腦洞大開:從月球一路滑到地球需要多長時間?

首先,讓我們把一些事情做好:

在現實生活中,我們不能在地球和月球之間放置金屬桿。

[1]月球附近的極點會被月球的引力拉向月球,其餘的會被地球的引力拉回到地球上。杆子會被撕成兩半。

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這個計劃的另一個問題。地球表面比月球旋轉得更快,所以如果你試圖將它與地面連接起來,那麼懸在地球上的末端就會斷裂:

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還有一個問題:[2]月球並不總是和地球保持同樣的距離。它的軌道使它越來越近。沒什麼區別,[3]但是,足夠了,你的消防站杆底部5萬公里將被壓在地球上一個月一次。

但讓我們忽略這些問題!如果我們有一根神奇的杆子,它從月球上垂到地球表面的正上方,膨脹和收縮,所以它從來沒有完全接觸過地面,那該怎麼辦?從月球滑落需要多長時間?

如果你站在月球杆的末端,一個問題馬上就會變得清楚:你必須滑行。向上杆,這不是滑動的方式。

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而不是滑動,你將不得不爬。

人們爬杆子的速度相當快。世界紀錄杆攀巖者[4]能以每秒超過一米的速度爬升冠軍賽.[5]在月球上,引力要弱得多,所以很可能更容易爬上月球。另一方面,你必須穿一件太空服,這樣可能會讓你慢一點。

如果你爬得夠遠,地球的引力就會取代你,開始把你拉下來。當你抓住杆子時,有三種力量在你身上:地球的引力把你拉向地球,月球的引力把你拉離地球,還有離心力[6]從搖桿上把你拉離地球。[7]起初,月球的引力和離心力的結合會更強,把你拉向月球,但當你離地球越來越近時,地球的引力就會接管。地球是相當大的,所以你到達這個點-也就是L1拉格朗日點-當你離月球還很近的時候。

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不幸的是,對你來說,空間是很大的,所以“相當近”仍然是很長的路。即使你以比世界紀錄更好的速度爬升,要達到L1的交叉點還需要幾年的時間。

當你接近L1點的時候,你會開始從攀爬轉向推和滑翔:你可以推一次,然後滑到極上一段很長的距離。你也不需要等著停下來-你可以再一次抓住杆子,把自己推得更快,就像滑板運動員踢幾次才能加快速度一樣。

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最終,當你到達L1點附近,不再對抗地心引力時,你速度的唯一限制將是你能以多快的速度抓住杆子並“扔”它超過你。最好的棒球投手可以每小時100英里左右的速度移動手,同時將物體扔過他們身邊,所以你很可能不會期望移動得更快。

注意:當你自投羅網的時候,要小心,不要從電線杆上漂出來。希望你帶了一些安全線,這樣你就可以恢復了。

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再過幾個星期沿著杆滑行,你就會開始感覺到地心引力佔據了你的位置,加速了你的速度,超過了你靠自己的力量所能達到的速度。當這種情況發生時,要小心-很快,你就得開始擔心也是快地

當你接近地球,它的引力增大,你就會開始加速。如果你不停下來,你就會以大約11公里/秒的速度到達大氣層的頂端。[8]-空氣的衝擊會產生如此多的熱量,你可能會被燒掉。航天器處理這一問題的方法是包括熱屏蔽,它能夠吸收和散發熱量,而不燒掉後面的航天器。[9]由於你有這個方便的金屬桿,你可以控制你的下降通過夾緊它和控制你的下降速度通過摩擦。

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確保在整個進場和降落過程中保持低速度-如果有必要的話,停下來讓你的手或剎車臺降溫-而不是等到最後再試著減速。如果你站起來是為了逃避速度,那麼在最後時刻記住你需要減速,當你試圖抓住杆子時,你會遇到一個令人不快的驚喜。充其量,你會被拋在一邊,一落千丈。在最壞的情況下,你的手和杆的表面都會變成令人興奮的新的物質形式。然後你就會被拋棄掉,一命嗚呼地死去。

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假設你慢慢下降並以一種可控的方式進入大氣層,你很快就會遇到你的下一個問題:你的磁極沒有以與地球相同的速度移動。甚至不接近。你下面的土地和大氣相對於你來說移動得非常快。你就要掉進強風裡了。

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月球以每秒大約一公里的速度繞地球運行,形成一個很寬的圓。[10]每29天左右。這就是我們假設的火柱的頂端將以多快的速度行進。在相同的時間內,極的底部形成一個小得多的圓,相對於月球軌道中心,平均速度僅為35英里/小時:

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每小時35英里聽起來不錯。不幸的是,地球也旋轉,[11]它的表面移動羅得速度超過每小時35英里;在赤道,它可以達到每小時1000英里以上。[12][13]

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即使極點的末端相對於整個地球移動得很慢,但相對於地球來說,它的移動速度非常快。表面.

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詢問極相對於表面的移動速度實際上與問月球的“地面速度”是一樣的。這是很難計算的,因為月球的地面速度隨著時間的變化以一種複雜的方式變化。幸運的是,它並沒有變化那,那個很多-通常在390到450米/秒之間,或者稍微超過1馬赫-所以計算出精確的數值是不必要的。

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我們還是試著想辦法爭取點時間吧。

月球的地面速度變化很有規律,形成一種正弦波。當它經過快速移動的赤道時,它每個月會達到兩次高峰,然後當它越過移動較慢的熱帶時達到最小值。它的軌道速度也會改變,這取決於它是在軌道的近點還是遠點。這導致了大致正弦波形狀的地面速度:

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準備好跳了嗎?

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好吧,好吧。還有一個循環我們可以考慮真的確定月球的地面速度。月球軌道相對於地球-太陽平面傾斜約5°,而地軸傾斜23.5°。這意味著月球的緯度會改變太陽的方式,每年兩次從北熱帶向南熱帶移動。

然而,月球的軌道也是傾斜的,這種傾斜18.9年週期

。當月球的傾斜方向與地球的傾斜方向相同時,它比太陽離赤道更近5°,而當它在相反的方向時,它會到達更極端的緯度。當月球在離赤道較遠的地方時,它的“地面速度”較低,所以正弦波的下端會變低。下面是未來幾十年月球“地面速度”的情節:

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月球的最高速度保持不變,但最低的速度上升和下降的週期為18.9年。下一個週期的最低速度將在2025年5月1日,因此,如果你想等到2025年才能滑落,當磁極相對於地球表面僅以390米/秒的速度移動時,你就可以撞擊大氣層。

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當你最終進入大氣層時,你就會靠近熱帶的邊緣。儘量避免熱帶急流一種高空氣流,它向地球旋轉的同一方向吹來。如果你的杆子正好穿過它,它會使風速再增加50-100米/秒。

無論你在哪裡降落,你都需要對抗超音速風,所以你應該穿很多防護裝備。[15]確保你緊緊地依附在電線杆上,因為風和各種衝擊波會猛烈地衝擊著你。人們常說:“死亡的不是跌倒,而是最後的突然停止。”不幸的是,在這種情況下,很可能兩者兼而有之。

[17]

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在某種程度上,要到達地面,你必須鬆開杆子。由於明顯的原因,你不想直接跳到地面,而移動到1馬赫。相反,你應該等到你在航空公司巡航高度附近的某個地方,那裡的空氣仍然稀薄,所以它並沒有拉你太硬-和放開杆。然後,當空氣把你帶走,你向地球墜落時,你可以打開降落傘。

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然後,最後,你可以安全地漂到地面,從月球到地球完全在你自己的肌肉力量。

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(當你完成的時候,記得把火柱移開。那東西是一定(安全危害)

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