如果月球失控墜向地球,人類文明有何辦法阻止?

貓先生內涵科普


沒辦法。說起來象杞人憂天,但也不是不可能,人算不如天算,天地自然,奧妙無窮,人類永遠弄不明白。知道一點點,就人定勝天,問他祖宗八代不死嗎,在自然災害面前,人類屁都不是。善為本慈悲為懷,善待天下蒼生萬物,才是真正的人所為。


東來閣公爺


01

何為失控?

所謂失控,就是失去了控制——那麼,月球失去誰的控制?或者說,月球在失控之前,是在誰的控制下繞著地球轉動的呢?

答案是萬有引力牛頓定律

我們先解釋萬有引力和牛頓定律是如何控制月球繞地球轉動的。

02

月球繞地球轉動的原因

如圖,我們對地月系統進行分析。

不失一般性,我們認為月球繞著地球做正圓運動,地球不動。

根據萬有引力定律:

結合圓周運動和牛頓第二定律:

上圖中最後一個式子,就是月球繞地球轉動的原因:

地球對月球的引力,正好等於,月球繞地球轉動所需要的向心力。

03

失控的結果真的很危險麼?

如此看來,如果是失控,要麼是萬有引力無效果了,要麼是牛頓定律無效了。

但是,失控的結果真的很危險麼?

如果萬有引力無效了:

月球不再被地球牽扯,地月系統的引力勢能就不存在了!——月球根本不會撞向地球,而是沿著軌道原來的切線飛走了。

如果牛頓定律無效了:

月球不會產生向著地球的加速度,或者加速度很小,和地球碰撞之時的作用力也會很小。

所以,如果月球失控了,也不會對地球造成傷害!我們又何必阻止呢?


所以,我們什麼也不用做。


宇宙物理學


存在,你我也不會出現。隨著科技技術不斷的飛速發展,我們人類在太空探索的道路上走的是越來越遠。科技的改變鑄就了今天的生活,雖然我們今天沒有遨遊太空,但是我們在探索地球的過程中製造了很多強大的武器,比如說核武器。核武器可以說地球上最具有威力最具有殺傷性的武器。那麼它真的可以保護人類不受自然災難的影響嗎?比如說月球突然失控撞向地球。

月球是地球的衛星。地月系統是一個共生系統,它們同時誕生於45億年前。月球距離地球的平均距離約為38萬千米。由於在這個距離內地球的引力將月球成功鎖定。因此我們看月球,你會發現我們只能看到他的一面,永遠看不到他的另一面。這是因為月球的自轉和公轉時間都是一樣的。那麼如果撞向地球,人類是否可以阻止?

首先我們來看月球,它的體積雖然說僅僅只有地球的1/6。但它仍然非常的巨大。要知道,6500萬年前一顆直徑只有十公里的小行星摧毀了個地球上的大部分生命,其中滅絕了恐龍。那麼,根據經典力學來看,月球距離地球越近,它的速度也會變得越來越快,因為它承受的引力在不斷的變強。當它撞擊地球一霎那會比原先的速度快兩倍以上,因此所造成的威力也會比原來強了很多倍。如果在這個時候我們人類使用核武器。能將它消滅嗎?

首先剛才我說了月球他非常非常的巨大。如果我們是核武器,將它成功的炸開。那麼它也會有很多大部分的碎片降落的地球上。這些碎片的大小不同,小的碎片或許只有幾十釐米幾釐米。而大事隨便甚至幾米,幾百米甚至上千米都有可能。

因此這些碎片落到地球上就會給地球帶來巨大的危害。到那時候,雖然月球化成了碎片,但是我們人類將會面臨一場突如其來的隕石雨。在這之後,因為沒有月球的保護。地球的軌道會發生偏移。地球軌道一旦發生變化就會是全球表面最改變,最嚴重的後果就是,地球就會和其他天地相互碰撞或者其他天體碰撞地球。

從生命的觀點來看,地球沒有辦法離開月球。而月球也沒有辦法離開地球。但是如果從其他觀點看不考慮生命的話,那麼月球是可以離開地球的。目前來看,月球正在受到太陽引力的影響,逐漸的遠離地球,未來月球距離地球越來越遠。

我是宇宙V空間,一個科普天文愛好者!本文由宇宙V空間原創,轉載請註明出處!如果你對這篇文章有疑問,請在下方評論和留言!

