如果地球突然在一秒鐘之內自轉了一圈後隨即恢復正常速度會對我們的世界造成什麼影響?


"瑞亞,你媽炸了。"

註:瑞亞Rhea,大地之神蓋亞之女。地球內部很大一部分是流體或半流體,無法提供足夠的向心力,在這一秒里,赤道附近的地表已經飛出四萬公里——這速度都可以觀察到相對論效應了——整個地球爆成一個四分五裂的扁盤。

如果這個時候收回這些高速飛散物質的速度,這些熔融的物質會在引力的作用下緩緩向中心聚集,然後發生碰撞、最後勢能轉化為內能,變成一個高溫的熔岩星球,一部分物質會在赤道平面慢慢聚合成圍繞地球的光環。


謝邀。

這無疑是一個十分慘烈的場面。我們需要找一個加速度最小的方式以把破壞控制在最低程度。我想最溫柔的做法是這樣的:地球勻加速在0.5秒內達到最大速度,再以相反的加速度在0.5秒內減速。

我們來看赤道的運動狀態 - 赤道地殼需要在一秒鐘內轉1圈。赤道周長4	imes 10^{7} 米,所以最大線速度為8	imes 10^{7} 米/秒。這只是光速的26.7%,還在相對論限制範圍內。看起來這個速度還不是太離譜,所以我們可以繼續計算。要在0.5秒內達到這個速度,需要的加速度是1.6	imes 10^{8} 米/秒2。地球本身由於自轉有一個初始速度,約為493米/秒,相比之下實在太小,這裡就忽略不計了。

地球表面的逃逸速度是1.1	imes 10^{4} 米/秒。達到這個速度只需要70微秒。稍後(我們需要更大的速度以克服地殼和地幔的結合力),整個赤道地殼都會騰空而起,沿著自轉切線方向飛出去。對於如此龐大的動能,大氣層的阻擋作用是微不足道的,所以這些岩石塊都會進入太空,成為無數圍繞太陽旋轉的小行星。就像下圖那樣。

水滴的速度超過了狗頭的逃逸速度

緊接著,高緯度的地殼也會跟著飛出去。更深的地球內部物質,如地幔,也會緊隨其後。地球在很短的時間內就解體了。我們來看看地球的內核能不能完整地保留下來

地球內核是一個固態的以鐵質為主的球體,質量佔地球的1.7%,即10^{21} 公斤。半徑為1300公里。如果地球只剩下內核,它的逃逸速度是sqrt{frac{2GM}{r}} =332米/秒。我們來看看這裡線速度能否超過這個逃逸速度。

轉動的最大角速度是4pi /秒。赤道線速度應該是1.5	imes 10^{7} 米/秒,遠遠超過逃逸速度。由於質量減少,地球已經不能提供足夠的引力來束縛住物質了。這樣的速度應該可以克服內核內部的金屬鍵,讓內核分解了吧。所以地核開始變得很扁,然後在赤道位置產生一個一個金屬環,飛到太空中去。

1秒鐘以後塵埃落定,地球估計就是一個直徑幾十公里(或者幾公里)的鐵塊。由於經過高速的自轉,它應該很扁,可能就是一個飛碟的形狀。它的引力已經不足以把自己再變成球形,所以以後地球軌道上就剩下一個飛碟。


11/8 更新上帝之手模擬結果

各位注意看坐標軸。。雖然它看上去是一隻扁餅,但事實上它扁的尺度是大家難以想像的。

此乃正常比例坐標,我覺得此時的地球稱為光碟更貼切一些。
這個模型是嚴格按照題主問題建的,事實上通過調參數還有很多種玩法。
不知有沒有人對雪糕棍模型感興趣,考慮粘滯力作用的動力學方程可能會更有趣~
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首先分析一下題目:
地球突然在一秒鐘之內自轉了一圈後,隨即恢復正常速度。
這個題目可以有以下幾種翻譯方法:
雪糕棍模型: 地球像一隻雪糕棍上的雪糕,雪糕棍突然加速轉動,隨即恢復正常速度。
上帝之手模型: 地球上的每一坨物質都被神奇的上帝之手切向加速了,然後切向速度又恢復正常(最符合自轉的設定,地球上任一點角速度相同)。
分支1 在一秒鐘的起始時刻角速度突然增大,並在過程中保持勻速
分支2 0.5秒勻加速,0.5秒勻減速
分支3-n 隨便什麼加速模式
定性結論:
雪糕棍模型:由於角動量靠物質塊之間的粘滯力層層傳遞,內外側物質角速度相差極大,地球可能會被甩碎成帶旋臂的煙花(雪糕棍佔比例大的情況),具體情形參見料理機。也有可能動量來不及傳導到地殼(雪糕棍佔比例小的情況),能量就被地幔吸收了,或許會引起劇烈的地質變動(人類唯一可能存活情況)。
上帝之手模型:甩成非常薄的飛碟,直接向四面八方噴射外圍物質。剩餘質量極少,地球徹底消失。這種情況地球接受的總能量遠大於前一種情況。

