如果在月球上砸個撅子,用鋼纜和地球連起來,以後登月是不是就可以爬上去了?

iamsyhsyh



在月球上砸個撅子,用鋼纜和地球連起來,我們就可以從地球爬到月球上去。你以為是架個索道啊,說滑過去就滑過去?這種想法不僅不能實現而且相當危險!



無法實現的原因主要有兩個,一找不到合適的材料,反正用鋼索是不合適的。其他材料呢,最終也可能會找得到,所以第一個原因不是主要的。



無法實現的第二個原因才是最關鍵的,月亮的公轉週期和地球自轉週期不相等,一個是27天,一個是24小時。如果用一個硬杆把月球和地球連起來的話,他們做圓周運動就必須具有相同的角速度和週期,否則地球自轉的快,連接的杆子必然會被擰成麻花!



如果真有一個非常硬的杆子連著月球和地球,好了,勢必要改變地球自轉的週期和月亮的週期,讓他們同步。腦補一下,地球上一天變長了,或許達到半個月,甚至一個月,夜晚也就長了,在那麼長的夜晚裡,地球生命有多少能熬過去?在有地球上從此有一半永遠也看不到月亮了!想想都可怕啊!



我是wl老哈,跟你一起討論科普知識,歡迎大家批評指正。


中學物理教師平哥

這有兩個問題,一個是自轉、公轉週期不匹配;另一個是纜線強度的問題。

首先是第一個問題,地球的自轉週期是24小時,而月球則大約是28天,如果簡單地固定在表面上,一定會纏起來的……

當然,這個並不是特別大的問題,畢竟可以設計一些機械結構,使得其可以適應。

第二個問題才是最關鍵的,就是纜線強度的問題,纜線的兩端各會受到地球和月球的引力,而地月之間的距離長達38萬千米,纜線的質量會非常大,從而引力產生的張力也會極大。這裡做一個簡單的計算,我們假設纜線的線密度為λ,同時,已知地球的質量與月球的質量,這樣,就可以解各處之張力T(x)。顯然,x處dx*λ段纜線所受的力為:地球引力、月球引力,以及張力之微分,即有:

其中,G是萬有引力常數,x是線纜之位置,R是地球半徑,r是月球半徑,L是地月距離。

從而可列微分方程:

此方程易解得F(x):

c1為一常數。帶入邊界條件,可以得,F(x)=

我們知道,一個系統能否問題,需要看其最薄弱之處,而此纜線最薄弱之處,則在於其張力最大之處。我們可以算得,此纜線在:

處張力最大,帶入,即知其最大張力為:

帶入實際數據,即有:

2.58736*10^6 λ

其拉力最大的位置,位於距月球四萬千米之處。

λ是纜線的線密度。很明顯地可以看出,這個力是非常大的。而且我們無法通過加粗纜線的方法來使得系統穩定,因為纜線越粗,就越重,線密度也就越高,這樣,受力也就越大。必須要製造出抗張強度極大、密度極小的材料,才有可能製造「登月天梯」。


章彥博

前面有人做了計算和論證,說明連接月球的鋼纜難以做到、簡直就是不可能任務,比Hard模式還Hard模式,要不咱們來個簡單點的吧。

比如說,如果在美國砸個撅子,用鋼纜和中國連起來,以後去美國旅遊是不是就可以走過去了?如果在珠穆朗瑪峰上砸個撅子,用鋼纜連起來,以後登珠峰是不是就可以輕鬆爬上去了?

阿湯哥,別說是月球,就是一棟樓也不好爬啊...

有同學可能會說,連接美國的鋼纜因為鋼纜本身有重量,一個橛子是不夠的,中間需要有東西支撐著才行,有點類似橋墩那樣,才能跨越太平洋。

題主的鋼纜要是聽到這話一定會說:我也有重量啊,沒有道理說躺著有重量,站起來就沒重量了,這樣減肥也太容易了……即使是延伸向天空的鋼纜,那也是鋼纜,照樣受到地球引力的作用,也是會被自身重量拉斷的。

那為啥宇航員會失重,漂浮在空間站中呢?並不是因為太空中空氣稀薄(空氣:我真的跟你的長胖沒有關係,真空並不能使你變得更輕),而是因為宇航員是跟空間站一起飛快的圍著地球轉,即使題主可以叫上月球跟著同步轉(月球:臣妾做不到啊),題主的鋼纜因為一端固定在地面上,是沒法像空間站那樣一個半小時左右就繞地球轉一圈的,也就沒法失重啦。這樣一來,不需要題主爬上去,鋼纜自己就可以把自己拉斷的。

退一萬步說,即使題主發明了超級輕、超級結實的鋼纜,又真的叫上了月球一起轉,為了應對真空、低溫和輻射,題主開著飛船“爬”鋼纜,那這一套組合起來叫什麼名字好呢,

有軌飛船?連接中美或者珠峰的叫有軌飛機?

