假設地球有兩三個總質量較小的小月球會怎麼樣?

看到回答中有很多人說三體運動的,可是木星有那麼多衛星還是有幾顆在規律的旋轉的。所以,如果我的限定條件精確為總質量相差地球幾個數量級的衛星,那麼應該不會構成典型的三體問題吧?對地球的影響會有多大?


三體問題是一個古老而至今尚未完全解決的天體力學難題。三體問題不能精確求解,在研究具體天體運動時,都是根據實際情況求出各種近似解。但題目也無需改為限制性三體問題,改為質量差地球幾個數量級的衛星倒不如進一步改為人造天體與各種太空垃圾了,它們的存在不會怎麼樣。要能怎麼樣的只會是大傢伙。

三體乃至更複雜的多體問題雖然會出現混沌但並不是不能長期穩定存在,比如我們的太陽與地月系。再比如南門二(半人馬座α),而北河二(雙子座α)甚至是一個六合星系統,且相互之間質量相差也不大。

至於為什麼地球現在只有這麼一顆比較大的天然衛星,也只有用人則原理解釋了:"為何宇宙是我們看到的這種樣子?" "如果它不是這個樣子,我們就不會在這裡看到它。"

如果太陽系形成早期地球多或少了一個這樣大質量的恆星,很有可能人類就不存在了,這絕不是聳人聽聞。所以可能還需要改變地球或者衛星的位置與動量來使得整個系統穩定存在。

這是一個模擬引力的網頁,你大可以扔幾個不同質量的物體上去試試,看形成穩定的多級繞轉系統難度如何:http://www.nowykurier.com/toys/gravity/gravity.html
混沌系統對初始條件的敏感依賴性很強,極小的初始變化也可能導致完全不同的結果.
比如這是另一個模擬天體間引力的頁面:My Solar System 2.04
這個貌似挺好玩兒的,我閑得無聊玩了很久哎⊙。⊙...
右上角的模式設置成恆星-行星-衛星,下面的數據自動生成,默認數據應該是比較穩定的,至少右下調成最快速度time=1000時系統還沒有出現崩潰的趨勢。

但當我們把衛星的速度v由53設置50時,就會這樣了(右上角的七芒星表示發生了碰撞):

如果v設置為55,雖然看起來time=1000時也很穩定:

如果把上圖與第一個圖疊加比對,你會發現其實是不同的。雖然這裡的模擬看似穩定,但在實際中,這個系統仍然可能是不穩定的,尤其是經曆數十億年之後。如果進一步地v=60,collision again:

另外設置為most accurate與fastest還可能導致不同的結果,對初始條件的敏感性展露無遺。下面是accurate與fast模式下的三顆共軌道衛星(如果地球可能的多顆衛星共軌道的話其實是很危險的,包括曾有人提出地球有一顆孿生行星與地球關於太陽對稱的假說):

上為most accurate,下為fastest:

對於四顆質量接近的恆星組成的四合星,一般是不大穩定的,缺少主心骨,容易各自為政。下面這個四顆星跳芭蕾固然美甚:

最終的結果卻可能是:

相比較而言這樣的兩兩結對繞轉,對與對之間再相互繞轉的則相對穩定不少:

最後再獻上些福利:

咳咳,扯遠了,回到題目上來。小質量的衛星也許不會怎麼樣,可是大質量的一旦能怎麼樣那就真怎麼樣了,無論是少了月球還是多了一個兩個三四個月球質量的衛星抑或月球一分為二甚至破碎成環,地球上的生命進程很有可能就此改變。當然有興趣的可以計算下怎樣調整地球或衛星的位置與動量,是否還能潮汐鎖定以及地球與衛星的公轉自轉周期會怎樣,對生命的進化有何影響,我們的天文曆法又當何如等。
另:似乎沒有絕對的證據表明月經周期與月球公轉周期間存在必然相關性:
http://en.wikipedia.org/wiki/Menstrual_cycle#Nightlighting_and_the_moon
關於月球的重要性,看過《遺落戰境》後有人總結了:
http://tech.sina.com.cn/d/2013-05-13/09358333457.shtml
http://www.guokr.com/article/437011/
即便只考慮地球月球形成的天文環境而不考慮後來的地質作用與生命誕生進化過程,我們的生命也委實來之不易。善待自己,善待他人,善待地球、月球,心存對宇宙的敬畏也就顯得尤為必要。


地球人會製造出更多樣的曆法,更多樣的信仰,更多的宗教,更多的宗教戰爭。

也許就輪不到產生互聯網與知乎讓你來問這個問題了呢。


改了下自己的答案
首先想問下「會怎麼樣」指的是哪方面呢,是數學、物理還是純粹指的是現象?
我太懶,百度了一下三體系統,即使是如太陽-地球-月球組成的也可以看做是三體系統,不過他們的數量級相差的太多,較小的天體對於較大天體的擾動可以忽略不計(顯然月球足夠大,忽略不計不太合適)。這也就是為什麼可以預測地球公轉與月球公轉數據的原因,土星系統同樣如此,衛星對於行星的擾動忽略不計了
這裡不考慮實際存在的三體系統了(好吧,感覺跑題了)
之前在果殼上有人問過如果月球被炸毀,地球將有什麼樣的變化。
同理,如果有多個月球的話(假設真的可以實際穩定存在,衛星較行星質量相差越多,影響越小)
1.地球自轉速度減慢的會更快(如果幾個月球運動方向一致的話)可以把月球看做是個車閘
2.幾個月球引發的潮汐力可能會產生共振,地殼活動更加頻繁,可能造成一些物種的滅亡。
3.可能會進化出一些物種,它們的生理規律依靠更複雜的月球行為。
4.更多的日全食/月全食?
ps可以參照土星,感覺夜晚會很漂亮


哈哈,真搞笑,俺弄了兩個月亮,第二個月亮先是被太陽俘獲變成太陽的行星,後來又被地球的引力彈弓給彈出太陽系了,悲催啊。。。


有假說說月亮剛形成是一開始是1個大月亮,3個小月亮。多體不穩定,最後三個小月亮都墜落到月亮上去了。不知道現在這個假說還有人提嗎


如果是月球的話,還構不成三體。真正的三體是兩個恆星爭奪一個註定杯具的行星呀


如果跟地球差好幾數量級的話應該沒事吧,想想人造衛星。


推薦閱讀:

穿太空服在月球上走得快還是地球上走得快?
從太陽系中的行星看,岩質行星尺寸都比較小,氣態行星尺寸都比較大,是否說明岩質行星不能很大呢?
NASA說大約37.5億年之後銀河系就會和仙女系大碰撞,最後融合,請問碰撞最先會發生什麼?過程呢?
如果宇宙只剩下太陽這一顆恆星,那麼地球上的規律將會受到哪些影響,人類是否可以像現在一樣生存下去?
太陽內的氫為什麼是慢慢反應的,而不是一下都變成氦?

TAG:地球 | 月球 | 天體物理學 |