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考慮到符合題意,選擇上帝之手模型進行建模。考慮難度,選擇分支1。

設定坐標系如圖

1. 由於涉及能量數量級過大,認為可以忽略物體間法向粘力,忽略地球不對稱,考慮為質點系。
2. 設地球質量為M,半徑為R,設有一小物質團m坐標為(h,	heta,r)
根據條件:地球上的每一坨物質都被神奇的上帝之手切向加速了,然後切向速度又恢復正常。在一秒鐘的起始時刻角速度突然增大,並在過程中保持勻速。
則小物質團m的切向速度v_t為:v_t=2pi r
由於在上帝之手發揮作用的時候,地球質點系的質心位置不變,引力作用依然可以簡化為質心對小物質團的單一作用。
F_g=-frac{GmM}{r^2+h^2} 離心力F_c=frac{mv_t^2}{r}
由於引力方向不指向轉軸,在計算r方向動力學方程時需要乘以係數frac{r}{sqrt{r^2+h^2}}
所以這坨小物質團的動力學方程如下:
frac{d^2r}{dt^2}=omega^2r-frac{GMr}{(r^2+h^2)^frac{3}{2}}

frac{d^2h}{dt^2}=-frac{GMh}{(r^2+h^2)^frac{3}{2}}

frac{d^2	heta}{dt^2}=0 , frac{d	heta}{dt}=2pi

所以地球上任一小物質塊飛出去後遵循這個規律運動。注意:坐標r,h的動力學方程是隱式非線性微分方程所以沒(bu)有(hui)解,所以接下來我打算做數值解。

未完待更。數值模擬進行中。如果各位有興趣的話可以開雪糕棍模型章節。


在一瞬間,首先是海水會淹過所有大陸,由於海水和大氣是流體,所以應該不會在一秒內加速到那麼快速度,可以假設開始還是以原速度運行。但是地表和地球內部就沒那麼好運了。如下圖:圖片來源於百度,侵刪

簡單的把地球內部分為以上幾層。
其中內核是固態,地核是液態,應該也分上下地幔,上地幔是可塑性液態,下地幔是可塑性固態。
-------------------------------------------------各各各----------------------------------------------
好了,現在假設地球在一秒內自轉一圈,那肯定要有一個加速的過程,假設加速過程是從內核開始。那麼內核在短時間內加速到特定速度的時候(不到一秒,因為有減速過程),同樣因為外核是液態,不會那麼快達到與內核相同速度,那麼內外核之間就有了巨大的相對速度,在這個速度下,邊界部分產生劇烈的摩擦,產生巨大的熱量,這麼巨大的熱量會使內核氣化(即使由於內核處於高壓之下,不會氣化,那麼熱量也會向外傳遞到地幔,使地幔氣化),地球內部壓力急劇增加,那麼會發生什麼——爆炸。
劇烈的爆炸會在一瞬間將外核以上的部分噴入太空,只剩下內核。所以在爆炸發生之後,地球就只剩下內核部分,由於失去地球外層,不能給內核提供高壓的條件,同時由於溫度奇高,鐵、鎳等也會在短時間內氣化,這時由於地球質量減小很多,已經沒有足夠的引力俘獲氣態的鐵等,只能也逃逸到太空中。由於地球之外是真空,溫度除了氣化帶走的溫度之外,只能以輻射的形式降低,但是這兩個對於之前的內核溫度來說基本可以忽略不計,所以內核會從外到內一直氣化,最後應該什麼都沒有剩下。所有的這一切可能不一定在一秒內發生,但是肯定是在很快的時間內完成。
然後接下來的時間裡會發生什麼呢,由於地球已經不存在了,在事件發生一秒鐘之後,月球將沿著切線方向飛出,成為太陽的一顆新行星。不過由於月球飛出之後的速度應該是切線速度和原和地球一起圍繞太陽的速度合成為一個新的速度,大小方向都發生改變,所以軌道應該是一個更加扁長的橢圓。之後的軌道與其他行星的軌道可能有相交點,隨著時間的流逝會發生一次世紀大碰撞,接下來的演化過程應該與地球形成初期的那次碰撞類似。
另一方面,地球爆炸噴射出的物質,以原地球位置為球心散布在太陽系內,其中有一部分到達火星軌道,被火星給俘獲,同時給火星帶去了水、大氣、有機物等,經過多年的演變,火星變得宜居,生命又開始興興向榮的發展起來。很多年以後,火星人說不定就誕生了。
原先地球軌道上應該也會留有很多物質,這些物質也開始慢慢聚集起來,年復一年,在原軌道形成一個新的小的地球。隨著時間的流逝,地球上也將重新演化出生命,並將重新出現地球人。
當地球人與火星人的科技進步到能知道對方的存在的時候。。。。。。。
接下來腦洞更大,還是到此為止了。
徒手打這麼多字,給個贊吧o(^▽^)o


這個加速度……人類全滅。
無視加速度直接瞬間變速?人類也全滅……

地球估算一下也差不多可以打GG了……


你見過狗抖水嗎


23:40:31 2015-11-06
看完這一集就去睡覺!!
00:17:53 2015-11-08
!!我TM看了一天了!?


