ถ้าวัตถุขนาดใหญ่อย่างจูปิเตอร์บินผ่านโลกมันจะต้องเข้ามาใกล้เพื่อดึงคนออกจากพื้นโลกหรือไม่

ฉันเข้าใจว่านี่เป็นสมมติฐานที่งี่เง่า แต่ฉันขออายุ 7 ปีดังนั้นโปรดอดทนกับฉัน

ลองจินตนาการว่ามีดาวก๊าซยักษ์หลงทางระหว่างดวงดาวบินผ่านระบบสุริยะของเรา

ถ้าเราไม่กังวลว่ามันจะขโมยชั้นบรรยากาศของเราและสร้างพลังคลื่นที่ทำลายทุกสิ่ง ... มันจะต้องเข้ามาใกล้เราเพื่อออกแรงโน้มถ่วงมากพอที่จะยกผู้คนขึ้นมาจากพื้นดินและดึงพวกมันขึ้นสู่วงโคจรของมันเอง?

TL: ดาวพฤหัสบดี DR ไม่หนาแน่นเพียงพอสำหรับการไล่ระดับสีแรงโน้มถ่วงเหนือรัศมีของโลกเพื่อให้เกิดการเร่งคลื่น 1 กรัมแม้จะอยู่ที่พื้นผิวของดาวพฤหัส

ขอบคุณ PeterCordes

แรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีจะดึงตัวเองลงบนพื้นโลกรวมถึงทุกสิ่งบนโลกด้วย

มันไม่เหมือนเครื่องดูดฝุ่นที่เลือกยกวัตถุขนาดเล็กและเบาแรงโน้มถ่วงจะปรับตามมวลของวัตถุแต่ละชิ้น ถ้าโลกมีมวลมากกว่าที่เราเป็น zillion เท่าดังนั้นแรงดึงดูดของดาวพฤหัสก็จะใหญ่กว่า zillion เท่าตัว

นั่นหมายความว่าโลกจะเร่งไปสู่ดาวพฤหัสบดีและเราจะเร่งความเร็วไปพร้อมกับดาวพฤหัสดังนั้นเราจะไม่ "รู้สึกชักเย่อ" ไม่ว่าที่ใดก็ตามที่อยู่ใกล้มากที่สุดเท่าที่จะสงสัย

แต่ลองคิดดูขนาดของโลกและความจริงที่ว่าคนที่อยู่ใกล้จะใกล้กับดาวพฤหัสมากกว่าจุดศูนย์กลางมวลโลกและผู้คนที่อยู่ไกลออกไปจะไกลออกไป

เนื่องจากคนใกล้ชิดกับดาวพฤหัสบดีจะรู้สึกเล็กน้อยที่แข็งแกร่งเร่งกว่าจุดศูนย์กลางมวลของโลกที่พวกเขาจะรู้สึกลากจูงค่อนข้างอ่อนโยน เราจะคำนวณสิ่งนั้นในอีกหนึ่งนาที

แต่เชื่อหรือไม่ว่าผู้คนที่อยู่อีกฟากหนึ่งของโลกรู้สึกว่าถูกลากจูงน้อยกว่าศูนย์กลางมวลโลกจะเชื่อว่าพวกเขากำลังถูกดึงไปในทิศทางตรงกันข้าม! พวกมันจะไม่ถูกดึงออกจากดาวพฤหัส แต่พวกเขาจะไม่เร่งความเร็วไปที่ดาวพฤหัสเร็วเท่าโลกดังนั้นมันจะรู้สึกเหมือนถูกผลักไส

แรงแบบนี้เรียกว่าแรงไทดัลและนี่คือภาพที่มักใช้กับแนวคิด:

แหล่งที่มาแทนที่ "ดาวเทียม" ด้วย "ดาวพฤหัสบดี"

ความเร่งที่เรารู้สึกเนื่องจากแรงโน้มถ่วงแสดงเป็น

โดยที่คือค่าความโน้มถ่วงคงที่และเท่ากับ m ^ 3 / kg s ^ 2 และ M คือมวลแต่ละตัวที่ดึงคุณ$G$$6.674 \times 10^{-11}$

หากคุณใส่ความสูง 6378137 เมตรและมวลของโลก ( kg) คุณจะได้รับความคุ้นเคย 9.8 m / s ^ 2$5.972 \times 10^{+24}$

