微博上看到PS的大圖,把地球的衛星月球換成了金星、土星、木星等,那我們假設這個如果是真的,對地球有哪些有意思的影響呢?


謝 @眠眠邀。

我們直接看個最大的吧:把月亮換成木星。

那麼,地球就算是加入了木星的大家庭了。

上面的圖顯示了地球在這個新的家庭中的地位,它現在是當之無愧的木星衛星中的老大。

我們先來看看木星對地球上潮汐的影響。讓我吃驚的是,網上居然找不到一個公認權威的潮汐高度計算公式,只有一些博客上有博主自己推導的結果。那就找一個將就用,看看大概的範圍就好。如果哪位知友知道權威的潮汐高度公式,請告訴我。

下面這個公式來自科學網—潮汐高度計算的套公式思維

其中m是造成潮汐的天體質量,R是地球的半徑,D是這個天體到地球的距離,M是地球質量,θ是該地--地心連線與地球-天體連線的夾角。這個公式假設地球全部被海洋覆蓋,沒有考慮地理因素。用這個公式計算,月球造成的高潮是0.4米。

在其他參數不變的情況下,潮汐高度和天體質量成正比。木星質量是月球的26000倍,那麼木星造成的潮汐最高能達到10公里。這讓我想起了《星際穿越》中的海洋行星。當然,這個最高潮只出現在月球軌道平面與地球相交的部分,大致在赤道兩側地區。其他地區潮位高度隨之降低。我估計10公里高的巨浪深入內陸幾十公里應該是沒有問題的。而在中國的海岸線上,潮汐應該都在3000米以上。

這樣的巨潮要用大量的水,所以至少在退潮的時候,陸地面積增加了。但是,漲潮的時候最好跑快點。

你以為住在內陸會安全一點嗎?木星潮汐力遠遠不是」技止此耳「。我們先來看看它對木衛二(Europa)的暴行。

木衛二是表面覆蓋著厚度超過十公里的冰層,而冰層下面是一個深達100公里的液態水的海洋。這個熔化堅冰的能量正是來自木星的潮汐力。我們知道,引力的大小和距離的平方成反比,所以,木衛二前後兩端受到木星引力大小不一樣,結果是它被稍微拉長。這個原理和潮汐是一樣的。

另外,和大多數天體一樣,木衛二的軌道不是完美的圓,而是橢圓。雖然偏心率很小,但是它和木星的距離時刻在發生變化。當它離木星近的時候,它會被拉得更長;而當它距離木星近的時候,它又會縮回去一點。這樣,木衛二就像麵糰一樣被木星揉成不同形狀。它的內核變形釋放出來的熱量融化了外層的冰,形成了液態水的海洋。

圖片來自Europa (moon)

上面圖片中,木衛二冰殼上縱橫交錯的裂紋就是累累血證。

距離較遠的衛星潮汐作用沒有這麼明顯。但是,地球將會被放在距離木星38萬公里的地方,比木衛二(67萬公里)近得多,再加上地球比木衛二大,潮汐力的作用肯定會更明顯。在地球被木星潮汐鎖定以前,地球還會通過自轉,讓自己從不同角度被拉長,把自己這個麵糰揉得更勻一點。

這個過程會消耗地球自轉的能量,所以地球自轉速度會慢慢降低,最後被木星潮汐鎖定,永遠用一面對著木星。地球上會有一個「木星點」,在這裡,巨大的木星永遠高懸在頭頂上。如果這裡是海洋的話,海水會朝木星產生一個凸起,背向只一點的地方還有一個凸起。這是靜態的潮汐,我們再也不會看到漲潮和落潮了。

所以,地殼被頻繁撕裂,全球火山爆發肯定是免不了的。我想像不出生命力多頑強的物種才能生活在這樣的地球上。如果題主鐵了心要把地球搬到木星旁邊去,不管你怎麼想,反正我是不會在地球上買房子的。

我用PS做了一張圖,大概地球就是這樣了。

木星還是一個十分強大的輻射源。我們假設地球的磁場足以保護我們,那麼北極光將會比現在壯觀的多,可能在赤道都能看得見。所以,也不全是壞事,至少我們得到了一個美景,對吧?

