羅氏極限表示通過自身引力將一個物體固定在一起的距離。由於引力往往是將月亮大小的物體聚集在一起的唯一事物,因此您不會發現自然衛星比羅氏極限更近。 [嚴格來說,羅氏極限是初級(在這個問題上是地球)和次級(衛星)的函數;對於具有不同密度的對象,存在不同的羅氏極限值,但為簡單起見,我將把羅氏極限值視為主要函數。]例如,土星環位於其羅氏極限值之內,可能是來自一顆被撕裂的衛星。環由小顆粒組成,每個顆粒通過分子鍵結合在一起。由於它們除了重力以外還具有其他功能,因此它們不會進一步撕裂。同樣,人造衛星也通過分子鍵而不是內部引力連接在一起。
由於我們在地球表面的距離更近,並且我們沒有被撕裂,因此被潮汐力分開的分子鍵的界限顯然比衛星的軌道小得多。分開。為了存在該限制,您將必須有一個非常稠密的物體,例如中子星或黑洞。處於羅氏(Roche)極限之內確實意味著,如果宇航員在沒有繫繩的情況下進行太空行走,潮汐力會將他們拉離更大的衛星。在羅氏極限之外,更大的衛星的引力將把宇航員拉回太空(儘管不是在宇航員快要空了之前)。
如果您查看月球潮汐對地球的影響,您會發現海洋被拉向月球,但是陸地(相對)是靜止的。潮汐只有幾米的事實表明,地球遠遠超出了月亮的羅氏極限(當然,地球的羅氏極限比月球的極限還要遠,因此,月亮在到達地球之前很久就達到了地球的羅氏極限)月亮的)。如果月亮要移向地球,潮汐將越來越高。月球的羅氏極限是潮汐變得如此高以至於水從地球上流走的起點。到那時,這片土地仍將倖存下來,因為地殼除了具有引力作用外,還具有一定的剛性。
關於第二個問題:存在一個區域,其中潮汐力將大於內部重力引力,並且存在一個區域中,內部引力吸引力將大於潮汐力。羅氏極限是這兩個區域之間的邊界。羅氏限制範圍內的所有內容均構成前者區域,而羅氏限制範圍內的所有內容均構成後者。
羅氏極限僅適用於僅通過內部引力將其保持在一起的物體。強大的分子間電磁力將人造衛星等緊湊的物體固定在一起(這是重力與電磁力相比的另一證明)。
關於第二個問題:羅氏極限通常定義為距物體的半徑,在該半徑處,潮汐力的大小恰好等於較小物體的內部重力吸引的大小。當然,潮汐力的大小在更大的半徑處變得很大,因此,潮汐力變得重要的距離是一個更大的區域/範圍。
羅氏極限是對物體通過自身重力保持在一起的限制。衛星由強大得多的力量聚集在一起。衛星的不同部分最終通過電磁化學鍵連接。
要增加其他答案,還應考慮到人造衛星比自然衛星要小得多。這意味著在人造衛星中,距行星最近的點和距行星最遠的點的重力差要小得多。
當我還是個孩子的時候,我還想知道為什麼羅氏極限內的人造衛星沒有被潮汐力拉開。
當我還是個孩子的時候,我也想知道羅氏極限內的任何物體是否會被潮汐力拉開,並且由於地球表面深處在羅氏極限內,為什麼表面上的所有物體都沒有地球-包括人體-被潮汐力拉開。
由於我的身體沒有被潮汐力拉開,因此羅氏極限範圍內的所有屍體都被潮汐力拉開的說法一定是不正確的。因此,簡單的說法是羅氏極限內的所有物體都被潮汐力拉開,這簡直是太簡單了。
但是,由於此類陳述是在非虛構資料中做出的,因此它們似乎並非完全錯誤。因此,我希望在將來的某個時候,我會更全面,更複雜地了解羅氏限值,以解釋看似矛盾的地方。
我做到了。最終,我了解到羅氏極限不是單個絕對距離,而是隨大小對象的大小,質量和密度而變化的。我還了解到,羅氏極限僅適用於僅通過內部引力將其固定在一起的物體,而不適用於人造衛星或人體等物體。
想知道為什麼羅氏限值不適用於我的人體,這是使用 reducio ad absurdum 來表明陳述是對更複雜情況的過分簡化的一個例子。
為什麼人造衛星沒有被地球引力撕開?
簡而言之,衛星的各個部分通過化學,分子鍵保持在一起,而潮汐力比人造衛星大小的物體弱,而重力則是地球力量的源頭。
潮汐力是距引力源的兩個距離之間的吸引力之差。對於只有幾米的小物體(如天然衛星),除非您在談論中子星或黑洞的軌道非常接近,否則重力在最遠點和最遠點之間不會有太大變化。例如,國際空間站沿最長軸的距離為100m。假設該軸垂直於地球表面。如果距地球最近的點是距地面400公里,則最遠的點是400.1公里。但是地球半徑為5371公里,因此距中心(似乎來自重力的位置)的距離為5771公里和5771.1公里。
重力以1 /(距離平方)下降,因此重力差為(1 /(5771 ^ 2))/(1 /(5771.1 ^ 2))。那是3 * 10 ^ -8的差異,即.000003%的差異。
地球表面的重力為1G,產生1kg的質量9.8N(牛頓)力(當您在地球表面舉起1kg時會感覺到)。在400 km高度處為9.8 * 5371 /(5371 + 400))^ 2 = 8.4N。因此,如果您在該高度的100m繩子的兩端甚至還有1,000,000kg,則1,000,000 * 8.4N * .000003%= .25N,大約等於現在您要拿起25克硬幣。 (大約5個鎳幣。)
即使人類的頭髮也足夠堅固,可以在地球表面上握住25克的重量,而且,衛星的重量還不那麼重,而且遠比頭髮強。