這種尺度的類地行星撞地球,有無可行的技術手段避免?
背景:
這個問題來源於一部電影《憂鬱症》。影片的結尾,巨大的類地行星「憂鬱星」撞向地球,地球瞬間毀滅,如下圖(該電影非科幻片,所以請忽略此圖的科學性):我的問題有兩個:
1、假設人類提前1年通過觀測預知憂鬱星將撞向地球,那麼以我們現有的技術手段有無方法避免相撞?提前5年、10年呢? 2、假如真的撞過來,嚴格來說這是一段什麼樣的過程呢,越詳細越好。是否面向憂鬱星一側的物體會逐漸被吸進太空?背向憂鬱星一側的物體會感受到引力增加?還是說在感受到可觀的引力前地球已經被潮汐力解體了?謝謝:)
畫了個圖:
這麼大的東西肯定能提前發現,太大了,也太明顯了,因為它不是小行星,如果不是高速從太陽系外面襲擊,那麼肯定能提前發現,甚至能提前很久就發現。
但要防止地球撞上它就太難了,這東西實在是太大了,就算是把月球推過去也沒辦法完全摧毀它,甚至亂飛的碎片反而造成更可怕的傷害。至於核武器更是不行,人類最大的核武器沙皇炸彈(沙皇炸彈)只不過是在地球上炸了一個直徑幾公里的坑,面對這麼大的天體就是戰鬥力為五的渣。要摧毀它根本不可能,甚至改變它的軌道都很難。我覺得唯一的希望就是改變地球軌道,雖然也很難,但總比改變這個大傢伙要容易一些,大不了我們地球就成為它的衛星好了。當然了地球軌道的改變對於地球來說必然也是一場巨大的災難,肯定會伴隨著大規模的地質災害,比如全球性地震、海嘯、火山活動等等。
假如真的撞過來,假設其平均密度與地球相同,那麼:
1、因為它的質量是月球的一萬倍左右,那麼當它距離地球相當於地月距離的100倍的時候(大概3.8億公里),對地球產生的引力就跟月球相當了,當距離縮短到地月距離的10倍的時候,引力效應就是月球的100倍,後果就是產生巨大的潮汐。月球產生的最大潮汐高度大概是40厘米(潮汐),根據鏈接里的公式,大致能算出此天體距離地球380萬公里的時候,能產生4米高的潮汐,沿海城市會遭受重創。當它距離地球達到地月距離的時候,潮汐浪高將超過4000米,地球上唯一能躲避的地方就只有青藏高原了。並且,這麼大的潮汐產生的地質效應還很難估計。
2、其實比潮汐更可怕的是大氣流失,大氣比海洋更容易受到到萬有引力的影響,因為大氣的流動性更好。後果就是地球大氣被憂鬱星吸走,就算吸不走的部分也會造成嚴重的氣壓不平衡,會產生比地球上已知的所有颱風都強大的氣旋,具體產生多大的氣象災害我不太會算,但估計破壞性也會很恐怖。
3、根據洛希極限的定義(洛希極限),可以算出當它距離地球小於15萬公里的時候,地球可能就會被其潮汐力撕碎,此時任何地球上的生物都無法倖存,地球君再見。
在前兩個階段里,海嘯和氣象災難會消滅大部分人類,所以大部分人類不會活到地球引力變化的那一時刻。手算了一下,當距離等於地月距離的時候,人類感受到的重力變化大概不到5%,在達到洛希極限的時候重力消失,當然了人類也肯定無法生存了。這麼大個玩藝……不說別的……有這推動能力的話不如推著地球讓讓路的好。
這麼大的星體如果人類提前5年10年才發現,那人類基本相當於是瞎子……提前500年、1000年發現還差不多。
所以幾百年的時間就根本不存在問題了,只需要很小的一個擾動,我們就足以改變該星球的撞擊方向。或通過火星木星之類的星球進行間接擾動,達到四兩撥千斤的作用。幸運的話,我們也許只需要十幾年就足以讓該星球不再對地球產生直接威脅。
如果……真的有些坑爹因素讓這個星球在一夜之間就突然出現了,那麼,這個突然出現的因素是什麼?蟲洞?外星人瘋了?上帝放了屁?總之,我們的某些古老世界觀也在這一夜之間崩潰了,一些經典物理定律亦將崩塌,人類面臨的將是一個全新的宇宙和世界,從長遠來看,這也許反而算是一件好事,足以用大半人類加一個地球來換取。按照假設,地球是無望了。造宇宙方舟吧,快撞上的時候人類都到方舟上去,再找宜居星球定居,或者永遠定居在太空了。按照假設,憂鬱星的軌道不可能停留在地球原來的軌道,說明憂鬱星不會是宜居星球。火星都比他更宜居。
科幻電影不止一次幻想用核彈摧毀小行星拯救地球免於被撞擊的命運,但英國萊斯特大學的研究人員認為,電影中的場景不夠科學,充滿了幻想,核武器很可能根本無法阻止小行星撞地球。
萊斯特大學 University of Leicester 發表的論文稱:「以我們現有的科技水平遠遠無法保護地球,使其免受小行星撞擊。」研究人員稱,要想炸毀直徑1000公里的小行星,要求的核彈威力要比地球上曾引爆的威力最大的核彈高10億倍。1961年前蘇聯測試的「大伊凡」核彈是人類核試驗歷史上最大的核彈,其威力相當於5000萬噸TNT同時爆炸。
萊斯特大學的研究人員稱,在現實中要想使用核彈摧毀小行星,就要求更早發現小行星,而且最好在距離地球130億公里外的太空中引爆。但是要改變小行星的軌道卻可省去一半時間。論文作者之一本·霍爾(Ben Hall)說:「一個可能的替代方案是,通過在小行星上安裝推進裝置改變其軌道。」
萊大學術 | 核武器無法阻止小行星撞地球
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