地球能借力脫離太陽系嗎?

色影姐



地球可能是無法脫離太陽系的,憑藉著人類的力量恐怕更是不可能。



地球要脫離太陽系需要將地球加速到第三宇宙速度才行。地球所在軌道的第三宇宙速度為每秒42.1千米,地球繞太陽公轉已具備了每秒29.8千米的軌道速度,只需要將地球再沿運動方向增加每秒12.3千米的速度就能達到脫離太陽系的速度。

圖:太陽系

地球的質量達到了6×10∧24千克,加速它到第三宇宙速度需要4.5×10∧32焦耳的能量。相當於1.1×10∧29千克TNT炸藥的威力,也相當於2.2×10∧19(2200億億)個最強核武器~沙皇核彈爆炸產生的能量。而且爆炸產生的能量需要完全作用於地球的前進方向上。這不是人類能夠辦到的事情。

想要地球飛出太陽系只有依靠自然的力量才能夠辦得到,比如說一顆大質量天體闖入太陽系,在這顆天體引力的加速下被彈出太陽。這幾乎沒有可能。


講科學堂


當然可以。這個前提是有力可借,地球這麼大的龐然大物,有什麼力可借呢?

大概題目說的是引力彈功吧?但不管怎樣首先要驅動到有引力的地方啊。

在過年火爆的《流浪星球》裡,人類為了使地球逃離太陽毀滅的威脅,製造了特大推力行星發動機,每臺高11000米,可以產生推力150萬億噸,全球有12000臺發動機,形成的總推力就達到180億億噸。這個能量驚人吧?

但是地球的質量有6x10^24公斤,也就是60萬億億噸,因此180億億噸的推力是遠遠不夠的。還需要增加3333倍以上,才剛剛能夠推動,如果要能夠不斷提供加速度,就還要增加功率。

而增加3333倍的發動機就是4000萬臺,不要說人類製造的能力,就是在地球上擺開也恐怕很難了。因此要靠人類的力量推動地球只能是個幻想。

地球逃逸出太陽系,必須達到每秒42公里多的逃逸速度,現在地球的公轉速度為每秒鐘約30公里,也就是說要實現每秒加速12公里多才能夠最終逃離太陽引力。

我們計算一下得知,將地球吧加速到逃逸速度的功率需要:

42km/s.E=0.5mv1^2-0.5mv2^2=0.5*6*10^24kg(42km/s^2-30km/s^2)=2.592*10^33J≈2.6*10^33J

現在我們來看看製造一個加速度多快的發動機比較合適。一般來說,如果提速越快的發動機就越難製造,且很可能在驅動時損失能量更多,所需要的比衝量也越高。如果製造每秒鐘提速1毫米的發動機,即達到0.0001G的加速度,一個小時可以提速3.6公里,把地球加速12000米達到每秒42公里的速度,需要3333小時的持續提速,139天就達到要求速度了,這樣就可以關閉發動機,依靠慣性就可以飛往半人馬座a星了。

考慮到人類的承受度和製造燃料等因素,還可以放慢些,把加速度降到0.1毫米/每秒,也就是0.00001G,這樣降低了10倍,達到逃逸速度就需要1390天了。這種發動機的功率只要達到2.1667*10^26J就夠了,就是217億億億瓦。

如果有這樣的發動機,又哪來的這些燃料呢?

如果用反物質燃料每秒都要燒掉240萬噸,而核聚變燃料需要反物質的300倍。《流浪地球》中採用的是燒石頭就能進行的重元素核聚變驅動,即使石頭,每秒也需要7.2億噸。一個小時要多少,一天要多少?不間斷的燒1390天,要多少?自己去算吧。

這個算起來太燒腦了,俺這體育老師教的數學很可能算得不準確,有錯誤之處請大俠們多多賜教。不管怎樣人類現階段的技術手段和想象力都是沒有辦法推動地球的,除非你不管邏輯胡思亂想。

不過在電影中,人類製造的發動機並沒有使地球達到逃逸速度,而是試圖通過木星引力彈功效應給地球提速,以達到衝出太陽系的慣性速度,不費力的到達4.22光年的比鄰星。這種設想當然有其科學的內核,人類現在發射的深空探測器幾乎都使用了這種方法,進行提速或者減速或者改變軌道。

但這樣一顆巨大的行星要利用這種方法難度實在無法想象,稍有不慎就會兩星相撞。這其中經過木星的距離、角速度、姿態糾正都要有精準的計算核嚴密的操控。人類控制一顆幾百公斤小小探測器已經不易,控制一個這麼大的天體怎麼能夠做到呢?

電影中對這個細節把控的順理成章,地球被木星引力捕獲,向木星墜落,即將到達地木洛希極限,木星引力將會把地球撕為碎片。

千鈞一髮,英雄們點燃了木星混合了地球氧氣的大氣,利用爆炸的衝擊波將地球推離木星引力,地球和人類得救了。

這大概就是題主說的地球借力脫離太陽系吧。但這畢竟是一部科幻電影,這個借力雖然有科學的內核,但在實際操作中是做不到的,裡面有很多很多的bug。除了前面說的精準計算和把控問題,還有地球那點大氣能否使木星大氣達到燃點的問題,即使部分達到了燃點有多少能量的問題,爆炸的衝擊波能否通過一個氣體通道傳遞數萬公里的問題,力量多大合適的問題,力量過大會不會戳破地殼這個薄薄的蛋殼問題等等,都無法得到一個圓滿的解決。