在無線網絡、無線充電等無線技術越來越來普及的今天,在廣闊太空中搞出有軌飛船什麼的,實在是有點復古過度啊。

宇宙浩瀚無垠,個人水平有限,圖片來自網絡。如有疏漏,請多指教。


喬小海

這個是不可能實現的。因為根本沒有合適的條件,首先說鋼纜肯定是不行的,這種材料的強度不足以把地球和月球這麼大質量的東西連接起來,但我們先假設材料學的進步能造出足夠強的材料去連接它們,也許石墨烯材料將來有這種韌性,但是其他方面的條件也是不具備的。

要想把兩個天體用足夠強的繩索連接起來,這兩個天體就必須是距離固定和朝向固定的,但是月球和地球卻不是這樣子,地球在自轉,24小時就自轉一圈,月球卻在圍著地球公轉,28天左右轉一圈,如果把它們連起來的話,地球的自轉會使得把繩索纏繞到自己身上,從而把月球也拉過來,最終拉到地球上,使得兩個天體相撞,這無疑是一個巨大災難。



還有一個不具備的條件是,地球到月球的距離並不是固定的,最近的時候可能在36萬公里左右,最遠的時候則達到了42萬公里之外,而繩索的長度通常都是固定的,即便有韌性,也不可能達到6萬公里那樣大的幅度。

再者,月球環繞地球運行,離心運動產生的向外的擴張力和地球月球相互間的引力基本上是相互抵消的,所以月球距離地球的位置並沒有大的變動,一年也就向外挪動幾釐米而已,但是如果有一個繩索將地球月球連接起來的話,那麼兩者之間就需要產生一定的拉力,那麼這個拉力很可能會將月球和地球的距離拉近,而且是不斷的拉近,這樣勢必會改變月球到地球的位置,而當月球距離地球足夠近的位置的時候,引力作用則可能在地球上掀起災難,使得海洋的潮汐像海嘯一樣巨大,這是誰也不想看到的。



最後說一點,就是問題中說的在月球和地球上“楔橛子”,需要多麼強大的抉橛子才能將月球和地球連接起來呢?這也是一個不好解決的問題,這個橛子恐怕至少要幾百公里深才行,人類現有的技術肯定做不到,而且有的地方,幾百公里深的深度就是岩漿活動的地方了,弄不好會造成火山爆發,而如果月球只固定在地球的一面,則很可能改變地球的板塊構造,很多不可預知的災難將會出現。

所以,把月球和地球連接起來這樣的想法是不具備實現的可能的,每一種必要的條件都不具備,並且很可能造成巨大的災難,因此那基本是不可能實現的。


宇宙萬能鏡

如果在月球上砸個撅子,用鋼纜和地球連起來,以後登月是不是就可以爬上去了?

這就屬於天梯概念了吧。

自古以來,人類就夢想上天。

然苦於上天無路,只能寄託於腦洞的奔放。

自古至今,人類上天夢的途徑大致可以分為兩類:

登天和昇天。

人類登天之天梯

天嘛,就在高處,建造出高一些的梯子就可以實現登天夢想。

雖然實踐起來,人們逐漸明白一個道理,要用梯子登天簡直比登天還難。

知難而上,這種不屈精神正是人類賴以統御世界的動力源泉,當然也只有不斷的時間才知道啥叫比登天還難。

金字塔

人類最早的天梯大概非金字塔莫屬。

古埃及人認為,軀體只不過是靈魂暫時借住的一艘船-我們說的臭皮囊。人死後只要保證軀體不腐朽,然後再埋葬在足夠高到接天墓葬裡,就有可能復活。於是,金字塔就有了登天梯的含義。

當然,這種待遇只有尊貴的法老們配享。

梯形登天梯

人既然可以藉助梯子登高,那麼只要建造出足夠高的梯子也有可能實現登天夢想。

然而,天到底有多高?誰也不知道。這也不難辦,梯子不夠(高)腦洞來湊,於是乎各種梯子形態的登天梯被在腦中製造出來,無論是題圖所示的臺階梯還是上圖這類井字梯,無論軟梯還是硬體。