不過,通信衛星,供電系統什麼的恐怕是保不住了。


我單從物理方面分析一下換了「衛星」的結果。

以地球質量為1個單位,地球半徑為1個單位。
考慮在月球的原位置替換,所有星球視為完全球體,固體星球視為剛體,軌道視為圓形。

按照我前面軌道半徑不變的情況下,希爾球是不用考慮的,只需要計算洛希極限:
剛體公式約為

流體公式約為

下面是匯總結果(感謝17提供的表格,排版無能者淚目):

真空中的球型雞完畢。以上只是從是否還是「行星-衛星」來分析的,天文知識還是期待專業人士。


我來用軟體模擬一下題主說的情形

我將把太陽系的八大行星都替換上來

這篇答案包含了這些內容:1.替換後的從地球觀察的視角; 2.行星的簡略介紹; 3.替換過後軌道的變化; 4.替換後對太陽系的影響; 4.5行星撞擊的畫面; 5.開腦洞,將月亮替換成其他奇怪的東西; 6.將太陽替換成兩個紅巨星後,從地球觀察的視角; 7.放置黑洞後觀察的視角;

PS:畢竟是用業餘軟體模擬的,數據多多少少不會特別精確,但並不會出現大的誤差,同時軟體中的數據和我引用內容的數據不會完全重合,希望可以回答題主的問題,同時滿足各位的獵奇心態

--開始--
首先,這是我們的太陽系

太陽系是以太陽為中心,和所有受到太陽的引力約束天體的集合體。包括八大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星 、以及至少173顆已知的衛星、5顆已經辨認出來的矮行星和數以億計的太陽系小天體

接下來是我們的家園——地球

地球赤道半徑6378.137千米,極半徑6356.752千米,平均半徑約6371千米,赤道周長大約為40076千米,地球上71%為海洋,29%為陸地,所以太空上看地球呈藍色。地球是目前發現的星球中人類生存的唯一星球。

然後是我們擁有無數美好神話的衛星--月球

月球,是圍繞地球公轉的一顆自然固態衛星,也是離地球最近的自然天體(與地球之間的平均距離是38.4萬千米)。年齡大約已有46億年。本身並不發光,只反射太陽光。由於月球上沒有大氣,再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低,因而月球表面晝夜的溫差很大。

這是我們在地球看到的月球樣子
記下來,做好比較

--接下來,我要變形了!不對..我要換衛星了!--
1.換成水星

水星是一顆類地行星,由於其非常靠近太陽,所以只會出現在凌晨成為晨星,或是黃昏出現作為昏星。除非有日食,否則在陽光的照耀下通常是看不見水星的。水星是太陽系內與地球相似的4顆類地行星之一,有著與地球一樣的岩石個體。它是太陽系中最小的行星,在赤道的半徑是2,439.7公里。

我們在地球看到它的樣子

一眼看去和月球的大小沒什麼差別呢,那我們來看看之後的運動軌跡會不會有變化

替換後四個月還在繞地球做規律的圓周運動

可是在大約替換10-11個月後逃離了地球,成為了圍繞太陽旋轉的一顆行星,而地球失去了自己的衛星2.替換成金星

金星是太陽系中八大行星之一,按離太陽由近及遠的次序,是第二顆,距離太陽0.725天文單位。它是離地球最近的行星(火星有時候會更近)。金星是一顆類地行星,因為其質量與地球類似,有時被人們叫做地球的「姐妹星」,也是太陽系中唯一一顆沒有磁場的行星。在八大行星中金星的軌道最接近圓形,偏心率最小,僅為0.7%。

我們在地球看到它的樣子

哇,好大的月亮!不知道如果我們真的親眼所見會有怎樣的震撼

軌道的變化

瞬間的圖我沒有存下來,但可以看到幾乎沒用多少時間它就拜託了地球的引力,成為了太陽系的獨立行星3.替換成火星

火星(Mars)是太陽系八大行星之一,屬於類地行星,直徑約為地球的53%,自轉軸傾角、自轉周期均與地球相近,公轉一周約為地球公轉時間的兩倍。橘紅色外表是地表的赤鐵礦。
火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍布。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷,沙塵懸浮其中,每年常有塵暴發生。火星兩極皆有水冰與乾冰組成的極冠會隨著季節消長。2015年9月28日,美國航天局宣布火星存在流動水。