不能想,一些不可能發生的事情在我腦子裡面過一圈,就會真的發生。。。


找塊奶油蛋糕,使勁甩一下。
蛋糕越大越貴效果越好


我們的地球母親估計假牙都得飛出去。


尿手上了


你們都是笨蛋么?

在地球轉的前一瞬間你跳起來就可以啦!

像他們這樣!
我剛試過了,跳高一點在一秒內不會掉下來滴!
實踐是檢驗真理的唯一標準,這你們都不造啊—_—

友情提示,你不能在建築物內,最好去世界最高點


@AirML (你的名字意思是空中Make Love么。。。)
謝謝你的提問,問題很好。但是已經超過了我的能力範圍(我說了我是物理白),我儘力回答一下拋磚引玉吧。
首先我們要知道什麼是空間站?
百度百科中寫道:在空間站中要有人能夠生活的一切設施(是設施不是消耗品),不再返回地球。
空間站也可以看成一個大型人造衛星。
下面是人造衛星的定義:
在地球上拋出的物體,當它的速度足夠大時,物體就永遠不會落到地面上,它將圍繞地球旋轉,成為一顆人造地球衛星,簡稱人造衛星。
(1)人造衛星按運行軌道可分為低軌道衛星、中軌道衛星、高軌道衛星,以及地球同步軌道衛星、極地軌道衛星等。
(2)按用途人造衛星可分為三大類:科學衛星、技術試驗衛星和應用衛星。

空間站不像探索型宇宙飛船為的是逃出地球引力,他可以看做成一個近地衛星。
繞轉地球的速度一般快於地球的自轉,如果地球忽然加速一秒旋轉一圈,或者驟然停止。
開始並不會對空間站的人造成什麼影響,只是時間先會比地球慢一天,突然時間變的飛快(詳情請看《時間簡史》中有兩個表的燈塔),但對於他們沒有致命的傷害
其次地球上的文明毀於一旦,空間站沒有了與地面的聯繫(宇航員們表示這下二逼了,傳承人類文明的任務就交給他們了,孤單感悠然而生參考《星際穿越》里按你海瑟薇那美麗孤獨的大眼睛)。
可雖然沒有致命傷但在空間站的人類也不會活太長時間,因為他需要定期的補給(補給時間好像是3-4年,不清楚希望大神補充),雖然空間站有氧氣和循環水,可慢慢的我們就面臨著食物和燃料,耗材的問題。我們就餓死了。
總著來說地球還是不要毀滅的好,目前天空方舟計劃只在雛形階段,還達不到完全脫離地球的水平。不過我們人類總有一天會做到的。(就算做到了我還是願意留在地球,留戀那神奇的大海,太空旅旅遊還行。)
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以下是原答案:

初中物理課本有一道題大概是這樣的:

計劃跳著旅遊世界,小明知道地球自轉平均是385m/s(具體數值忘記了好像是),他計劃原地起跳讓地球在自己的腳下滾動,從而旅遊世界,請問他能實現嗎?

答:不能,因為慣性。

自轉的速度非常快,已經大於聲速,海水,山川,生物,相當於坐在大型超過聲速的飛機上,忽然飛機制動(假設飛機是不會損壞的),飛機里的所有的物體承受巨大的慣性堆成了一起,河流推壞所有的建築到了山的腳下,山收到劇烈的撞擊開始脫落,板塊活動,各種火山,地震,海嘯詳情請參考《2012》,只是大家連悲傷的時間都沒有了,因為死的都太快了


地球終於徹底洗了次澡……


題主:我可是看過800個知乎問題的人,地球你怕不怕


把你我都甩出去


在來一回合…就一回合…


在如此大的加速度下,構成地球的物質的分子(原子)結合力恐怕不夠大,地球可能要四分五裂了吧。


每個星球都有一個能夠維持自己結構的最大自轉速度,先佔坑,回去算了再看看地球會不會分崩離析。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
趁上課算了一下,非物理專業只能用高中的搞一搞,由萬有引力以及圓周運動公式得出角速度為0.0012 rad/s左右的時候地球解體.
一秒轉過一圈的話,地球就沒了


瞬間14級颱風,然後地殼摩擦,爽死了


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