洛希極限微電影

㈠ 《流浪地球》里，為何地球有可能被木星撕碎

因為固體行星之間的引力差會形成潮汐力，所以所在影片中如果地球在靠近木星距離太近的話，就會受到木星的這種力量，而被木星給撕碎。

因為地球、火星是固態行星，物質之間存在著摩擦力相互作用，所以只有在一定程度上讓地球具有抵抗潮汐力，才不會被撕碎。

㈡ 什麼是洛希極限

「洛希極限」極為可怕，任何天體跨越了這個距離，都不會有好下場。

首先拿地球和月球關系為例來解釋這個天文術語吧。目前的地月距離為38萬公里，假如讓月球圍繞著地球一點點靠近，隨著雙方距離的縮小，達到某一極限距離時，月球不會再以一個整體沖向地球，而是整個會被地球的潮汐引力拉扯破碎，逐漸碎散成一條隕石帶，圍繞地球旋轉，按照公式計算，這個距離應該是10000公里左右，這就是「洛希極限」，是定義兩個天體之間保持安全運行的最近距離，突破這個距離，較小的星體則會粉身碎骨。好在月球現在以每年4cm的速度在遠離地球，所以月球和地球之間不存在發生洛希極限的可能。

天體達到洛希極限後需要具備三個條件，才能進入散碎狀態，以環狀擁抱另一個天體。

第一，兩個天體間的質量要相差懸殊，一般都是行星和衛星之間天體的距離極限值。

第二，發生解體碎散的天體的物質結構以流體形式為主。

第三，特殊情況比如非球體的隕石，人工構造的空間站等，形狀不規則的流星彗星等不能靠這個定律來判斷。

天文學家通過研究發現，太陽系中就曾經發生過突破洛希極限的案例。

土星原先是沒有行星環的，但是那些圍繞它運動的小天體突破了兩者之間的洛希極限，導致土星強大的引力將小天體吸引過去並且最終導致小天體被粉碎。被分解的小天體產生大量的碎片，隨著被粉碎的小天體越來越多，形成的碎片就會越來越多，在土星的引力作用下它們逐漸形成了行星環。所以科學家曾經這樣說，摧毀一個星球的最快方法，莫過於讓它突破「洛希極限」。

「洛希極限」到底有多可怕呢？

電影《流浪地球》中，地球遭遇木星的「洛希極限」是人類面臨的最大災難。劉慈欣筆下的地球絕望的墜向木星，隨著距離越來越近，突破了「洛希極限」值，被木星強大的潮汐力徹底撕碎。一部分物質直接墜入木星，另一部分還沒來得及冷卻的岩漿和碎塊，則被木星巨大的動能甩向木星星環，形成壯烈的岩石帶。

走過46億年歲月並曾孕育出偉大生命與文明的地球，將因此徹底走向終結，變身宇宙中無數粒普通的塵埃，散落在木星這個恐怖巨怪的氣團中。這就是洛希極限帶來的災難場景。

洛希極限是指兩個質量差距懸殊之間天體存在的一種特殊距離值。當這兩個天體接近到一定距離時，質量較小的天體就會受到質量較大天體潮汐力影響使自身解體的現象。因為這個特殊距離值是被法國天文學家愛德華·洛希首先計算得出，因此稱為洛希極限。

假設洛希極限為d,如果一個天體為球形(小質量天體)且完全剛體時，這個天體形成時又完全是依靠重力。那麼如果這個天體所圍繞運行的天體也是球體(大質量天體)時，我們可以拋去潮汐變形及自轉等因素去計算。我們可以設大質量天體的半徑為R，ρM是大質量天體的密度，ρm是小質量天體的密度。這時我們可以計算出這兩個天體的洛希極限約為:1.26R(ρM/ρm) 1/3

但對於流體天體時，潮汐力會將它拉長，讓這個天體變得更加易碎。由於有化學鏈、摩擦力等因素的影響。大部分天體不會出現純剛體或純流體的狀態，所以其洛希極限都應該在這兩個界限之間

