如果所有外部條件都不變,而地球的體積有木星那樣大,這個世界會有什麼不同?


謝邀

首先這個『如果所有外部條件都不變』我的理解是:太陽系中除了地球和月球之外,其他的行星衛星之類的都和現在一樣,地球在自己原來的軌道上突然變得像木星一樣大了。我不想把這個問題回答成:宇宙形成過程中,距離太陽一個天文單位的軌道上能否誕生木星那樣大的行星。(而且我也不知道怎麼回答這個問題)。

體積變得木星那樣大可以分為兩種情況:

  1. 總重量不變,體積變大
  2. 密度不變,體積變大

地球的一些數據:

平均半徑 6,372.797 km

質量 5.9742×1024 kg

平均密度 5515.3 kg/m^3

木星的一些數據:

赤道半徑 71,492 ± 4 km(1 bar大氣壓力的標準)= 11.209 地球赤道半徑

極半徑 66,854 ± 10 km(1 bar大氣壓力的標準)= 10.517 地球半徑

質量 1.8986×1027 kg = 317.8 地球質量

平均密度 1326 kg/m^3(1 bar大氣壓力的標準)

為了方便計算就吧地球和木星半徑比簡化到1:10吧。其實一般不需要精確估算時候用數量級就足夠了。

先看情況1.總重量不變,體積變大:

要變到木星那麼大,需要半徑變10倍,體積是長度的3次方,所以體積需要變大1000倍。這樣造成的結果是密度是原來的frac{1}{1000},也就是大約5.5kg/m^3. 在這個密度如果都是同一種材料,肯定是以氣體狀態存在。但是一般行星都會有一個密度較大的核心[來源請求],所以可以是一個岩質核心以及外層是氣態的方式出現。

但是問題就出現了,在如此稀薄的密度下,任何遠離核心部分的氣體缺少足夠的重力來使他們保持在核心周圍,因此會逃逸離開。而離核心較近部分由於重力的關係,需要貼近中心達到一個流體靜力平衡狀態。造成的結果就是地球無法保持像木星那樣大,會縮小很多。(具體會塌縮成多大,只能讓專業的來解答了)

然後情況2. 密度不變,體積變大:

體積是長度3次方的原因,木星那樣大小的地球的質量是現在的1000倍。根據重力加速度g = G frac {M}{r^2} ,新地球的重力 g。 人類在這個世界就不要想生存了。但會不會有其他生命的形成還是很難說的,畢竟生命怎麼形成的還是一個謎。就算形成了生命,肯定也都是十分粗壯矮小的形態。

因為表面積-體積是二次方-三次方的關係,超大地球的地核產生的熱量將會難以到達地球表面,二次方 增加的地核表面積難以跟上三次方增加的地幔「吸熱」速度。地表將會更加寒冷。[這一段不太確定正確性,請指正。]

由於重力的關係,大氣層會比原先更厚。也會有更多的隕石/彗星被地球的重力捕捉到。但是本來衝撞地球形成月球的天體撞上新地球可能就不會產生月球了。

參照為什麼好多天體最終變成了球體,而非立方體,四面體?這個問題,巨大的重力意味著地球接近球體,所以地球表面如果有水的話,不會形成海洋大陸了,而是全球都被水覆蓋著。

新的地球質量增加了,但是因為開普勒定律,行星繞恆星的運行周期和自身質量沒有關係,因此不用擔心新地球的公轉軌道發生變化。

綜上,不管是哪一種情況,人類是肯定不會存在了。另外第2種情況,這樣的地球會不會塌縮我不是很懂,求專業的來解釋一下 (`?ω?′)


個人感覺,題主想問的並非像@greendyj回答的這麼專業的知識吧?要知道題主定義的第一個話題是「歷史」。我的理解,其他的不變,體積變大,意味著面積會大很多。如果海洋還是占現在的比例,那可供居住的陸地是現在好多倍。如果人口也不變,那我們的人均領土會大很多很多。當然,領土戰爭必然存在,且綿延整個人類史。不管你佔多少地,都不會滿足的。環球旅行更加困難,各地域溝通更加困難。人們的生活更野性化。從原始社會進化到現在的社會應該會經歷更長的時間科技的進步跨度也應該更長。*************************非專業回答,拋磚引玉。歡迎專業人士科普。


重力會變大啊


我的第一感覺是地圖變大了,環球旅行將來的相當晚。


不同領地的生物,劃分開來..互相殺戮


根據相似比,人的身高葉會高很多


如果你說的是整個太陽系的話,我覺得你更容易想像,地球上所有的生物縮小1000倍。整個世界都變大了,你要去美國,坐飛機要飛幾年,你從北京到海南,要幾個月,這是空間的感覺,其他請自行腦補,應該是原來的1000倍


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