本問答涉及的“在月球上砸個撅子,用鋼纜和地球連起來,以後登月是不是就可以爬上去了”大概就是這種登天梯的構想。

雖然是所有登天途徑裡面相對最笨的。但,同時也是相對最科學的,最具有可行性的登天路徑之一。

我國神話傳說中,連接南天門的登山梯大概應該屬於臺階梯吧。

這種梯子相對容易使用,相對來說不怕等提案者患有恐高症,

昇天“梯”

昇天有大概可以分為飛昇和騰昇兩大路徑。

飛天“梯”之翅膀

既然鳥可以憑藉一對翅膀飛到天際,人自然也可以藉助翅膀來實現飛天夢。

人生不出翅膀怎麼辦,還是老套路,腦洞來湊。西方神話中,天使還是魔鬼都可以憑藉翅膀隨性飛天,好不愜意。

像我國封神榜找那個雷震子的肉翅就笨的多,就只能有限度飛來飛去了。

飛天“梯”之神獸

我國神話中最常見的昇天途徑之一是藉助飛天神獸,比如作為中華民族圖騰的龍。

其他,無論被什麼獸,只要想它能飛就能飛上天。比如,連老子騎得黑牛都可以。

騰昇類天梯

似乎就豐富得多了。

騰昇類天梯之騰雲

我國神話故事裡,神仙們標配之一是長生,之二就是騰雲昇天。

比如,孫大聖的筋斗雲

基督教的耶穌,昇天也是依賴於騰雲。

騰昇類天梯之仙丹

在我國,最廣為所知的飛天故事當屬嫦娥飛天。

而且目的地正是今天月球日的主題月球,因此也稱嫦娥奔月。這個腦洞最大,不需要假任何飛和升特徵的外物,僅僅依賴於長生不老藥。這個那是真好,既能飛天還能不死,你要不要也來一顆?

有沒有這種好藥呢?似乎真有,比如舊唐書所記載的李抱真所煉“

服之當昇仙” 的金丹。

騰昇類天梯之二踢腳

當然不還有火箭。

這個大家很熟悉了,就不贅述了。雖然它幫助人類第二次實現登月的夢想。

如果在月球上砸個撅子,用鋼纜和地球連起來,以後登月是不是就可以爬上去了?

囉嗦了這麼多,目的只有一個,回到問題本身。

個人認為,“在月球上砸個撅子,用鋼纜和地球連起來”的登月天梯的創意,與上述各種天梯如出一轍,只存在於腦洞中。

當然,火箭除外。


掙脫枷鎖的囚徒

這是一個腦洞很開的想法。。。不過地球上腦洞大開的人還不止你一個。。。

十九世紀末,俄羅斯科學家就康斯坦丁-特斯奧科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)首次提出太空天梯概念。一百年之後,科幻作家阿瑟·克拉克在1978年出版的《天堂之泉》(“Fountains of Paradise”)中曾描寫過太空電梯的構想,人們可乘電梯去太空觀光並運送貨物。1999年,美國宇航局馬歇爾中心的先進辦公室發表了《天梯:太空的先進基礎設施》一文,標誌著天梯將從幻想走向現實。2010年,美國太空電梯研究公司“電梯港”總裁邁克爾·萊恩日前宣稱,他們夢想在10年之內造出一架“月球電梯”。 太空梯基本上就是一條長長的纜繩一端固定在地球上,另一端固定在地球同步軌道的平衡物(如大衛星)上。在引力和向心加速度的相互作用下,纜繩被繃緊,太空梯將利用太陽能或激光能沿纜繩上下運動。

但是題主的設想有兩點是不可能的:第一,材料不能用鋼纜,因為鋼的強度不夠,自重也太重。不過現有的碳納米管可以解決這一問題:碳納米管的強度比同體積鋼的強度高100倍,重量僅為後者的七分之一,直徑1毫米的碳納米繩可以承載60噸重量。第二,不能直接在月球上砸個撅子,因為地球和月球都會自轉,月球還繞著地球轉。不過這個也可以有解決方案:我們可以先發射一個在月球高度,可是跟地球相對靜止的空間站,電梯從地球先連接到空間站,然後再換乘,從空間站到月球。

聽起來確實很美好,可是實現起來還是有很多問題,比如造價:碳納米管每克價值500美元,地月距離三十多萬公里,預算將是天文數字。而且即使錢不是問題,納米碳管還只是毫米級產品,離工業應用還很遠;安全也是一個問題,如果電梯因事故崩塌,損失可比我們做一個扶梯出事故大得多得多得多。。。

即使科幻,即使有諸多問題,可是還是有很多公司在計劃實現這一瘋狂的計劃,比如:Google X, Space X。。。不過如果真的實現,當電梯門打開,是否會有一個美麗的的太空電梯小姐彎下腰問:"請問您去天堂的哪一層?"