通過計算可得地球與月球的洛希極限大約為1.35萬公里，那麼如果現在將月球繞地軌道拉進1.35萬公里之內會發生什麼呢？由於月球軌道距離地球太近已經小於二者的洛希極限，所以月球的表面開始受到地球潮汐力的作用開始慢慢解體，月球碎片會不斷地撞向地球，而碎片撞擊地球的位置基本與月球軌道平行。
最終
在月球自身重力小於地球潮汐力和月球高速運動產生的離心力的情況下月球完全瓦解。最後穩定下來的月球碎片將圍繞地球運動形成地球的光環。

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2019年春節上映的科幻電影《流浪地球》著實讓科幻迷們過了一把科幻癮。該片的恢弘場景震撼人心，也蘊含了大量的科學知識，其中有一個反復提及的名詞「洛希極限」想必大家也記憶深刻。那麼，什麼是洛希極限呢？洛希極限是19世紀法國天文學家E.A.洛希根據萬有引力與牛頓第二定律計算得出的星球的衛星解體的臨界極限距離。

要弄清楚洛希極限，我先從推導出洛希極限的兩個基本物理定律講：

1、萬有引力定律：

萬有引力定律是牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中首先提出的。其描述為 自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，可以用以下公式計算：

其中G代表引力常量，其值約為6.67 10-11 N·m²/kg²。

2、牛頓第二定律：

物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。該定律是由艾薩克·牛頓在1687年於《自然哲學的數學原理》一書中提出的。牛頓第二運動定律和第一、第三定律共同組成了牛頓運動定律，闡述了經典力學中基本的運動規律。

3、洛希極限：

如上圖，當一個質量為m，半徑為r的球體靠近一個質量為M的球體時候，可以根據萬有引力即牛頓第二定理我們可以得出：

即 當球體m靠近大球體M一邊的物體m1的加速度大於球體m遠離大球體M一邊的物體m2的加速度時，球體兩邊的物體因為加速度大小不一樣，就會逐步被「拉扁」，並破壞球體原有的結構，最終導致球體m解體。

上式化簡後得：

所以 只要知道大球體的質量M，小球體的m即其半徑，帶入上式就可以求得洛希極限距離R。

綜上所述我們可以知道， 天體在靠近大質量的星體時，會由於引力造成的天體破壞，而洛希極限就是這個天體達到臨界破壞時距離大質量星體的距離。 所以筆者在做科普的時候，經常想說的：「 科學概念本來就很難理解，但是我們的科學家，尤其西方科學家們，為了體現自己在科學中的貢獻，經常把科學概念用自己的名字定義，導致大家更難理解。比如我說畢達哥拉斯定理有幾個知道？但是如果叫勾股定理是不是更通俗易懂；同樣我一直呼籲科學界應該把牛頓三定律叫力學三定律，歐姆定律叫電壓電阻定律，洛洛希極限叫破壞極限等等，會不會更通俗易懂？ 」難道非要叫「 洛希極限 」才顯得高大上。

順便吐槽一下 ，本人在2018年初的時候，參加中國科學院理論物理研究所的講座（打醬油），整個會場沒有一個外國人，全部都是中國的院士、中國科學院的博士，拿著中國的科研經費，而全程都有英語，包括論文、講座、交流！ 難道中國的科研經費研究出來的結果首先得讓「洋大人」看懂，國人看不看的明白不在這些院士、博士考慮范圍之內 ，這也是我做科普的動力之一，總得有人出來把高深的前沿科學「翻譯」成國人明白的、聽得懂語言。

㈢ 「洛希極限」有多可怕一旦越過洛希極限，小質量天體會被撕碎

看過電影流浪地球的網友應該都還記得這樣一個場景吧。

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當地球進入木星軌道後，由於無法擺脫木星強大的引力。

所以遇到一個非常大的困境，那就是地球越來越接近地幕之間的洛西極限。那麼這里的洛西極限。

究竟是什麼意思呢？一旦越過這個洛西極限，又會產生什麼後果呢？本期視頻我們一起來了解一下，看看洛西極限到底有多可怕。

洛西極限是一八四九年法國天文學家洛西提出的，他證明出當行星與衛星距離近到一定程度時，朝。

毛細作用就會使流體團解體分散，這個是衛星解體的距離的極限值，就叫做洛西極限。換句話說，洛西極限。

就是一個較大天體和一個較小天體能夠保持穩定運行的最短距離。任何天體一旦越過這個界限，那麼那顆小質量天體。

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就會在朝犀利的作用下被撕扯成碎片，從而成為較大天體的星環。通過這個理論，科學家們也推斷出了土星環的來源。