หากดาวพฤหัสบดีอยู่ห่างจากกัน 114,000,000 เมตรหรือ 114,000 กิโลเมตรโลกจะเร่งความเร็วที่ 1 กรัมต่อดาว แต่ผู้คนที่อยู่ใกล้และไกลจะเร่งแตกต่างกันมาก หากมองใกล้ชิด 6,378 กิโลเมตรจะรู้สึกถึงความเร่ง 1.2 m / s ^ 2 ที่มากขึ้นดังนั้นพวกเขาจะรู้สึกว่ามีน้ำหนักน้อยกว่า 12% และผู้คนที่อยู่ห่างไกลก็จะรู้สึกเบากว่ากันเพราะพวกเขารู้สึกว่าตัวเร่งความเร็วน้อยกว่าโลก

หากดาวพฤหัสบดีอยู่ใกล้มากจนสัมผัสกับโลกได้จริงมันก็จะไม่ดึงออกจากโลกโดยสมมติว่าโลกยังคงอยู่เหมือนเดิม แต่นั่นคงไม่นานนัก !!! โลกจะเร่งไปที่ดาวพฤหัสที่ประมาณ 20.9 m / s ^ 2 และผู้คนที่อยู่ใกล้จะรู้สึกเร่ง 24.8 ไปทางจูปิเตอร์ แต่สัมพันธ์กับโลกที่มีเพียง 3.9 m / s ^ 2 ดังนั้นจึงไม่เพียงพอที่จะเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก -9.8 m / s ^ 2

อีกด้านหนึ่งของโลกมันคล้ายกัน ความเร่งสู่ดาวพฤหัสจะเท่ากับ 17.8 m / s ^ 2 แต่ลบด้วยการเร่งความเร็วของโลก - 20.9 เป็น -3.0 m / s ^ 2 ออกไป แต่นั่นก็ไม่เพียงพอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดของโลกในกรณีนี้ +9.8 m / s ^ 2

เมื่อโลกสัมผัสกับดาวพฤหัสบดีเราจะรู้สึกเบาลงประมาณ 40% ที่ด้านใกล้และ 31% ที่เบากว่าบนฝั่งไกลของโลก แต่เราจะไม่ออกจากพื้นผิวโลก

อย่างไรก็ตามในไม่กี่นาทีเราจะถูกดึงเข้าสู่ดาวพฤหัสอย่างหนักจนเราต้องถูกบดอัดด้วยแรงดันบรรยากาศภายในของดาวพฤหัส

แน่นอนว่ามันจะสนุก แต่ก็ไม่นาน!

ประมาณ 70,000 กม. ถ้าโลกโคจรรอบดาวพฤหัส (หรือบินผ่าน) ในระยะใกล้กว่าไม่ใช่แค่เราจะออกจากพื้นผิว แต่โลกทั้งโลกจะสลายตัวเนื่องจากมวลของมันจะถูกปล่อยออกไปด้วย

70,000 กม. เป็นขีด จำกัดของRocheของดาวพฤหัสบดี(แม้ว่าค่าจริงจะแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับวัตถุอื่นที่เกี่ยวข้อง) รัศมีที่แรงขึ้นของน้ำขึ้นน้ำลง (อธิบายไว้แล้วในคำตอบของ uhoh) แรงโน้มถ่วงครอบงำ . ในบริบทนั้นผู้คนบนพื้นผิวจะไม่ทำงานแตกต่างจากหิน

Btw. สถานการณ์นี้มีการสำรวจในวิดีโอ youtubeด้วย ฉันจะไม่บอกว่ามันดีมาก แต่มันอาจเป็นประโยชน์ในการอธิบายขีด จำกัด ของโรชกับเด็กอายุ 7 ปี

ดังที่คำตอบอื่น ๆ ชี้ให้เห็นดาวพฤหัสนั้นมีขนาดไม่ใหญ่พอที่จะดึงดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นของโลกออกจากกัน แต่เราสามารถใช้วัตถุที่หนักกว่าเล็กน้อยแทนได้ - พูดว่าดาวแคระน้ำตาลเย็นขนาดเล็กที่รวมตัวเป็น 13 จูปิเตอร์หรือประมาณ 4000 โลก ตามสูตรโรชตัวแข็งข้อ จำกัด ของโรชคือรัศมีโลกหรือ 130,000 กม. รัศมีของดาวแคระน้ำตาลนั้นไม่ใหญ่กว่าของดาวพฤหัส (เนื่องจากทั้งคู่ทำจากก๊าซอัด) ขนาดเล็กกว่า 100,000 กม. และมีห้องพักสำหรับโลกที่จะถูกทำลายโดยไม่ชนกับมัน$\sqrt[3]{2\cdot 4000}=20$