宇宙V空間


阻止月球撞擊地球,無非就是利用額外的力改變月球軌道。為了弄清楚這個問題,我將從地月系統、月球能量等開始,由淺入深,逐步探討如何阻止月球墜落地球。

1、地月系統

為了簡化問題,我以地球作為參考系,不考慮其他星系對月球的影響。如下圖所示,假設月球繞日軌道為正圓。

月球軌道的詳細數據如下圖。地球質心和月球質心的平均距離約385000km,軌道的平均速度是1.023km/s。

2、月球總能量的估算

根據月球的軌道參數,我們取無窮遠為零勢能點,那麼月球勢能有-GMm/R,帶入地月質量和距離(M=5.965e24kg,m=7.34e22kg,R=385000km,G=6.67e-11N·m²/kg²),得到勢能:-7.58e28J。此外,月球的動能mv2/2,為3.84e28J。動能約為勢能的一半。因此,總能量約-3.74e28J。當年那個原子彈釋放的能量約5.25e14J,由此可見,

月球具有的能量是那顆原子彈的1e14倍。所以,從能量的角度來看,想讓月球完全背離現階段是不可能的事情。如下圖所示。

3、組織月球墜落的方法

如前所述,由於月球具備非常巨大的能量,想要正面抵擋月球的墜落幾乎不可能。另外,月球體積那麼大,想炸碎月球也是不現實的。因此,只能有如下兩種方法:

  1. 側向加力,抬高月球軌道。

  2. 尾部加力,提高月球速度。

下面將大概估算一下能量,以判斷這兩種方法哪種可行。

先看第一種,側向加力,抬高月球軌道。如上圖所示,在垂直於月球軌道的方向上,施加一個力,強制使得月球軌道能夠提升。目前,沒有這麼巨大推力的發動機,能夠安裝於月球表面。所以,像流浪地球那般,安裝行星發動機,從而推動月球的方法不存在。

因此,唯一能夠採用的方法就是利用爆炸產生的推力。好在月球的墜落並不是直線墜落,而實沿著圖示紅線。只要爆炸力足夠且持續,那麼是可以抬高月球軌道的。


假設月球往外推動1mm,那麼大概需要7.34e22J的能量(這裡簡單起見,直接採用重力加速度計算)。如果採用氫彈(能量約為廣島原子彈的150倍),那麼大概需要9333枚氫彈,方才可以推動月球1mm。地球上沒有那麼多的氫彈,所以這種方法不可行。

第二種方法,尾部加力,提高月球的速度。如上如所示,在沿著月球軌道的方向上,施加一個力,使得月球的速度能夠加快,從而與地球擦肩而過。一旦保證月球接近過程中不撞擊地球,那麼離開的時候,由於引力彈弓效應,月球將加速離開。


已知,物體拜託地球引力的速度為第一宇宙速度,即7.9km/s,此時具備的動能約2.3e30J。臨界狀態下,月球與地球擦肩的時候,勢能約-4.6e30J,而此時對應的動能約4.56e30J。當然,這是不考慮大氣損耗的情況。由此可見,月球墜落的速度肯定超過了第一宇宙速度。因此,如果能保證擦肩,那麼地球無憂。此外,假設從初速度開始,增加0.1m/s,大概需要7.88e24J的能量,約需要1萬多的氫彈。顯然,這種同樣不現實。

4、總結

通過上述的計算,我們發現,想要推動月球,都需要大量的能量,1萬顆氫彈爆炸的能量方才推動月球一點點。因此,現階段根本無法阻止月球墜落。


值得欣慰的是,當前的月球軌道是穩定的軌道,並不會無緣無故的墜落。而且由於地球的潮汐效用,月球正在緩慢的遠離地球(每年約3.78cm)。

即使有外力,比如小行星撞擊而發生軌道改變,那也要看撞擊的角度。月球有撞向地球的可能,也有撞離地球的可能。


力學Nerd王小胖


月球要墜入地球,絕對不會是垂直撞擊地球,沒有那個道理。只能是月球運行過程中,由於某種原因速度逐漸減慢,小於地球的環繞速度,就會導致環繞軌道半徑逐漸減少,月球一圈一圈逐步縮小環繞圈,最後墜入地球。這仍然是一個比較長的過程,給出人們逃生或者拯救的時間。

假如真的那樣,人們就是在觀測到月球距離地球逐漸變近,月亮視大小逐漸增大。開始可能只是科學家們的發現,政治家為避免混亂有意隱瞞這個事實,後來人們首先看到比過去更大的月亮,再也瞞不住了。於是公佈結果,月球將在一百年內撞擊地球。

