《流浪地球》點燃木星的情節真的有“硬傷”嗎?_風聞
GEZ行星开发基金会-资助并推动宇航科技创新与太空经济活动2019-02-13 13:25
説《流浪地球》點燃木星情節有“硬傷”的人,大都沒有考慮動量定理,導致其結論有明顯漏洞。速度是矢量,動能是標量,天體運動的計算,必須考慮動量。動量改變量等於力與作用時間之積,即
mΔv=∫Fdt,v, F均為矢量
那麼我們必須考慮運動方向的變化,而且推力F的量級是十分重要的。爆炸與緩慢燃燒的最大區別就在於,釋放相同的能量,爆炸的時間非常短,功率很大,產生的壓差也很大。例如,一堆木柴的燃燒釋放8.4*10^5J能量,200gTNT炸藥的爆炸也釋放8.4*10^5J能量,然而炸藥爆炸能把1m外的兔子震暈。而且地球距離木星大氣很近,木星大氣被地球吸引,向地球方向凸起,地球處於衝擊波的作用範圍內,推力可能是足夠的。
動能方程 1/2m(v2^2-v1^2)=E,E為爆炸推力對地球做的功。
很多人根據動能方程得知,v2和v1的大小差異不大,據此認為“地球推不走”,但是忽略了速度方向的改變。雖然運動速度的大小改變不大,但是運動方向被改變了一個小的角度,那麼恰好使得地球運行軌道發生變化,避免墜入木星大氣,這個可能性是存在的。


還需注意,木星以13km/s的速度繞太陽運動,根據引力彈弓的原理,地球和木星距離最近的時刻,木星的速度矢量方向與地木質心連線幾乎重合,此時地球的速度矢量方向近似垂直於木星速度矢量。以木星為參考系,地球的引力彈弓加速過程已經進行了一半,在這一時刻略微改變地球運動方向,將顯著影響剩餘的引力彈弓加速過程,從而改變地球的運動軌跡。
此外,一般所謂逃逸速度是指從天體表面出發的物體,脱離該天體引力束縛的最小速度。流浪地球中,地球與木星質心的距離大於木星半徑,所需“逃逸速度”小於59.5km/s。
眾多睿智的鍵盤物理學家,只用一個動能方程就得到真理了?更深入地回答這個問題,還需補充天體力學和爆炸力學的知識。