ดาวแคระน้ำตาลของเราเดินไปรอบ ๆ อย่างเงียบ ๆ ในดาราจักรจุดที่ดวงอาทิตย์ของเราและตัดสินใจที่จะมองใกล้ มันส่งเสียงกรีดร้องผ่านระบบสุริยะวงในบนวงโคจรไฮเพอร์โบลิกซึ่งหมายความว่ามันจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่มากกว่าการหลบหนีจากแสงอาทิตย์เมื่อมันคิดถึงโลกอย่างหวุดหวิด - เรียกว่า 100 km / s เราสามารถพูดได้ว่าโลกมาที่ดาวแคระน้ำตาลที่ความเร็ว 100 กม. / วินาทีและพลาดท่า ความเร็วนี้ช่วยให้เราใช้เวลาเกือบครึ่งชั่วโมงภายในขีด จำกัด โรชหากเราเกือบจะแตะดาวแคระน้ำตาลในเวลาที่ใกล้เข้ามา

แต่ดูเหมือนว่ามันจะน่าทึ่งโดยไม่จำเป็นดังนั้นแทนที่จะให้คนแคระน้ำตาลแทนท่าเทียบเรือที่กว้างกว่าเล็กน้อยซึ่งในเวลาที่ใกล้เข้ามามากขึ้นการเร่งความเร็วของแรงโน้มถ่วงที่พื้นดินศูนย์จะเป็นคนเดินเท้า 2 จะเป็นเช่นนั้นเมื่อระยะทางถึงดาวแคระน้ำตาลคือของขีด จำกัด Roche หรือ 128,000 กม. ความยาวของเส้นทางของเราผ่านเขตโรชนั้นอยู่ที่ประมาณ 20,000 กม. ซึ่งหมายความว่าการเผชิญหน้านั้นใช้เวลา 200 วินาที เรียกมันว่าสามนาที$-0.1\;\rm m/s^2$$\sqrt[3]{\frac{9.82}{0.1+9.82}} = 0.997$

(ผู้อ่านที่มีตาแหลมจะสังเกตเห็นว่าตัวเลขเหล่านี้หมายความว่าด้านไกลของโลกนั้นไม่เคยอยู่ในระยะ 130,000 กม. แต่สิ่งที่นับจริง ๆ คืออนุพันธ์อันดับแรกของสนามแรงโน้มถ่วงของดาวแคระน้ำตาลดังนั้นถ้าคุณยืน คุณจะยังคงดึงจุดศูนย์กลางมวลของโลกไว้ใต้ตัวคุณแม้ว่าคุณจะอยู่นอกขีด จำกัด ตัวเลขนั้นเป็นค่าประมาณทั้งหมด)

(ในอีกไม่กี่นาทีไม่มีเวลาเพียงพอสำหรับการหลอมเหลวภายในโลกที่จะไหลเข้าสู่สมดุลอุทกสถิตในสถานการณ์ใหม่ดังนั้นการใช้สูตรร่างกายแข็งตัวเหมาะสม)

จะเกิดอะไรขึ้น?

ประการแรกแน่นอนว่ามันเป็นภาพที่ยอดเยี่ยม ดาวแคระน้ำตาลครองท้องฟ้าด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมของบางแห่งระหว่าง 60 °ถึง 100 °

จากนั้นก็อาจจะได้รับร้อนอึดอัด ไม่จำเป็นว่า "ภูเขากำลังละลาย" ร้อนหรือแม้กระทั่ง "ทะเลเดือด" แต่สิ่งนี้บอกว่าคนแคระน้ำตาลที่เย็นที่สุดมีอุณหภูมิประมาณเตาอบและมีส่วนสำคัญของท้องฟ้าที่อุณหภูมิ 150 ° C สามารถทำให้ใคร ๆ รู้สึกเหงื่อออก แต่ไม่ต้องกังวล - ทุกอย่างจะเสร็จสิ้นภายในไม่กี่ชั่วโมงดังนั้นให้เข้าไปข้างในแล้วหมุนตัว AC ขึ้นมา ที่จะจัดการกับมันได้ดี