(為什麼不是紅色的?我也很奇怪,添加的火星是這個顏色)

真正的應該是這個顏色

我們在地球看到它的樣子

不是很大,沒有震撼的感覺

軌道變化

同樣是沒有過多久就離開了地球

形成了一個新的軌道,圖中兩條橘黃色的線都代表火星

---接下來是氣體行星時間---


4.替換成木星

木星是太陽系八大行星中體積最大、自轉最快的行星,從內向外的第五顆行星。它的質量為太陽的千分之一,但為太陽系中其它七大行星質量總和的2.5倍。木星是一個氣態巨行星。木星主要由氫和氦組成,中心溫度估計高達30500℃。木星在太陽系的八大行星中體積和質量最大,它有著極其巨大的質量,比其它七大行星總和的2.5倍還多,是地球的317.89倍,而體積則是地球的1316倍。

我盡量把木星靠近了月球的位置,地球在它面前什麼也不是

我們在地球看到它的樣子

很想《阿凡達》里的一個鏡頭,但比那個還要大。想想我們是多麼的渺小。

軌道變化
木星不會逃離地球的引力,而是將它捕獲了,地球將墜入其中

即將接觸

接觸後1s

由於撞擊,木星的溫度顯著升高,此時已經達到4700攝氏度,同時撞擊產生的碎塊會繼續落入木星中,增加它的溫度對太陽系的影響
顯而易見,木星代替了地球的位置,它將在金星與火星之間的軌道上運行,但由於巨大的引力,它對水星,金星和火星的軌道都產生了在50年內可觀測到的影響

5.替換成土星

土星的內部結構被認為與木星相似,即有 一個被氫和氦包圍著的小核心。岩石核心的構成與地球相似但密度更高。在核心之上,有更厚的液體金屬氫層,然後是數層的液態氫和氦層,在最外層是厚達1,000 公里的大氣層,也存在著各種型態冰的蹤跡。估計核心區域的質量大約是地球質量的9-22倍。土星有非常熱的內部,核心的溫度高達11 700 ℃,並且輻射至太空中的能量是它接受來自太陽的能量的2.5倍。

我的軟體里不顯示土星環,如果顯示那電腦將立刻帶不起來

我們在地球看到它的樣子

沒有木星的那麼打了,但依然很震撼

軌道變化
同樣,由於巨大的引力,地球依舊被土星捕獲

土星的溫度也有顯著上升

對太陽系的影響

與木星相同,也對三個行星軌道產生了影響6.替換成天王星

天王星大氣的主要成分是氫和氦,還包含較高比例的由水、氨、甲烷等結成的「冰」,與可以探測到的碳氫化合物。天王星是太陽系內大氣層最冷的行星,最低溫度只有49K(?224℃)。其外部的大氣層具有複雜的雲層結構,水在最低的雲層內,而甲烷組成最高處的雲層。 相比較而言,天王星的內部則是由冰和岩石所構成。

我們在地球看到它的樣子

好大一顆球

軌道變化
沒有懸念的被捕獲,撞擊

對太陽系的影響

對水星和金星有些影響,對火星沒有很大的影響7.替換成海王星

海王星在直徑和體積上小於天王星,但質量卻大於天王星,大約是地球的17倍。海王星的大氣層以氫和氦為主,還有微量的甲烷,大氣層中的甲烷,是使行星呈現藍色的原因之一。海王星有著太陽系最強烈的風暴,測量到的風速高達2100km/h。海王星雲頂的溫度是-218 ℃(55K),因為距離太陽最遠,是太陽系最冷的地區之一。

我們在地球看到它的樣子

嗯,大一些,地球人表示已經見怪不怪了

軌道變化
地球再一次被捕獲

撞擊

對太陽系的影響

依然影響了三個行星的軌道

---開腦洞時間到---


如果我們把月球替換成地球呢?

可以看到地球二號有明顯的由地球一號產生的陰影

我們在地球看到它的樣子

軌道變化

在環繞了一小段時間後,地球二號就擺脫了地球一號的引力,成為了太陽系中第二個擁有生命的行星,

如果我們把月球替換成太陽呢?