我們都知道土星是太陽系內唯一擁有星環的行星。關於土星環的起源一直眾說紛紜，其中有一個說法就是。

土星可能曾經擁有一顆或多顆衛星，隨著時間的流逝，這些衛星在土星引力的作用下慢慢的突破了自己和土星之間的洛西極限。

從而被土星強大的引力撕成了碎片，最終形成了土星環。由此可見，行星環都在洛西極限之內。

另外需要強調的是，洛西極限還分為缸體的洛西極限和流體的洛西極限。相比之下，流體的衛星更容易受到。

牢記力的拉扯，因此更容易撕碎。由於有粘度、摩擦力、化學鏈等影響，大部分衛星都不是完全流體或缸體。

其洛西極限都在這兩個界限之間，以木星和太陽為例，一旦木星越過其本身和太陽的洛西極限，那麼解體的必然是木星。

通過公式計算，我們可以得知太陽和木星之間的剛體落細極限為八十九萬公里，而流體落細極限則是一百七十一萬公里。

這也就意味著，當木星接近到太陽小於一百七十一萬公里後，木星上的大氣和其他能流動的物質就會在太陽的引力下。

飛向太空，而一旦日暮距離小於八十九萬公里，木星將面臨解體。一九九四年，轟動全世界的會幕相撞事件。

就是最好的證明。

當時一顆名為叫蘇梅克列維九號的彗星闖入太陽系，並飛向木星。當他到達離木星中心只有十一萬千米左右的時候。

就意味著他已經越過了他和木星之間的洛西極限。因此即便此刻他還沒有撞上木星，卻被木星的強大引力。

毫不客氣的瓦解了，最後形成了二十一塊碎片。但是由於強大的慣性以及多種因素，它並沒有成為木星的心環。

而是繼續撞向木星，從而引發了劇烈的爆炸。據天文觀測者分析，蘇美克列為九號的二十一塊碎片撞向木星時。

相當於在一百三十多個小時中，在木星上空不間斷的爆炸了，二十億顆原子彈釋放出了約四十萬億噸t n t 獵星炸葯。

爆炸式的能量。

提到洛西極限，就不得不提到另一個和洛熙有關的天文術語，那就是希爾球。簡單的說一個天體的希爾球就是它的重力控制范圍。

當一個小天體進入另一個天體的希爾球之後，將不再受更大天體的控制。打個比方，月球在地球的希爾球內，那麼月球就會被地球的引力所控制。

而不是受太陽的引力做功。

同樣的，月球也會有它的西珥璆。任何位於月球的西爾球內的天體將會成為月球的衛星，而不是地球的衛星。西爾球的概念。

是美國天文學家喬治威廉希爾以法國天文學家愛德華洛西的工作為基礎所定義的。所以希爾球有時候也被稱為洛錫球，在太陽系內。

海王星有著最大的西珥璆，因為它與太陽距離的遙遠，充分的補償了它的質量低於木星的不足。所以海王星的希爾球半徑。

達到了一億一千六百萬公里，而木星作為太陽系最大的行星，即希爾球半徑只有五千三百萬公里。

㈣ 什麼是洛希極限要怎樣來理解這個洛希極限呢

洛希極限他其實是指當一個小天體與另一個大天體之間的距離達到一定程度時，因為潮汐力就會分解並分散天體本身，所謂的湖限是指一個天體對另一個天體的潮汐力效應，而且通常對於小天體，因為小天體不會被大天體撕裂的極限值，通常是它們之間的距離限制，換句簡單容易理解的話來說，洛希極限是天體的重力與第二天體引起的潮汐力之間的距離。

而且地球距離為74，400公里，在這里，即使是堅硬的岩石也會被重力差撕裂，地球將完全瓦解，你可以想像人類在地球上游盪時面對的是多麼絕望，如果你離木星太近，它會被潮汐力撕裂，如果你離木星太遠，它就不會起作用，所以你不能藉助重力彈簧改變軌道。

關於什麼是洛希極限要怎樣來理解這個洛希極限呢的問題，今天就解釋到這里。