以上。


包大人玩科學

這個問題我覺得,提的有點太想當然了。

首先,月球和地球的距離有接近39萬公里,試問地球上哪一個國家的哪一個工廠可以生產這麼長的鋼纜。如果事情都是這麼簡單,中國上海距離美國洛杉磯距離也只有10460公里,那麼也可以在兩頭砸兩個撅子,用鋼纜連起來,可以直接通過纜車交通了!為什麼,提問者會問這樣略顯業餘的問題,主要是由於把生活中小尺度的經驗運用到了宇宙天體間這樣超大尺度的問題。

其次,即使我們人類能夠生產出40萬公里以上的鋼纜,如何佈設也是一個無法完成的任務。就拿小尺度的纜線佈設來為例,一般都需要固定一頭鋪設,那麼假設我們固定鋼纜在月球上,那麼怎麼去拉線,我們知道拉線不能太快,但是宇宙飛船的飛行速度相對較大,達到了11.2千米/秒,這樣的速度9個小時就可以鋪設完畢,但是實際上,完全不可能,因為沒有任何一個人可以在單位時間提供這麼長的鋼纜。同時在月球和地球之間的太空沒有重力作用,人類無法去控制鋼纜。

再次,地球有自傳、公轉,月球也要自傳、公轉。在這些自傳、公轉發生的過程中,對我們試圖連接月球與地球的鋼纜會有極大的影響。和日常生活中的線纜一樣,必然會發生纏繞、扭結等。

因而在兩個相對於人類日常生活超大的天體之間,試圖用鋼纜連接,從而使登月變成景區兩個景點之間纜車交通一樣便捷,是完全不可能的。其主要原因是:39萬公里的鋼纜無法生產、無法佈設、無法適應地球和月球的公轉自轉。


地震博士

看到@wl老哈的回答感覺非常有道理,我也來回答一下這個問題,首先作為一個理科生我想說我地理學的不好啊...

我搜索了下資料顯示曾經在十幾年前,《科學美國人》雜誌曾提出一個夢想,在地球和月球之間搭建一座“太空天梯”,那麼我們首先就要找到製造“太空天梯”的材料,這種材料要跨越38萬公里的距離而不被自身重量拉斷。碳納米管

是迄今為止發現的力學性能最好的材料之一,有著極高的拉伸強度和斷裂伸長率。其密度只有鋼鐵的六分之一到四分之一,單位質量上的拉伸強度,卻是鋼鐵的276倍,遠遠超過目前人類發現和製造的其他任何材料。光有碳納米管還不夠,還需要批量製備出具有宏觀長度並且具有理論力學性質的碳納米管——單根長度達到米級甚至公里級以上。

現在假設一切環境都是好的,我們也研製出了最好的材料,現在我們第一種假設: 

 

地球和月球都有重力,而中間的太空部分是真空重力可以認為沒有?一根繩子,一頭在月球是自然下墜的,一頭在地球也是自然下墜的,中間部分自己懸浮。也就是說,兩頭不用什麼東西固定,永遠都是繩子下垂,不會掉下來。那麼只要用一根強度足夠的繩子,就可以直接拉過來拉過去,實現地球與月球之間的旅行了。

這個是看到有人這樣說的,我感覺好像又什麼問題,我在想月球一端固定,另一端開懸浮利用地球磁場放上一塊大磁鐵然後一直被地球吸引,然後解決地球跟月球不同步轉的問題,哪個物理學、天文學高手給反駁下


第二種假設:如果把地球跟月球看成2個地球儀一樣沿著軸線自轉的球體,這樣我們在北極或者南極連接起來然後二頭鎮2個軸承就可以了,但是每年月球遠離地球3.8cm,這根繩子要可以伸縮。


