什么是“洛希極限”

廣西戴氏教育來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 時(shí)間:2021-05-10 19:40:14 點(diǎn)擊：2次

在很多的科幻大片中，一些非常耀眼和腦洞的場(chǎng)景和想象其實(shí)有著一定的科學(xué)道理，并且科幻的基礎(chǔ)也是人類(lèi)對(duì)于未來(lái)的一些比較新奇和有可能會(huì)發(fā)生的事情的一種現(xiàn)實(shí)還原。雖然科幻不可全信，但是在科幻的現(xiàn)象中我們可以學(xué)習(xí)到一些科學(xué)的知識(shí)。今天給大家講述的就是洛希極限。這個(gè)名詞和定理有著怎樣的科學(xué)內(nèi)涵?

洛希極限是指兩個(gè)質(zhì)量差距懸殊之間天體存在的一種特殊距離值。當(dāng)這兩個(gè)天體接近到一定距離時(shí)，質(zhì)量較小的天體就會(huì)受到質(zhì)量較大天體潮汐力影響使自身解體的現(xiàn)象。因?yàn)檫@個(gè)特殊距離值是被法國(guó)天文學(xué)家愛(ài)德華·洛希首先計(jì)算得出，因此稱為洛希極限。

洛希極限

假設(shè)洛希極限為d,如果一個(gè)天體為球形(小質(zhì)量天體)且完全剛體時(shí)，這個(gè)天體形成時(shí)又完全是依靠重力。那么如果這個(gè)天體所圍繞運(yùn)行的天體也是球體(大質(zhì)量天體)時(shí)，我們可以拋去潮汐變形及自轉(zhuǎn)等因素去計(jì)算。我們可以設(shè)大質(zhì)量天體的半徑為R，ρM是大質(zhì)量天體的密度，ρm是小質(zhì)量天體的密度。這時(shí)我們可以計(jì)算出這兩個(gè)天體的洛希極限約為:1.26R(ρM/ρm)∧1/3

但對(duì)于流體天體時(shí)，潮汐力會(huì)將它拉長(zhǎng)，讓這個(gè)天體變得更加易碎。由于有化學(xué)鏈、摩擦力等因素的影響。大部分天體不會(huì)出現(xiàn)純剛體或純流體的狀態(tài)，所以其洛希極限都應(yīng)該在這兩個(gè)界限之間

地球與月球的洛希極限

通過(guò)計(jì)算可得地球與月球的洛希極限大約為1.35萬(wàn)公里，那么如果現(xiàn)在將月球繞地軌道拉進(jìn)1.35萬(wàn)公里之內(nèi)會(huì)發(fā)生什么呢?由于月球軌道距離地球太近已經(jīng)小于二者的洛希極限，所以月球的表面開(kāi)始受到地球潮汐力的作用開(kāi)始慢慢解體，月球碎片會(huì)不斷地撞向地球，而碎片撞擊地球的位置基本與月球軌道平行。

最終

在月球自身重力小于地球潮汐力和月球高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力的情況下月球完全瓦解。最后穩(wěn)定下來(lái)的月球碎片將圍繞地球運(yùn)動(dòng)形成地球的光環(huán)。