因此這就是一部科幻電影。但瑕不掩瑜,這是一部中國科幻大片的啟航之作,無論科學內核、故事情節、特效製作都堪稱空前,是具有重大里程碑意義的科幻鉅作。

科幻就是科幻,它不是科學研究,也不是科普,我們能夠在觀影過程得到一些啟迪和享受就夠了,如果還能夠得到一些對未來的思考就更錦上添花了。這些《流浪地球》都做到了,而且還是中國自己的科幻大片,我們還有什麼不滿足的呢?但這還僅僅只是起步,我們提出電影中的一些bug,是為了中國的科幻大片拍得更好更成功。

需要提醒的是,科幻畢竟是科幻,看完了電影享受回味以後,我們就要“脫戲”回到現實,不要把戲裡的科幻與現實類比,也不要老是去吹毛求疵,否則我們就會變得神經兮兮。

快活才是根本,快活就是幸福。

時空通訊專注於老百姓通俗的科學話題,歡迎大家共同探討。


時空通訊


自從人類知道了地球在宇宙中渺小得如一粒塵埃,想讓地球逃離太陽系的夢想就一刻未曾停止。隨著科技的飛速發展,地球逃離太陽系,也變得越來越有可能。

地球的直徑約12756千米,體積約1.0832073×10^12km³,質量為5.965×10^20kg,逃逸速度為11.2km/s,轉動時的能量大約有216.64146×10^12顆廣島原子彈之大。要使地球逃脫太陽勢能,需要施加約492075千億顆廣島原子彈的能量。



太陽已誕生了45億年,它巨大的引力將太陽系內的星體牢牢束縛在它的勢力範圍,安分的運行在各自的軌道,地球也不例外。


作為排列在太陽系第三大行星的地球,這是唯一一顆有生命的星球,更是最有想法最有創造力的星球。地球有到宇宙中旅行的狂想。

不過地球想要離開太陽系至少需要達到第三宇宙速度(16.7km/s),或通過慢慢加速直到所有能量抵消太陽勢能。方法可以是利用反物質,也可以利用核聚變,還可以利用蟲洞……

總之科學越發達,地球逃出太陽系就越簡單。你認為地球有沒有可能逃出太陽系呢?歡迎關注和點評。


弄潮科學


牛頓的慣性定理:物體在沒有受到外力情況下,將保持原有的勻速直線運動狀態。

實際上,宇宙中的物質都是相互作用在一起的,都是與時空不可分離的。宇宙中從來就沒有勻速直線運動狀態,“底線”也是黎曼空間曲面上的測地線。

所以說,牛頓慣性定理必須拓展:物體具有保持其時空拓撲不變的屬性;只有當時空中存在時空拓撲能量密度梯度時,物體的時空拓撲形式才具有沿其梯度方向的,時空拓撲形變,即物體運動狀態改變和受到力,或產生併發出信息。

因此,衡量一物體慣性時,不僅僅要考慮物體質量,而且要考慮其時空拓撲中的能量密度,實際上就是把質量量綱還得乘上時間和長度量綱,還得乘上原先物質時空拓撲不變量,如圓拓撲的拓撲不變量是兀,行星軌道要乘上太陽系引力空間上的等曲率線上的曲率張量。

地球質量大致在10的21次方千克,讓其脫離太陽就是,讓其從現在的,橢圓軌道拓撲形變為拋物線拓撲。太陽系中的時空拓撲是穩定、守恆的,利用木星引力改變地球軌道拓撲,這不就是“自己嘴巴咬屁股”的事嗎?“咬掉”,也可能,除非你這太陽系就是個“多米諾骨牌”體系,而且體系還處在不穩定奇點上。實際的太陽系體系是這麼個不穩定體系嗎?我沒計算過,但可以大致估計一下,太陽佔太陽系總質量的99%,所以說,太陽帶“八個小米粒”,形成的體系,太穩定了!就像“大象踩著一條狗一樣”。木星就是太陽這個大象腳底上的“大狗”,靠“咬”太陽把地球這個小“哈巴狗”放了,你說可能嗎?你就是把地球上的所能量都“有效噴射”,也就像螞蟻爪子撓大象癢癢!

真正想讓地球遨遊宇宙,靠噴射反衝動力系統,肯定不行!這種“硬路子”的效果,需大大折扣,需除以時空拓撲,需要折扣時空量綱。因為噴射去除物體慣性,主要僅靠質量。

目前,可以肯定飛碟發動機、量子發動機、曲率引擎…,都是基於時空拓撲梯度形變產生運動。浮力、反重力應該屬於時空拓撲梯度形變力。


譚宏21


如果太陽離開地球移到太白



藍色的男裝黑色的女裝


我認為是可以脫離太陽系的,並且把它和火星當成我們未來的諾亞方舟,只是,現在以美國為首的魔鬼國家把世界搞得這麼亂,人類連顧及自己的生存都不可預測,那有時間來進這方面的研究,除非把美國佬給滅了再來研究。

地球的速度是30公里少一點,如果在地球上多加幾個加速器(順勢推力),是可以脫離現在的軌道的,問題是安裝加速後,地球飛奔脫離軌道後會對其他的星球產生什麼重大的影響。憑我們人類的智慧,只要多給我們的時間,這件事並不是太困難。


陳健光1959


不能。既然幾十億年來都沒有出現這個力,那就可以肯定以後也不會有這個力。無論如何,地球圍繞太陽運動的速度只會減小不會增大,總有一天,它會墜落在太陽上化成一縷蒸汽。


HP我心依舊1976


不可能的事,除非太陽不復存!是上帝決定好的,先註定你的死然後才註定你的出生,孫悟空一個翻身十萬八千里,永遠跳不過如來佛祖神掌心,太陽系內的各星體物質能量,終久一生向太陽,否則自然規律不會有。人人都想長生不老,為何人類不永生?


本機電信2



劍蘭修竹



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