人類無法避免,更無法改變。逃亡是唯一出路。世界各國紛紛在太空建設大型空間城,一百年內建成了一千個空間城,可容納一千萬人。人們採用限定條件和抽籤相結合方式決定進入空間站人選。設置不同領域科學家,研究人員,行政人員,醫療人員,教育人員,工業技術人員,普通民眾,大中小學生,兒童等,每個群體都有年齡學歷健康等各種條件及名額限制,對符合條件的所有人進行抽籤。隨行的還有大量地球生物的基因標本及部分活體物種。當然還有地球人類的知識寶庫和文化藝術等。分別儲存於各個太空城中。

地球的變化在月球到來前就開始變化,月球引力的增大引起地球潮汐力增加,並且隨著月球軌道減小,月球公轉週期變小,更加大對地球的潮汐力。地球上到處都是海嘯,每天潮汐掀起巨浪可以衝向陸地幾百公里。地球內部岩漿也因為潮汐影響而發生湧動衝擊地殼,產生地震和火山。海上到處是巨浪,陸地到處是火山,地震到處都是。到最後月球撞擊地球時,巨大的撞擊力讓月球直接進入地球地幔中。這時地球上是一片火海,地震,山蹦地裂,海洋被氣化,但是仍然在地球周圍不會跑掉。

在太空城倖存的人們,要在那裡生存繁衍幾百代,大約幾萬年後。地球才能穩定下來。那時他們或者已經飛去更遠的太空,不需要地球了。或許還有人眷戀地球,可以重新回到地球,重建家園。地球生物可能不會全部滅絕,地球生態環境會慢慢恢復。


多維觀世界


杞人憂天!

典出《列子·天瑞》,常用來指那些不必要的擔心

杞國有人憂天地崩墜,身亡所寄,廢寢食者;又有憂彼之所憂者,因往曉之,曰:“天,積氣耳,亡處亡氣。若屈伸呼吸,終日在天中行止,奈何憂崩墜乎?”其人曰:“天果積氣,日月星宿,不當墜耶?”曉之者曰:“日月星宿,亦積氣中之有光耀者;只使墜,亦不能有所中傷。”其人曰:“奈地壞何?”曉者曰:“地積塊耳,充塞四虛,亡處亡塊。若躇步跐蹈,終日在地上行止,奈何憂其壞?”其人舍然大喜,曉之者亦舍然大喜。該寓言說的是杞國有個人總是擔心天塌地陷了怎麼辦,因此整天睡不好覺,吃不下飯。有人很擔心他這麼憂愁下去,便前去勸他,說天是氣體組成的,不會塌下來。杞人又問:“如果天是氣體,那日月星辰不是要掉下來了嗎?”那人回答說:“日月星辰只是有光的氣,掉下來也不會傷人。”杞人又問:“那地陷了怎麼辦?”那人說:“地則是由土壤添塞,充滿各處,是不會陷下去的。”杞人聽了鬆了一口氣,非常高興。

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杜甫《寄劉峽州伯華使君四十韻》中的“但求椿壽永,莫慮杞天崩”就是這個意思。

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錢鍾書《管錐編》第二冊記載英方小說《海外軒渠錄》,寫飛浮島國(Laputa)的人民“愁慮無寧晷”(never enjoying a minute's peace of mind),一天到晚害怕“天體將生變故”(their apprehensions arise from several changes they dread in the celestial bodies),例如“惴惴恐日輪漸逼地球,行且吸而吞之,以是寢不安席,生趣全無”(they can neither sleep quietly in their beds,nor have any relish for the common pleasures or amusements of life)。錢鍾書認為這段敘述跟“杞人憂天”有異曲同工之妙。

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ref:

- 維基百科:“杞人憂天”


郊野的瓦爾登


非常感謝題主貢獻的這麼一個驚悚的話題:月球墜向地球。接下來的故事純屬虛構。

第一天:突發警報

20XX年,華夏國防軍,空天軍司令部的大屏幕上跳出一組醒目的紅色報警數字——月球正以每秒1釐米的速度向地球靠近。

正在值班的清華大學天文學系的博士後小郭,趕緊把這一情況向領導彙報。

一時間,原來緊張有序、安靜工作的工作大廳一下子喧鬧起來……

原本自1994年,Dickey等人在《科學》雜誌上發表文章稱,目前月球遠離地球的速度是每年3.82±0.07釐米以來,華夏國的空天軍高級研究部就已經在關注這個情況,並且成立了專門的專家小組利用激光干涉測距儀監控地月距離變化,併為駐紮在月球上的華夏國空天軍部隊提供數據支持。近半個世紀以來,這個數據一直都沒有變化,然而今天,風雲突變……,月球正在以一個加速度向地球撞來……按照此加速度計算,大約還剩餘420多天……

