分所受的引力要比远离的那部分更强,这样天体就会受到潮汐力的作用,从而被拉伸变形。

当两个天体的质量和强度存在差异并且距离足够近时,质量较小强度较弱的天体就会被另一个更大天体的潮汐力拉扯解体,成为环绕那个更大天体的光环,该极限距离就是洛希极限。

由于木星的质量比地球大得多,达到了地球的318倍,如果地球足够靠近木星,地球就有可能在木星的潮汐力作用下而发生解体。至于地木洛希极限为多少,可以通过如下两个公式进行计算:

上式中,dr为刚体洛希极限,Rm为地球的半径(6371公里),M为木星的质量,m为地球的质量。

代入具体数值,可以计算出地木的刚体洛希极限约为6.27万公里。注意,洛希极限的距离指的是两个天体质心之间的距离,而非表面的距离。由于木星的平均半径约为7万公里,所以地木刚体洛希极限处在木星的内部,位于木星之外的地球不会解体。在电影《流浪地球》中,地球大气与木星大气相距7万公里,所以木星的引力并不会把地球撕碎。

另外,流体的洛希极限可由下式计算出来:

上式中,df为流体洛希极限,RM为木星的半径,ρM为木星的平均密度(1.326克/立方厘米),ρm为地球的平均密度(5.514克/立方厘米)。

代入具体数值,可以计算出地木的流体洛希极限约为10.62万公里。因此,当地球和木星大气相距小于3万公里之时,地球的大气层将会被木星的引力捕获,而《流浪地球》中的地球并不会出现这样的情况。

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