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當一個地球大小的石頭撞擊木星會發生什麼

問:當我們聽到1000分貝的聲音時會怎樣?

當一個地球大小的石頭撞擊木星會發生什麼


你會死。假設頻率譜足夠寬廣,我認為你會消失成為一堆分子。


分貝是對數比例的。這就是說,110分貝比100分貝要響10倍,120分貝比100分貝要響100倍。


給你一個比較好的比方吧。要製造出1秒鐘1000分貝的噪音,需要的能量大概是整個太陽燃燒40億年產生的能量。


問:當一個地球大小的石頭撞擊木星會發生什麼?

首先,木星質量是地球的317倍,體積是地球的1300倍……那麼你可能會認為木星會一口吞下地球,連飽嗝都不打一個?


並不一定。如果地球垂直落入,那麼的確沒什麼大變化。但是如果地球慢慢地靠近的話,事情就變得有意思了。


在天體物理中有個術語叫做洛希極限——定義為小質量天體(如地球)能夠接近大質量天體(如木星)而不會被引力撕碎的最近距離。對於木星來說,地球在洛希極限外繞其旋轉,完全沒問題。雖然有點冷,但景色還不錯。

當一個地球大小的石頭撞擊木星會發生什麼


但是當地球出於某種原因,漸漸靠近時……

當一個地球大小的石頭撞擊木星會發生什麼



我們開始能看到潮汐變形了。即使是完全由石頭組成的行星,其引力相比起木星的引力來簡直不值一提。想想月球都可以引起地球的潮汐現象,更不用提木星的引力了。

當一個地球大小的石頭撞擊木星會發生什麼


然後,一旦行星越過洛希極限……

當一個地球大小的石頭撞擊木星會發生什麼


我們看到行星開始被撕裂。隨著時間增加……

當一個地球大小的石頭撞擊木星會發生什麼



潮汐力繼續將行星撕碎,不過仔細看發生了什麼。行星的碎片沒有落入木星大氣層。最終……


行星碎片會在木星周圍形成一個環。當然,這個環只是暫時的,這些碎片最終要麼落入大氣層,要麼逃離引力飛向外太空。


但是至少,在一段時間內,木星會有一個漂亮的光環。


那麼,如果撞擊的行星的尺寸比地球要小呢?為什麼有的小行星可以撞擊地球或者木星而不會被提前撕碎呢?因為洛希極限是潮汐變形的函數……如果天體太小,就不會有太大的潮汐力,那麼它在撞擊地球前就不會被摧毀。我其實並不是十分理解這部分。(小編:你逗我呢!!! 作為理工科的小編為大家解釋:洛希極限與兩個天體的密度有關,如果小行星的密度足夠大,那麼洛希極限將位於地球的內部,那麼小行星直至撞上地球都不會被撕碎。)具體詳見維基。


問:當一塊直徑1米,密度相當於中子星的流星撞向地球,會發生什麼?


恩,會發生很多事情,而且這顆流星的速度其實並不那麼重要。


中子星的密度大約是10^18 kg/m3,所以這塊物質的質量應該有10^18 kg(地球的重量大概是6X10^24 kg,也就是比這塊物質重1百萬倍)。


然後我們假設流星的速度是個平均值,大概50000m/s。


這樣流星的動能就大概是10^27J。這大概是希克蘇魯伯事件(推測為恐龍滅絕的小行星撞擊事件)的能量的5000倍,也就是100億顆最大當量的原子彈同時爆炸產生的能量。


這差不多就是世界末日了。


但其實這還不算完。如果這塊小東西突然出現在地球大氣層里,它的動能應該是我們最後應該考慮的事情。為什麼呢?因為中子星物質是很奇怪的。如此高密度的東西基本上相當於裡面的中子個個摩肩接踵的擠在一起。在普通的物質里,中子之間會有電子和廣大的虛無空間。中子間的距離產生引力,引力產生適度的密度,也會減緩中子進行衰變。


如果中子全部擠在一起,那麼所有中子將立刻變成一個巨大的圓球,同時開始立即衰變,衰變產生的質量損失將以能量的方式放出。大概有整個質量的千分之一吧。


那麼這些能量有多少呢?根據E=mc^2公式, E=(10^15 x 3x10^8 x 3x10^8) = 10^32J,


這些能量應該有10^32 J。


這是剛剛計算出來的動能的10萬倍。這些能量足以融化地球上的大部分物質,消滅大氣和海水。如果月球恰好離得近的話,它會像鎚子敲西瓜一樣爆開。


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