華夏國的空天軍指揮部無法相信這個事實。

緊急聯絡米國,米國也是如此……

歐洲同樣……

俄羅斯亦如此……

第二天:聯合國安理會總部

全球頂尖的科學家,已經乘坐著由華夏國生產的超音速列車彙集於此,科學家們在仔細研究了來自全球各地天文臺的數據之後,無奈的宣佈——月球正向我們加速靠近,撞擊將無法避免……

一時間,全球的互聯網通過衛星和海底光纜把這一消息發佈了出去……

因為,在網絡高速發達的今天,已經不再有秘密

位於梵蒂岡的基督教總舵內,紅衣大主教XXX用顫抖的聲音通過福音網絡向全世界宣佈:地球的末日真的到了……

半個月後的一個夜晚,街上出奇的寧靜。

只有角落裡偶爾出現的擁抱的情侶……

還有路燈下牽手的老人,在路燈下留下長長的身影……

……

人類出奇的安靜。

沒有恐慌,政府已經把所有的儲備糧食都發給了民眾,街道上出奇的乾淨清爽,沒有往常那麼多的行人,也許都在自己的家裡給親人最後的陪伴……

然而依然有一群人是活躍的,他們是天文愛好者們。

他們今天看到了史無前例的超級月亮,不僅比歷史上他們看到的月亮更亮,而且還要大上很多。還有一些天文愛好者,觀察到了空間站凌月,凌月的時間正在變長,現在已經比半個月前長了許多。

這一切好像都是月亮在證明:我——來了!

人類的命運,已經確定……

一個月後,潮汐肆虐

月球已經接近地球10%,月球帶來的潮汐力開始發威。

太平洋和大西洋的潮水每天都向著內陸推進,每天前進的距離都有幾公里,哪些靠海的城鎮和村落已經漸漸消失……

地震、火山噴發開始頻繁,日本的陸地已經消失了30%,火山灰噴出的濃煙更是籠罩著剩下的島嶼……

整個東亞和南亞地區籠罩在日本、菲律賓、印尼各地瘋狂爆發的火山灰中,人口開始銳減。


大量人畜屍體浸泡在海水中,已經造成的瘟疫開始各地蔓延。

已經沒有人敢出門了。

僅僅進入無比祥和狀態幾天的人類社會開始大規模混亂,在街上看到的任何一個人,都是罪犯,他們要搶奪的是藥品和食物。

也有邪教開始妖言惑眾,他們聚集起一波一波人,開始有組織的犯罪。

大家不是為了信仰,只是為了生存,哪怕是最後幾天的生存。

第三個月

月球靠近帶來的固體潮已經摧毀了人類所有的人類大型建築……

曾經的地球最高峰,珠穆朗瑪,在昨天轟然倒塌……

包括三峽大壩在內,全球的水壩無一倖免……

來自熱帶的暖溼氣流跟來自西伯利亞的冷空氣進行了激烈的對撞,狂風、暴雨、洪水……

英國、日本、印尼、菲律賓早已消失不見……

超過8層的人已經消失在了災難和瘟疫之中……

半年以後

剩餘不到1%的人口不斷的向高緯度挺進……

然而,這又有什麼用呢?

地球不再是人類安全的家園……

到處都是恐怖的猶如地獄的溝壑,也許你走著走著就會掉入幾千米的深坑中。

每天的固體潮汐已經高達百米,好比你早上住在33樓,下午就住在1樓了。

所有的水源都無法保證,一個湖可能瞬間從你面前消失,但一不留神一股水流、或者是源自地底的龍捲風,就湧出把你捲入地底。

這好歹還有個全屍,如果碰到的是地底湧出來的岩漿,就直接火化了。

到處都是熊熊火焰,到處都是火山噴發,事實上世界上倖存下來的1%人類已經幾乎兩個月沒有看到任何光線了。

唯一能看到的,是熊熊燃燒的火焰和火山噴發而來的閃電。

第三百天,洛希極限

她終於運動到了這裡,地球的洛希極限位置,細如粉塵的月壤離開月球,形成一個圍繞地球的鋪天蓋地的大圍巾……

但月球主體,依然在頑強的撲向地球。

第四百天,人類滅亡

脆弱的地殼無法再承受月球的引力,炸裂紛飛,隨著最後一個人類在碎屑中被拋入天空,整個地球人類,全部滅亡!