เมื่อแรงโน้มถ่วงที่พื้นดินลดลงอย่างราบรื่นในขณะที่เราเข้าใกล้โรช เมื่อมันผ่านศูนย์ G คุณจะตกฟรีและเริ่มลอยขึ้นไปเบา ๆ ยกเว้นว่าทุกสิ่งรอบตัวคุณ - รถยนต์บ้านต้นไม้ดินเองก็ตกฟรีเช่นกันเพราะสิ่งเดียวที่ทำให้พวกมันพังลงคือแรงโน้มถ่วง ดังนั้นเพื่อการประเมินครั้งแรกประสบการณ์ในท้องถิ่นของคุณไม่ได้เกี่ยวกับการดึงเอาโลกออก แต่เป็นเรื่องไร้น้ำหนัก ( หรือมันคืออะไรดูด้านล่าง)

เหมือนกันที่จุดตรงกันข้าม

ปัญหาหนึ่งที่ปรากฏที่นี่คือบรรยากาศกำลังหลบหนีออกไปในอวกาศ เนื่องจากไม่มีแรงโน้มถ่วงที่จะทำให้มันลงมันจึงหนีไปได้เร็วกว่าการลอยตัวของรถยนต์ต้นไม้และผู้คนซึ่งขับเคลื่อนด้วยแรงกดดันของมันเอง แม้กระทั่งก่อนที่เราจะไปถึง Roche อากาศอาจจะบางเกินไปที่จะหายใจ ในทางกลับกันอากาศบริสุทธิ์จะวิ่งเข้ามาจากบริเวณโดยรอบเพื่อเติมเต็มความว่างเปล่าสร้างความยิ่งใหญ่ที่ยิ่งใหญ่ของพายุเฮอริเคนทั้งหมด (และปู่ทวดที่ยิ่งใหญ่รอบ ๆ antipode แน่นอน)

ในวงกลมขนาดใหญ่ 90 °จากศูนย์พื้นดินแรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้นประมาณ 1.7 กรัมคุณรู้สึกหนัก โฮครวญ

ระหว่างพื้นที่เหล่านี้สิ่งที่น่าทึ่งเกิดขึ้น ที่ประมาณ 45 °จากศูนย์พื้นดิน (หรือ antipode) แรงคลื่นจะอยู่ในมุมที่เหมาะสมกับแนวตั้งดังนั้นความแรงโน้มถ่วงของโลกจึงเกี่ยวกับสิ่งที่เราคุ้นเคย - แต่ทิศทางของมันแตกต่างกัน ราวกับว่าโลกถูกเอียงไปหลายสิบองศาเหมือนภาพยนตร์ไซไฟที่แสร้งทำเป็นว่า "เข้าสู่สนามแรงโน้มถ่วง" ได้ อาคารสูงหงายท้อง; คนที่ไม่สูงมาก ๆ ก็ล่มสลาย ทะเลสาบและทะเลทำสิ่งต่าง ๆ ที่ทำให้คำว่า "สึนามิ" บรรจุและกลับบ้านอย่างไร้ความหวัง สิ่งที่น้ำไม่ได้รับจะทำให้ rockslides ที่หยุดไม่ได้ และอย่าลืมลมพายุแรงขณะที่ชั้นบรรยากาศเลื่อน "ลง" เกือบจะไม่มีข้อ จำกัด

สิ่งนี้ถือว่าพื้นดินด้านล่างนั้นแข็งแน่นอน มันไม่ได้ค่อนข้างแม้ว่ามันอาจจะมีความสมบูรณ์ของโครงสร้างพอที่วรรคก่อนยังคงเป็นจริง ไม่ว่าในกรณีใด ๆ เปลือกโลกทั้งหมดของโลกจะเริ่มเลื่อน "ลง" ไปทางพื้นดินเป็นศูนย์ (หรือเช่นเคย) ส่วนต่าง ๆ ของเปลือกสไลด์ที่ความเร็วแตกต่างกันแม้ว่า ใกล้กับโซน "โฮฮัม" เปลือกโลกจะถูกยืดออก ที่พื้นดินที่มีค่าเป็นศูนย์หรือตรงข้ามกับเปลือกโลกทำให้กองเปลือกแข็ง ไม่มีอะไรที่จะมีเวลาในการเคลื่อนย้ายมากกว่า (ประมาณ) ประมาณสิบกิโลเมตรจากตำแหน่งเริ่มต้นที่ดีที่สุด แต่นั่นก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้เกิดแผ่นดินไหวที่รุนแรงมากเกินไปในทุกโซนของโลก ในที่ที่ไม่มีโซนแอคทีฟให้รับมือกับความเครียดโซนใหม่จะเปิดขึ้น