地球此時變成了一個小像素

由於此時太陽系擁有了兩個太陽,地球只有很窄的一片地區是黑夜,人們的太陽能利用效率得到了大大的增加,不過這麼近的距離上,地球會在瞬間變成一片火海

我們在地球看到它的樣子

末日前的最後一瞥

軌道變化

無懸念墜入太陽

接下來,才是好戲開場的時刻


由於我的上帝之手讓太陽系突然增加了一個太陽二號,致使它與太陽一號互相產生了吸引和影響


對太陽系的影響

出現太陽後兩個月,兩條淺橘色的線代表太陽,可以看到原始太陽的軌道已經改變,水星的軌道已經大大的改變

出現太陽後四個月,水星,金星與火星軌道都已被改變,兩個太陽此時有互為伴星的跡象

出現太陽後五個月,火星經過了引力加速已經開始進入太陽系的逃逸軌道,太陽系內幾顆主要行星都已經觀測到明顯的影響

出現太陽後六個月,火星離開太陽系成為沒有懸念的事實,其他行星依然受到兩顆恆星的影響,太陽已經完全離開了原來的位置

曾經環繞太陽的其他天體的軌道也產生了變化

出現太陽後一年,可以觀測到明顯的軌跡

如果我們把太陽的位置換成畢宿五呢?

畢宿五,全天第13名亮星,亮度不規則的在0.75~0.95之間變化,因為此星已進入晚年,其變化極不穩定。此星是顆橙色巨星,畢宿五的直徑約為5300萬公里,是太陽直徑的38倍。由於其內里的氫已經耗盡,畢宿五已由主序星演變為紅巨星,靠燃燒氦來繼續發光發熱。

我們在地球看到它的樣子(此時它的位置不是月球了)

相比太陽的小圓盤,這已經不知道大了多少倍了

如果我們把太陽的位置換成參宿七呢?

參宿七是著名的藍白色超巨星,位於獵戶座的右下角。表面溫度1.13萬攝氏度,半徑為太陽的77倍,總光度為太陽的11萬倍,距離地球863光年。

我們在地球看到它的樣子(此時它的位置不是月球了)

媽媽,我要回家 : )

好吧..如果我們把月亮的位置換成直徑10k km的足球呢?

足球,是全球體育界最具影響力的單項體育運動。標準的足球比賽由兩隊各派10名球員與1名守門員,共11人,在長方形的草地球場上對抗、進攻。比賽目的是盡量將足球射入對方的球門內,每射入一球就可以得到一分,當比賽完畢後,得分最多的一隊則勝出。

我們在地球看到它的樣子

中國足球,走向宇宙

如果我在地球旁邊放一個黑洞,從黑洞這裡觀察地球,會有什麼變化呢?

黑洞是由質量足夠大的恆星在核聚變反應的燃料耗盡而死亡後,發生引力坍縮產生的。黑洞的質量極其巨大,而體積卻十分微小,它產生的引力場極為強勁,以至於任何物質和輻射在進入到黑洞的一個事件視界內,便再無法逃脫,甚至目前已知的傳播速度最快的光也逃逸不出。黑洞無法直接觀測,但可以藉由間接方式得知其存在與質量,並且觀測到它對其他事物的影響。藉由物體被吸入之前的因高熱而放出和y射線的「邊緣訊息」,可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行軌跡取得位置以及質量。

放置一個質量為100個太陽質量的黑洞


從黑洞旁邊觀察地球

沒變化?

此時我在逐漸移動視角

請大家注意,這是由軟體模擬的結果,真實的樣子目前就記載來看沒人親眼見到過

甜甜圈

最後,如果我在太陽旁邊放一個黑洞,觀察起來是怎樣的呢?