位於火星的華夏國基地裡,華夏國第一批火星登陸的宇航員,用聲嘶力竭的聲音呼叫地球,換回的,是一片的沉寂……

至此,人類殘存的種子,在火星上生根發……


郭哥聊科學


如果月球有像地球墜落跡象,人類還是有辦法阻止的。首先在月球鑽出足夠多的巨洞,裝上高速推進劑,安置好電子啟動器,以次點燃,形同超級火山向空中噴氣,一點一點的將月球向外推。同時計算好制動力,在月球運動方向噴射巨型火箭,以此減低速度。此項操作風險很大,搞不好可能會失去月球,將會遺恨永遠。


理想無限延伸


這個問題可以從歷史上地球受到的撞擊來類比。

首先回答這個問題:月球即使失控也不會整體撞向地球,因為當月球不斷靠近地球時引力會逐漸加大,當月球進入到地球的洛希極限時,來自地球的巨大引力等於潮汐力,

這樣就會使得月球解體,這時月球的碎片會在地球周圍形成一個巨大的環,地球成為“戴草帽的行星”。

圖示:月球會碎成很多小片
這也可以看作是地球的一個自我保護機制,月球表面的撞擊坑比地球要密集的多(保守估計有10萬個),這是因為月球體積較小,洛希極限的範圍很小,且沒有到大氣層阻擋,很多小的碎片和天體都可以撞向月球。

結論:月球撞向地球時對地球沒有威脅,不過成了碎片的月球依然對地球上生命(非地球)有威脅

下面繼續討論假設月球不破碎,整體撞向地球會怎麼樣?

目前人類在地球上一共發現了近200個隕石坑,不過這個數量應該遠遠小於地球被撞擊的次數,因為地質運動會將早期形成的隕石坑填平,目前地球上最早的隕石坑形成於20億年前。
圖示:隕石撞擊地球想象圖

以上發現的隕石坑大多數比較小,超過60%的隕石坑直徑不到10公里。我國內蒙境內的多倫隕石坑,直徑有170千米,世界最大的隕石坑來自在南非,直徑大約300公里,假如撞擊的隕石直徑是隕石坑直徑的二十分之一,

當時撞擊的隕石直徑大約在15公里。超過1000噸的天體,大氣層幾乎任何減速作用,撞擊速度非常快,這次撞擊導致地球上超過95%的生物滅絕了。
圖示:滿是隕石坑的月球

結論:如果月球破碎後直徑超過15公里的碎片撞向地球,很可能使得地球上絕大多數生物滅絕。

假設月球整體並不破碎,整體撞向地球會怎麼樣?月球的直徑是3476千米,質量是7.349×10^22千克,天文學家Scott Manley模擬計算過,

如果想毀滅一顆類似地球行星,至少需要一次性發射出3×10^24焦耳的能量。這樣就可以計算出,即使月球整體以10m/s的速度撞向地球都能使得地球徹底毀滅。

結論:如果月球整體撞向地球,只要以大約10m/s的速度撞向地球,就能可能使地球徹底毀滅。


核先生科普


如今地月系統如此穩定的運轉,不知道有什麼力量能讓穩定運行的月球墜向地球呢?不管什麼力量,肯定是一種恐怖的宇宙事件!

真的有這種宇宙事件發生的話,影響的絕不僅僅只有月球,肯定會影響到其他星球比如說地球,甚至整個太陽系,為何單單讓月球墜向地球呢?

當然如果僅僅是假設由於某些原因導致月球時空墜向地球,人類文明能阻止嗎?有什麼辦法阻止?

以目前人類文明程度來看,沒有任何可能性,甚至在以後幾百年時間裡,也很難看到任何可能性,我們唯一能做的或許就是祈禱!

6500萬年前一顆直徑只有10公里的小行星撞擊地球就帶來了超級破壞力,不僅造成了恐龍滅絕,更是讓當時地球上3/4的物種也因此而滅絕!

而月球的直徑達到了接近3500公里,如此大的星球撞向地球帶來的破壞力是無法想象的,可以肯定的一點是,地球上的生命會全部滅絕,如果說有任何生存可能性的話,或許只有一些生命力極強的微生物了!

如果在幾百年後,人類科技足夠發達,確實有機會阻止月球撞向地球,最直接的方式就是改變月球運行軌道,避開撞向地球,當然這需要極大的能量改變月球運動軌跡!

還有一種方式就是徹底炸燬月球,這同樣需要極大能量,而且帶走很大風險,畢竟月球距離地球太近了!


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