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  • 1 # 漫步科學

    “如果地球軌道發生改變,近日點在金星軌道遠日點在土星,地球會被撕裂嗎?”,這個問題涉及到洛希極限問題,但是答案也非常明顯,地球是肯定不會被撕裂的,作為金星的姊妹星,地球與金星在地質構造上非常類似,都是巖質行星,密度也十分接近,既然金星可以在其軌道上完好執行,那麼地球同樣如此。

    洛希極限

    自從電影《流浪地球》大火之後,洛希極限這個名詞被大眾廣泛認識,洛希極限其實表示的是一種距離,我們以影片中木星與地球的位置來理解一下,在影片中,當地球執行到木星附近時,地球會受到木星強大的引力作用,而地球之所以可以保持完整,是由於地球自身的重力牢牢吸附住組成地球的物質,隨著地球越來越接近木星,其受到木星的引力也會逐漸增強,當地木之間的引力達到地球自身重力時,地球本身就會分崩離析,此時地球與木星的距離就是洛希極限距離。

    同樣,如果地球非常的接近太陽,當地球自身的重力與太陽對地球的引力相等時,地球也會被撕裂,但這個距離顯然不在金星軌道上,因為地球與金星在密度上是非常接近的,既然金星可以穩定執行,那麼把地球放到金星軌道上一樣可以穩定執行,只不過由於距離太陽太近,地球環境必然會遭受滅頂之災。

    太陽與地球或者金星的洛希極限

    透過計算太陽與地球之間的洛希極限可以知道地球距離太陽多遠使會被“撕裂”,下圖為洛希極限的計算公式:

    已知太陽半徑R=696000000m、太陽密度為1400kg/m³、地球密度為5507kg/m³,由於金星密度與地球密度相近,所以其洛希極限值相近,我們只按照地球密度計算。將以上資料代入公式,求得太陽與地球之間的剛體洛希極限約為555115680m,流體洛希極限約為1074985920m。

    由以上資料可知,當地球逐漸接近太陽時,地日之間的引力也會逐漸增加,當地球與太陽的距離達到1074985920m時,地球上的空氣與水會被太陽逐漸抽走,如果距離進一步達到555115680m,則地球由於太陽的引力而逐漸分崩離析。此時我們會發現,太陽的半徑為696000000m,而地球與太陽的剛體洛希極限距離顯然小於太陽半徑長度,所以在地球尚未被撕裂前,地球已經撞上了太陽。

    結語

    地球與太陽之間的剛體洛希極限距離約為555115680m,流體洛希極限約為1074985920m,而金星的軌道半徑約為108,208,930 km,明顯大於地球與太陽的洛希極限距離,所以地球即使位於金星軌道,依然可以完整的運轉。

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