傲娇零次元

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发表于 2015-7-11 09:51:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
【然并卵】《暗杀教室》中的月球被炸掉了70%,对地球有何影响?

在《暗杀教室》开场中的设定是月球被炸掉了70%,变成了弯月的形状。那么月球炸掉的这70%对地球会产生怎样的影响?运行轨道会如何变化?是否会坠向地球?



                               
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    首先考虑点正经的,关于月球轨道的变化。即使月球失去了相当多的质量,这对于月球轨道的变化也是几乎可以忽略不计的。高中水平的物理足以简单的证明,对于一个足够轻的卫星,其轨道将与其质量完全没有关系……然而月球还是不那么轻的(质量约为地球的1/81),所以地月系统质心位置的变化会稍微让轨道变得椭一点。这个“一点”的意思是,离心率的变动差不多也在1/81这个量级。换句话说,月球不管被轰成什么奇怪的形状都是不容易掉下来的。



                               
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    那么月球轻了之后对地球的影响呢?唯一主要的影响应该就是潮汐力减小了。地球受到的潮汐力主要来自于太阳和月球,而来自月球的潮汐力又显著地大于来自太阳的影响。因此,地球上潮汐的强度会受到非常大的影响。与此同时,潮汐摩擦带来的自转速度减慢也会放缓——这似乎并不是一件坏事。



                               
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    然后考虑一个稍微复杂点的问题……图上月球的形状对么?我估计大部分人的直觉都是“一看就不对,肯定要塌”。但是,本着“有困难要上,没有困难创造困难也要上”的精神,我们还是算一下。月球(在它还正常的时候)表面的引力大概是地球的1/6。在月球被轰走了70%之后这个比例降到了大约1/20……更不要说靠近月心的地方引力还要更小了。这里我们做一个简单的量纲分析:对于相同的材料所组成的结构,如果把整个结构的尺寸扩大A倍,容易算出材料内部承受的应力也会扩大A倍。(计算过程略过,有相关基础的同学们欢迎验算。)



                               
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    也就是说,如果把这个月球(其实只考虑尖角的那部分就差不多够了)的尺寸缩小20倍放在地球上(差不多那么个意思,不要在意细节),它受力的强度跟在天上是差不多的。月球缩小20倍之后的尺寸(半径)大概是80多公里……稍微思考了一下,好像一时半会找不出尺寸在这个量级的悬崖(听说珠峰海拔大概8公里)。所以,悲哀的事实是,基本没戏了。如果是火星的卫星(大一点的那颗直径20公里),这个形状要保持下来倒应该是轻轻松松。另外,如果这个洞不是开在侧面,而是从正中穿过去的话,月球其实是很容易保持那个(甜甜圈一样的)姿势相当长时间的……这主要是由于重力的指向使得岩石主要受压应力而非拉应力,而月球岩层的材质能承受的压应力应该还是比拉应力大不少的。



                               
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    当然,另一个事实是,月球里面也不都是石头。目前比较被接受的月球模型跟地球的模型很像,中间有类似于地幔的岩浆和液体金属的核心。也就是说,这么轰开月球的感觉,和咬开一个溏心荷包蛋差不多……黄就飞出来了……
    在回答这个深刻的问题之后,我们来吐个简单点的槽:图上月球周围的光环(碎石带)显然是错的。说实话,如果仅仅是水平方向的没对齐质心也就算了(这个形状的月亮质心应该在靠右的位置),毕竟不是很显然也不很好看……但是这个光环整个往下放了那么多是闹哪样!


    最后,不知道有没有人想算一下图上这个尺寸像不像轰掉了70%……球刨去一个圆柱的体积什么的,我觉得我已经目测不能了。


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