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  • 1 # 王軍禮

    假設有兩顆地球大小的行星緊挨在一起,那麼它的重力分佈會是怎麼樣的?這個問題當中給出了一個條件,就是兩個行星的大小(體積)相同,卻沒有限定質量相同。所以分成質量相同和不同兩種情況來討論,並且我們要假設這兩個行星都是質量分佈均勻的規則球體。

    一、第一種情況:兩個行星的質量相同,並且相對靜止,也就是兩行星處於慣性系中。這是一種較為理想的情況。如圖所示,此時M1=M2。

    (1)M1和M2連線的中軸線上的重力場分佈情況。

    我們在M1和M2中心連線的中心法線上放置一個質量為m的物體,且m處於M1和M2所形成的引力場中,那麼m受到M1和M2的萬有引力大小分別為G1和G2,此時在數值上有G1=G2,根據平行四邊形定則對G1和G2進行向量合成得到F,F必定在M1和M2中心連線的法線方向,且經過M1和M2連線的中點,如下圖所示。

    那麼此時M1和M2兩個行星組成的系統所形成的引力在二者連線的中軸線上疊加後指向二者連線的中點,就是圖中F的方向。

    (2)兩行星中心連線的法線以外的重力場分佈情況。

    我們同樣可以按照(1)方法對物體受到兩行星的重力運用平行四邊法則和微積分方法向量合成。得到物體在空間每個點的重力方向,並繪製成積分曲線,如下圖所示。這就是重力分佈圖。

    圖中箭頭方向表示物體在該處時受到的重力方向,線條越密集的地方表示在該處的受到重力越大。

    二、第二種情況:兩個行星的質量不同,並且相對靜止,兩行星處於慣性系中。

    這時也可以採用第一種情況的分析方法。但結論是兩行星連線的幾何中軸線上的重力方向將不再與中軸線重合。中軸線以外的重力分佈與第一種情況的(2)也略有差異。感興趣的話,可以自行嘗試計算和繪製一下。

    以上兩種情況都是基於兩行星都是質量分佈均勻的規則球體的情況下討論的,而在現實的環境中,地球並不是一個真正的球體,其他行星亦是如此。所以在現實的宇宙環境中,情況要複雜得多,必須要透過現代科技手段,如計算機模擬技術來進行擬合和計算得到重力分佈圖。

  • 2 # 小六先生

    將兩個這樣的星球緊挨著放一起,其各自引力作用下,會坍塌,直到變成一個新的大球,才會重新受力平衡。

    比如將他們依次在球心和交界處劃分成abcd四個區域,ad區域會受力更大,指向交界點。bc區域原本指向各自球心的力,變成指向交界處的合力。交接點處合力為0,構成新的大球心兩個球最終合二為一。

  • 3 # D黑V白D

    看似簡單的提問,實際上卻很難回答。

    1、在我知識的獲得中沒有在同一軌道內執行的兩個或者以上的行星,也沒有以相同距離執行存在同一軌道內的兩顆行星,這說明同一軌道內只能存在一顆行星,也許在行星形成初期同一軌道內有可能存在有多顆類行星,但是由於長時間執行逐漸碰撞融合成一個行星。

    2、地球和火星的大小差不多,可看成大小相同,但是他們屬於不同軌道繞主星執行的行星,這也基本算做緊挨在一起的行星吧。按照王軍禮01的回答,可以說過於簡單化。拋去別的影響不說只討論了兩行星在空間的兩個質量點的靜態狀態,在空間執行的行星不可能以理想狀態存在,如果提問要是這麼回答,那還不如問兩個帶電粒子的重力分佈呢!

    3、球對稱天體在他自身周圍產生的時空度規是施瓦西時空,解法是先設一個具有球對稱性質的未知度規,再帶進真空愛因斯坦方程(先用度規求出Ricci張量和曲率標量)求出未知量(按brikhoff定理,球對稱解也是靜態解),如果質點在時空(引力場)中做測地運動(自由落體運動),將得到度規代進測地線方程,這時候測地線方程中的自由度是比較多餘的,因為體系有比較高的自由度,所以先找到killing向量,確定守恆量(一個作為初條件的常數,實際就是角動量和能量)然後就是解偏微分方程,這時候就和牛頓力學方程很像了,一般採用的方法是用迭代法,以牛頓解為基礎得到一個小的修正(直接硬算解析解很麻煩,甚至做不到).具體例子就是水星進動了。

  • 4 # 油膩胖大叔225

    不是太仔細的回答就是,兩個球體互相吸引,兩個球會挨在一起互相滾動,在圍繞太陽公轉的同時,他倆也會慢慢的互相融合在一起,最終變成了一個更大的星球,不過如果是這樣,地球上也就沒人了,什麼生物都存活不了,不斷的地震,海嘯,火山,泥石流,板塊斷裂等等,在兩顆融合的過程中,地球自重增加,會逐漸偏離自己原先的軌道,離太陽越來越遠,等到和太陽引力達到一個新的平衡點,就會停止向外,圍繞著固定的軌道繼續做公轉。至於在新的軌道上還能不能產生生物,還能不能孕育出人類,就不一定了,溫度溼度重力等都會和現在有很大區別。自己拙見,有錯的地方大家指正哈

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