為什麼月球靠近地球的一面也會被隕石擊中?

時間 2021-06-01 15:16:30

1樓:

第乙個問題:地球能為月球擋住隕石嗎?哪怕只有一點點?哪怕只有理論意義上的一丟丟?

簡單,算一哈。

遠處有一顆隕石向地球襲來,我們把初速度所在的直線叫做前進線。以地球為原點、前進線方向為x軸建立座標系。

地心到前進線的距離p,和隕石初始速度v0,決定了隕石在地球引力作用下的路徑,p和v0越小,路徑被地球引力偏折的程度越大。入侵地球的隕石大約99.8%來自小行星帶,速度多分布在10km到20km/s左右,我們不妨只考慮20km/s的隕石路徑。

計算結果如下圖。藍色圓形代表地球,隕石以20km/s的速度從右側襲來。在乙個略大於地球半徑的碰撞截面之內的隕石(如綠色曲線所示)會撞到地球上,或者說被地球所攔截。

而碰撞截面之外的隕石(如橙色曲線),則會被地球引力改變方向,繼續它的旅程。

在距離地球較近的位置上,地球確實能夠起到遮蔽作用,形成乙個遮蔽區。而對於距離地球較遠的位置上,地球引力會把更大範圍的隕石拉過來,形成乙個「聚焦區」。

通過計算得到,地球最遠可以庇護到距離地心2萬6千公里處,連同步軌道都沒夠到,更別說保護月球了。

第二個問題,所謂「聚焦區」內,遭到撞擊的機率真的變大了嗎?

這次要同時考慮地球和月球的引力了。仍然假設隕石以20km/s的速度襲來,分別計算沒有地球影響(上圖),以及地球擋在月亮前面兩種情況(下圖)。

本來挺遠的隕石被地球引力拉到新的軌道上,糊在月球臉上。月球遭襲的碰撞截面從乙個比月球半徑略大的圓形變成了乙個圓環形狀,面積增大了50多倍。

幸好,地球不是一直擋在隕石襲來方向的前面的,只要稍稍偏離,碰撞截面就會變成乙個月牙形,再稍遠一點點,「月牙」就會越來越短,退化為沒有地球引力影響的圓形截面。

所以,地球並沒有「遮擋」襲向月球的隕石,相反,還稍許增加了月球正面被撞擊的機率。

月球背面看起來更「正常」一些——和水星等無大氣作用的岩石行星的表面更相似,布滿密集環形山。而月球正面則大面積被顏色更暗的「月海」所覆蓋。

全月面投影圖看上去更清晰一些。可以看到,除了灰暗的「月海」部分,月面其他部分的形貌是比較相似的,無論正面還是背面。

至於月海的形成……尚有一些爭議。

一般認為是數十億年之前,一次較劇烈的隕石撞擊,擊穿了月殼,月幔物質溢位、填平了低窪區域,形成月海。有人認為這次撞擊改變了月球的密度分布,使得月海朝向地球的狀態更加穩定。也有人認為只是月球遭受撞擊的位置恰好位於朝向地球一面……

當然還有其他的解釋,離本題有點遠,就不一一羅列了。

2樓:西風

有些人錯誤的把小天體繞太陽公轉的平均速度當成小天體和地球交會的速度 ,進行繁瑣的計算,其實根本沒有必要。請問,小行星帶的小行星好好的呆著,去撞地球幹嗎?

你可以把地球設想為相當於一把直徑0.9公尺的大雨傘,月球相當於一條長度24厘公尺的小小狗。問題是:雨傘始終位於狗上方,然後開始下傾盆大雨,請問:小狗會不會保持乾燥?

答案是:小狗會濕透。因為雨傘離狗太遠了,足足有9層樓那麼高,對於下雨沒有任何保護效果。

地球半徑6471公里,月球半徑1738公里,地月平均距離38萬4千公里。地月之間的距離足以放下30個地球或者110個月球。

月球固定一面永遠朝向地球是否太過巧合了?

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