放置一個一萬倍太陽質量的黑洞

--結尾--


整篇答案到此就結束了,希望可以回答到題主的問題,我相信大家的好奇也被好好地滿足了下,回答它用掉了我3個多小時的時間,如果各位想說點什麼請移步評論區開腦洞。

*所有引用均來自 百度百科


我就從海洋的角度來看一下這個猜想好了,如果月亮是土星 or 木星的話

【那麼這就是月亮升起時,漁民伯伯們看到的唯美畫面】

嗯,畫面太唯美了,作為沿海人民表示想想還有點有點小激動呢 _(:3」∠)_

以海南島為例的話,月亮一升起,海南就沒了,月亮一落下,海南又出來了,嗯("≡ _ ≡)

【對於中國,韓國,日本,美國,澳大利亞 這些依賴港口貿易的經濟體來說,他們的反應會如此圖】

【而對於香港丶新加坡丶迪拜丶卡達 這類獨苗式沿海經濟體來說,他們會是這個反應】

【而對於 蒙古丶哈薩克 來說,他們表示:】


換成土星或木星,到時候是誰做衛星? (根據劉文龍的鏈接再去看了下圖片)還有,換成海王星和天王星也是地球做衛星

(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/00/Solar_System_size_to_scale.svg)
然後,剩下的就是水,金,火三星了
可以看下他們的大小:

(從左到右,為水星,金星,地球,火星 http://zh.wikipedia.org/wiki/File:Terrestrial_planet_size_comparisons.jpg)
先說下,行星有希爾球(http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%B8%8C%E7%88%BE%E7%90%83)和洛希極限(http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%9B%E5%B8%8C%E6%A5%B5%E9%99%90)這兩種性質:
希爾球是在這個球形範圍內的天體都可以當主星的衛星,地球的希爾球的半徑大約是150萬公里,地月距離是38萬公里,所以,月亮是地球的衛星;
洛希極限是,超過某個距離,太近的衛星會被行星扯成碎片
當換成金星或者火星時,在距離合適的情況下,應該會成為一種雙子星(純個人猜想),兩者有相同的周期,太近會讓兩個星球因為引力關係而碰撞,太遠就不用說了
然後是水星
大小:(以地球作為標準)表面積0.147 地球面積, 體積0.056 地球體積, 質量0.055 地球質量,(下面就按照這格式了)
對比月球:表面積0.074,體積0.020,質量0.0123(另外看到的有關行星的科普時,總說地月屬於特例)
我個人觀點是,在希爾球內,洛希半徑外的某個合適距離,水星應該能成為地球的衛星(我的水平就只能說到這了,如果有錯的歡迎指正)


換成木星的話,算了一下,除了正常的晝夜交替,地球每1.56天就會遇到3.4h的全球性黑暗。。


PS圖只是為了讓我們直觀的看到各行星的尺寸。
大行星潮汐力和磁場是令人恐懼的,美麗的土星環相當一部分就是被撕碎的衛星的遺骸。


金星作為地球衛星
嗯,完美


我怎麼感覺很恐怖呢


不科學,只有質量更大的星球,才能擁有更大或者更多的衛星。這涉及到星球的重力,質量,以及衛星軌道。


這圖看得我雞皮疙瘩掉一地


木星、土星之類的,直接就把地球拉變形,輪不到你來欣賞了。


月球換成木星,先不說別的,就光那個大紅斑就不得了。

出門一抬頭,尼瑪半邊天都是這麼巨大一隻眼睛,分分鐘把我嚇癱在地。

這玩意最大的時候能吞下3個地球,快跑吧!


月亮換成什麼都會讓地球毀滅。土星,木星之類的大行星就不用說了。地球老老實實的變成他們的衛星,還會被巨大的引力撕成碎片。其他行星就算體積和地球差不多或比地球小的,也同樣會給地球造成毀滅的災難,大海嘯,地震,火山爆發都是之前地球上沒見過毀滅級別的。


我小時候做噩夢就是這樣的,能嚇醒。夢見生化危機都沒醒過,可一夢見頭頂那麼大一顆星星嚇得肝顫啊。


就體積、質量和引力而言…你確定換完以後地球不是變成他們的衛星了嗎………


這年頭,木星都能當地球的衛星了

牛頓:那老子的萬有引力定律怎麼辦?
開普勒:上面那個,還沒輪到你鬱悶好么!


看到最後一張PS圖的時候想起大劉的《流浪地球》里對於地球接近木星時的描述:「當這個宇宙巨怪從整個地平線上升起的時候....」現在還是覺得景象駭人,像這種大傢伙覺得地球是惹不起的,衛星不衛星都不要說了,趕緊逃離它的引力場為好。


土星木星看得我巨大球體恐懼症都病發了Σ(?д?lll)


當看到土星木星的時候,腦海里突然閃過一個聲音「誰是誰的衛星~~~~」


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