ฉันไม่แน่ใจว่าเสื้อคลุมทำอะไร แต่มันอาจจะไม่ใช่สิ่งที่ดี

สิ่งหนึ่งที่แมนเทิลกำลังทำอยู่นั้นเกิดขึ้นรอบศูนย์ดิน โดยไม่มีแรงโน้มถ่วงสุทธิเพื่อให้เปลือกโลกลดลงความดันอุทกสถิตในเปลือกโลกชั้นล่างจะลดลงสู่ศูนย์ สารระเหยที่ละลายในแมกมาจะพยายามก่อเกิดฟองขึ้นและขยายตัวแมกมาจนกระทั่งแรงเฉื่อยที่สูงชันของหินที่อยู่ข้างบนนั้นต้านทานต่อมัน ผลกระทบคือการผลักดันเปลือกโลกขึ้นเร็วกว่าแรงดึงของกระแสน้ำ ดังนั้นการยืนอยู่ที่พื้นดินเป็นศูนย์คุณอาจไม่ได้รับประสบการณ์ไร้น้ำหนักเลย แต่คุณจะยืนอยู่ด้านบนสุดของการระเบิดของภูเขาไฟที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของโลก ประสบการณ์ชีวิตที่แท้จริงอย่างแท้จริง

จากนั้นสามนาทีก็สูงขึ้นและดาวแคระน้ำตาลก็ค่อยๆลดลงอีกครั้ง

ที่พื้นดินศูนย์ตอนนี้คุณอย่างน้อยหนึ่งกิโลเมตรสูงกว่าที่คุณเริ่มต้นพร้อมกับทุกสิ่งรอบตัวคุณและยังคงเคลื่อนที่ขึ้นไปอีกหลายสิบกิโลเมตรต่อชั่วโมง มันน้อยกว่าความเร็วในการหลบหนีดังนั้นสิ่งที่ขึ้นไปจะต้องลงมาอีกครั้ง ยกเว้น "ลง" ตอนนี้น่าจะเป็นภูเขาไฟนรกเดือด คุณไม่ดีใจหรือไม่ที่คนแคระน้ำตาลไม่ได้เริ่มต้นด้วย?

ยังมีเวลาสำหรับแผ่นเปลือกโลกเลื่อนเพื่อเลื่อนไปหยุดและสำหรับ rifts ใหม่ในโซน "ho hum" เพื่อเริ่มต้นการแข่งขันภูเขาไฟศูนย์พื้นดิน เว้นแต่การตกแต่งภายในของแผ่นดินพิการยืดหยุ่นเพื่อให้ทุกอย่างตอนนี้พยายามที่จะเลื่อนกลับ

ดาวเคราะห์ยังคงมีอยู่แม้ว่า ไม่มีมวลหายไปจริง ๆ ในทางกลับกันการเผชิญหน้าได้เปลี่ยนความเร็วโดยรวมของเราไปหลายสิบกิโลเมตรต่อวินาทีซึ่งเทียบเคียงได้กับการเคลื่อนที่ของวงโคจรปกติของเรา ที่จะก่อให้เกิดความเสียหายทั้งหมดในฤดูกาล

โอ้ดี มันไม่เหมือนกับพวกเราคนใดคนหนึ่งที่จะบ่นเกี่ยวกับเรื่องนี้

(ผู้อ่านที่มีตาแหลมจากก่อนจะทราบว่าภัยพิบัติเหล่านี้ส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นแม้ว่าจะไม่ได้ไปถึงขีด จำกัด ของ Roche ดังนั้นหากโลกต้องจบลงสนามแรงโน้มถ่วงของจูปิเตอร์อาจมีความสามารถเพียงพอหลังจากทั้งหมด)