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如果突然停止環繞太陽的運動會怎樣呢?比如地球撞上了一堵看不見的牆,當然這是完全不可能的,這是不會發生的。
在我們開始想像地球完全失去軌道速度的恐怖後果之前,讓我們先來討論下其中涉及的物理學。
地球以大約每秒30公里的軌道速度圍繞太陽運動,這正是地球所需的速度來抵消來自將其向內拉的引力。如果太陽突然間消失,地球將以30 km/s的速度沿著一條直線向前運動(切線方向),這就是軌道的原理。
如果地球的軌道速度加快,那它將進入一個更高的軌道進行補償。而如果地球的軌道速度放慢,那它將落入一個更低的軌道進行補償。而如果地球的軌道速度直接降為零呢?那我們就要直接被烤熟了。
首先,讓我們來想像一下如果地球突然停止下來將會發生什麼。正如上面所提到的,地球的軌道速度是30 km/s,這意味著如果地球突然停下來,在其之上的所有東西都仍有30 km/s的慣性。而地球的逃逸速度大約是11 km/s,換言之,地球公轉方向前側的所有東西都會飛入太空,繼續沿著地球圍繞太陽的軌道前進。而在地球公轉方向後側的所有東西將會與地球撞成粉碎,這將是悲慘狼藉一片。
但即使地球緩慢地停下來,這仍然會造成凌亂不堪。由於失去了向外的向心力來用於抵消向內拉的引力,地球將開始墜向太陽。
這需要多長時間呢?來自康奈爾大學的Ask an Astronomer的Dave Rothstein博士對此進行了計算。根據Rothstein博士,這整個旅程將持續大約65天。穿過金星的軌道需要41天,而在第57天,地球將跨過水星的軌道。
隨著時間的推移,地球因越來越接近太陽而變得越來越熱。《連線》雜誌的Aatish Bhatia做了一些進一步計算來估算溫度。在自由下墜一個月之後,地球上的平均氣溫將上升到50攝氏度。而在第50天,平均溫度將達到125攝氏度。而在終結之日,平均溫度將高達3,000攝氏度……之後就是終結。
當然,這是完全不可能的,沒有力量可以使地球停止公轉。然而,有一個可能的情況是地球被拉向太陽。在遙遠的未來,太陽將會變成一顆紅巨星並向外膨脹,吞沒水星和金星的軌道。關於是否會吞沒地球在天文學家之間還存在爭論。
我們就假設可以。在這種情況下,地球將處於太陽的大氣層之中,然後在其環繞太陽運動時會與太陽物質不斷摩擦,並螺旋向內。當然,在這一點上地球是繞著太陽內部運動,因此墜入太陽已經發生了。
太陽的晚年將變成一顆紅巨星
所以就是這樣,地球大約需要大約65天墜入太陽,然後消失在一陣等離子體中。
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