月球公轉

月球以橢圓軌道繞地球運轉。這個軌道平面在天球上截得的大圓稱“白道”。白道平面不重合於天赤道,也不平行於黃道面,而且空間位置不斷變化。週期27.32日。月球軌道(白道)對地球軌道(黃道)的平均傾角為5°09′。但是現在知道月球平均每年以3.8cm的速度逐漸與地球離去。

月球自轉

月球在繞地球公轉的同時進行自轉,週期27.32166日,正好是一個恆星月,所以我們看不見月球背面。這種現象我們稱“同步自轉”,或“潮汐鎖定”,幾乎是太陽系衛星世界的普遍規律。一般認為是衛星對行星長期潮汐作用的結果。天平動是一個很奇妙的現象,它使得我們得以看到59%的月面。

好了,實在編不下去了。。。。睡覺去了


貪睡的皮皮豬

這是永遠不可能的,只有三種情況。

一,鋼纜斷裂!

二,月球被地球甩起來!

三,地球自己把自己勒起來!

我對很多回答表示十二分的不贊同。離開地球,無非兩種,逃逸速度離開地球,源源不斷的力抵抗重力離開地球。二者有個共同點,都是有一個力克服地球引力。


不可否認,如果有一根足夠長的鋼繩,足夠結實,你也有足夠體力,能不吃不喝不死,可以真空下生存。恭喜你,哪怕你就是龜速攀爬,總有一天會達到月球,不一定要達到逃逸速度才能離開地球去到月球。這是第二種,有源源不斷的力克服地球重力。

但這不現實,大家可以想象一下,地球24小時就自轉一圈,而月球差不多27天才公轉一天,二者速度根本不匹配。

你可以想象一下,兩人相據一百米,中間連根繩子。你做中心,外圍這個人圍繞你做圓周運動,他的圓周長為,3.14×100×2=628米(圓周長=圓周率×直徑,或者是圓周率×2倍半徑)。

一個人速度就算他跑得足夠快,為每秒10米,外圍這個人意思也需要一分鐘左右才能跑一圈,而中心這個人原地自轉一圈你可以想象有多快,我們就打慢點,3秒轉一圈,最終的後果不用我說大家也猜到,中間這個人會因為自轉被繩子裹起來。

而裹起來必然造成繩子變短,外圍這個人會被拉近,隨時間推移,二者只有在中心自轉和外圍公轉所用時間保持一致時,這個現象才會停止。

所以說,連接地球與月球之間的鋼繩永遠不可能,除非地球自轉一週月球能公轉一週,地球月球兩個固定點相對禁止,這就必須保證月球速度要達到原有公轉速度的27倍以上,及30多千米一秒,但不要忘了,如此快的速度,如此遠的距離,地球引力絕對束縛不住月球,拉斷鋼繩是必然結果。


良良引力波

地球公轉週期和地球自轉週期不一樣呀,所以鋼纜首先會纏在地球上被繃直,然後月球上或者地球上的楔子會被拔起來。如果楔子足夠緊而不能被拔起來,那麼鋼纜繃緊到一定程度被被扯斷,如果鋼纜的強度足夠大而不會被扯斷,那麼月球會被鋼纜拉向地球,在這個過程中,月球公轉速度會加快,月亮的圓缺週期不再是一個月,可能是幾天。初一的月亮真的可能會圓起來。同時,地球天會被拉的變慢,一天不再是二十四小時,可能是三十小時,或者五十小時。最後由於月亮的進一步靠近,月球引力的增大,地球上的自然現在將會發生劇烈的變化,潮汐不再是幾米的量級了,很可能是幾十上百米,在這種情況下,海水會被加熱,冰川進一步融化,某些低海拔島國會被淹沒。地球會被週期性劇烈拉扯,所以火山地震頻發,某些處於太平洋地震帶上的島國或者地區會遭受災難性的後果。最後月球狠狠撞向地球。倖幸苦苦幾十億年,一根鋼纜回到原史前。再從單細胞來過。當然,如果在地震海嘯折磨完某太平洋島國後,月球還沒撞向地球的時候,剪斷鋼纜或者拔掉楔子,由於月球動能一部分已經轉化成地震海嘯和加熱海水的能量,所以這時候月球也回不去自己原來的位置了,只會在新的軌道上高速公轉。這時候可以拿大當量核彈不停轟擊月球,這樣月球有可能會遠離地球,如果合適的話,理論上月球可以回到原來的位置。當然,這是在不考慮輻射的情況下。


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