流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)

相信不少小伙伴已经在假期中看过了 《流浪地球》,即使没看过,开工的第一周也多多少少被周围朋友或安利、或剧透了。这里为大家奉上一份迟到的解密,本期先聊一聊剧中频繁出现的 “洛希极限”。

比如这里

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(1)

比如这里

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(2)

再比如这里

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(3)

还有这里

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(4)

维基百科中,对洛希极限的解释是:

洛希极限(Roche limit)是一个天体对自身的引力与第二个天体对它造成的潮汐力相等时两个天体的距离。当两个天体的距离少于洛希极限,天体就会倾向碎散,继而成为第二个天体的环。它以首位计算这个极限的人爱德华·洛希命名。

在弄懂洛希极限之前,我们先来看看什么是潮汐力。

潮汐力

潮汐力又称引潮力,也是引起地球涨落潮的原因。

以《流浪地球》中的木星与地球为例,地球以一定的速度向木星飞来,想要借用木星的引力弹弓效应。朝向木星的一面,有个小人为 A ,背向木星的一面,有个小人为 B。

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(5)

因为地球是加速飞向木星的,对于 A 来说,会有朝向木星的万有引力(F1),背离木星的惯性力(F2) 地球的万有引力(F3)。人还没有飞起来,说明木星的万有引力(F1)是大于惯性力(F2)的。

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(6)

对于 B 来说,地球的万有引力就换了方向:朝向木星的万有引力(F1) 地球的万有引力(F3),背离木星的惯性力(F2)。木星的万有引力(F1)要小于惯性力(F2)的。

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(7)

木星的万有引力的特点是:指向木星,近大远小;

惯性力的特点是:背离木星,各处等大;

这两个力的合理,称为 “潮汐力”。对于 A 来说,潮汐力是指向木星的,而对于 B 来说,潮汐力是背离木星的。可以理解为地球的两端物体受到向外拉扯的力,把 AB 两人换成海洋,两边涨潮,上下落潮,于是就形成了潮汐现象。

地球上的物体都没有飞离地球,是因为还有地球的万有引力在往回拽。如果地球距离木星的距离足够近,那么 A 点的潮汐力朝向木星把人拉向空中,B 点的潮汐力背离木星把人也抛向空中,轻则地球板块位移,大气层被捕获,重则被撕裂。影片中,刘启一行人,从北京开重卡前往杭州,没有经过南京,而是经过上海,有可能就跟板块位移相关。大气层被捕获的片段带来的视觉冲击也是相当震撼。

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看过《星际穿越》的小伙伴一定记得主角们去的第一颗行星,在大黑洞旁边高速绕行。主角们可以在海中站起来,说明海水深度也就不到一米左右,却掀起了一公里高的巨浪。同理的,这个现象也可以用潮汐力来解释~

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(9)

星际穿越

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讲到这里,小伙伴们是不是好像明白了洛希极限是什么~

洛希极限

说到洛希极限,我们需要认识下面这个人,法国的天文学家爱德华·洛希,他在 1848 年首次计算了洛希极限,因此这个概念也是用他的名字来命名。我们像其他教科书一样也附上科学家的人物图:

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(11)

两个天体之间的距离如果小于这个洛希极限值,较小的天体会倾向于被 “撕碎”,继而成为大天体的环。只要两者之间的距离足够远,两者之间的潮汐力没有那么强烈,那么天体就近似球形。当天体逐渐靠近另一个更大的天体时,球形会逐渐被拉伸成椭圆形,当两者的距离达到洛希极限的边界时,拉扯便开始,最后小天体被彻底分解撕碎在洛希极限内。

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(12)

木星光环

木星的光环实际上是由许多石头构成的,石块的直径在数十米到数百米之间。科学家猜测这些石块的来源,可能就是某些星球被木星捕获,突破了洛希极限,被瓦解后形成的。

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(13)

洛希极限的一个实例,是一颗叫做 ”苏梅克-列维9号“ 的彗星在 1992 年进入了木星的洛希极限以内,被撕裂成很多碎片,在 1994 年 7 月坠入木星。感兴趣的小伙伴可以自行去搜索这一事件。

流浪地球洛希级别(流浪地球解密洛希极限)(14)

苏梅克-列维9号

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地月潮汐

说到这里,会不会有小伙伴好奇月球会不会进入地球的洛希极限内?人造卫星距离地球那么近,为什么不会被撕碎?

根据计算可以得出,地球与月球的洛希极限大约在 9500 公里左右,好在月球距离我们 38 万公里之外,而且正在远离地球,所以我们是完全不用担心月球会闯进地球洛希极限内的~

人造卫星和空间站等体积和质量都太小了,近地端和远地端受到的潮汐力区别不是很大,所以也是不会被拉扯碎的。

本期关于洛希极限的解密到这里结束了~欢迎小伙伴们一起来讨论。

最后附一张大红斑的凝视。

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