如果月球失控坠向地球,人类文明有何办法阻止?

猫先生内涵科普


没办法。说起来象杞人忧天,但也不是不可能,人算不如天算,天地自然,奥妙无穷,人类永远弄不明白。知道一点点,就人定胜天,问他祖宗八代不死吗,在自然灾害面前,人类屁都不是。善为本慈悲为怀,善待天下苍生万物,才是真正的人所为。


东来阁公爷


01

何为失控?

所谓失控,就是失去了控制——那么,月球失去谁的控制?或者说,月球在失控之前,是在谁的控制下绕着地球转动的呢?

答案是万有引力牛顿定律

我们先解释万有引力和牛顿定律是如何控制月球绕地球转动的。

02

月球绕地球转动的原因

如图,我们对地月系统进行分析。

不失一般性,我们认为月球绕着地球做正圆运动,地球不动。

根据万有引力定律:

结合圆周运动和牛顿第二定律:

上图中最后一个式子,就是月球绕地球转动的原因:

地球对月球的引力,正好等于,月球绕地球转动所需要的向心力。

03

失控的结果真的很危险么?

如此看来,如果是失控,要么是万有引力无效果了,要么是牛顿定律无效了。

但是,失控的结果真的很危险么?

如果万有引力无效了:

月球不再被地球牵扯,地月系统的引力势能就不存在了!——月球根本不会撞向地球,而是沿着轨道原来的切线飞走了。

如果牛顿定律无效了:

月球不会产生向着地球的加速度,或者加速度很小,和地球碰撞之时的作用力也会很小。

所以,如果月球失控了,也不会对地球造成伤害!我们又何必阻止呢?


所以,我们什么也不用做。


宇宙物理学


存在,你我也不会出现。随着科技技术不断的飞速发展,我们人类在太空探索的道路上走的是越来越远。科技的改变铸就了今天的生活,虽然我们今天没有遨游太空,但是我们在探索地球的过程中制造了很多强大的武器,比如说核武器。核武器可以说地球上最具有威力最具有杀伤性的武器。那么它真的可以保护人类不受自然灾难的影响吗?比如说月球突然失控撞向地球。

月球是地球的卫星。地月系统是一个共生系统,它们同时诞生于45亿年前。月球距离地球的平均距离约为38万千米。由于在这个距离内地球的引力将月球成功锁定。因此我们看月球,你会发现我们只能看到他的一面,永远看不到他的另一面。这是因为月球的自转和公转时间都是一样的。那么如果撞向地球,人类是否可以阻止?

首先我们来看月球,它的体积虽然说仅仅只有地球的1/6。但它仍然非常的巨大。要知道,6500万年前一颗直径只有十公里的小行星摧毁了个地球上的大部分生命,其中灭绝了恐龙。那么,根据经典力学来看,月球距离地球越近,它的速度也会变得越来越快,因为它承受的引力在不断的变强。当它撞击地球一霎那会比原先的速度快两倍以上,因此所造成的威力也会比原来强了很多倍。如果在这个时候我们人类使用核武器。能将它消灭吗?

首先刚才我说了月球他非常非常的巨大。如果我们是核武器,将它成功的炸开。那么它也会有很多大部分的碎片降落的地球上。这些碎片的大小不同,小的碎片或许只有几十厘米几厘米。而大事随便甚至几米,几百米甚至上千米都有可能。

因此这些碎片落到地球上就会给地球带来巨大的危害。到那时候,虽然月球化成了碎片,但是我们人类将会面临一场突如其来的陨石雨。在这之后,因为没有月球的保护。地球的轨道会发生偏移。地球轨道一旦发生变化就会是全球表面最改变,最严重的后果就是,地球就会和其他天地相互碰撞或者其他天体碰撞地球。

从生命的观点来看,地球没有办法离开月球。而月球也没有办法离开地球。但是如果从其他观点看不考虑生命的话,那么月球是可以离开地球的。目前来看,月球正在受到太阳引力的影响,逐渐的远离地球,未来月球距离地球越来越远。

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宇宙V空间


阻止月球撞击地球,无非就是利用额外的力改变月球轨道。为了弄清楚这个问题,我将从地月系统、月球能量等开始,由浅入深,逐步探讨如何阻止月球坠落地球。

1、地月系统

为了简化问题,我以地球作为参考系,不考虑其他星系对月球的影响。如下图所示,假设月球绕日轨道为正圆。

月球轨道的详细数据如下图。地球质心和月球质心的平均距离约385000km,轨道的平均速度是1.023km/s。

2、月球总能量的估算

根据月球的轨道参数,我们取无穷远为零势能点,那么月球势能有-GMm/R,带入地月质量和距离(M=5.965e24kg,m=7.34e22kg,R=385000km,G=6.67e-11N·m²/kg²),得到势能:-7.58e28J。此外,月球的动能mv2/2,为3.84e28J。动能约为势能的一半。因此,总能量约-3.74e28J。当年那个原子弹释放的能量约5.25e14J,由此可见,

月球具有的能量是那颗原子弹的1e14倍。所以,从能量的角度来看,想让月球完全背离现阶段是不可能的事情。如下图所示。

3、组织月球坠落的方法

如前所述,由于月球具备非常巨大的能量,想要正面抵挡月球的坠落几乎不可能。另外,月球体积那么大,想炸碎月球也是不现实的。因此,只能有如下两种方法:

  1. 侧向加力,抬高月球轨道。

  2. 尾部加力,提高月球速度。

下面将大概估算一下能量,以判断这两种方法哪种可行。

先看第一种,侧向加力,抬高月球轨道。如上图所示,在垂直于月球轨道的方向上,施加一个力,强制使得月球轨道能够提升。目前,没有这么巨大推力的发动机,能够安装于月球表面。所以,像流浪地球那般,安装行星发动机,从而推动月球的方法不存在。

因此,唯一能够采用的方法就是利用爆炸产生的推力。好在月球的坠落并不是直线坠落,而实沿着图示红线。只要爆炸力足够且持续,那么是可以抬高月球轨道的。


假设月球往外推动1mm,那么大概需要7.34e22J的能量(这里简单起见,直接采用重力加速度计算)。如果采用氢弹(能量约为广岛原子弹的150倍),那么大概需要9333枚氢弹,方才可以推动月球1mm。地球上没有那么多的氢弹,所以这种方法不可行。

第二种方法,尾部加力,提高月球的速度。如上如所示,在沿着月球轨道的方向上,施加一个力,使得月球的速度能够加快,从而与地球擦肩而过。一旦保证月球接近过程中不撞击地球,那么离开的时候,由于引力弹弓效应,月球将加速离开。


已知,物体拜托地球引力的速度为第一宇宙速度,即7.9km/s,此时具备的动能约2.3e30J。临界状态下,月球与地球擦肩的时候,势能约-4.6e30J,而此时对应的动能约4.56e30J。当然,这是不考虑大气损耗的情况。由此可见,月球坠落的速度肯定超过了第一宇宙速度。因此,如果能保证擦肩,那么地球无忧。此外,假设从初速度开始,增加0.1m/s,大概需要7.88e24J的能量,约需要1万多的氢弹。显然,这种同样不现实。

4、总结

通过上述的计算,我们发现,想要推动月球,都需要大量的能量,1万颗氢弹爆炸的能量方才推动月球一点点。因此,现阶段根本无法阻止月球坠落。


值得欣慰的是,当前的月球轨道是稳定的轨道,并不会无缘无故的坠落。而且由于地球的潮汐效用,月球正在缓慢的远离地球(每年约3.78cm)。

即使有外力,比如小行星撞击而发生轨道改变,那也要看撞击的角度。月球有撞向地球的可能,也有撞离地球的可能。


力学Nerd王小胖


月球要坠入地球,绝对不会是垂直撞击地球,没有那个道理。只能是月球运行过程中,由于某种原因速度逐渐减慢,小于地球的环绕速度,就会导致环绕轨道半径逐渐减少,月球一圈一圈逐步缩小环绕圈,最后坠入地球。这仍然是一个比较长的过程,给出人们逃生或者拯救的时间。

假如真的那样,人们就是在观测到月球距离地球逐渐变近,月亮视大小逐渐增大。开始可能只是科学家们的发现,政治家为避免混乱有意隐瞒这个事实,后来人们首先看到比过去更大的月亮,再也瞒不住了。于是公布结果,月球将在一百年内撞击地球。

人类无法避免,更无法改变。逃亡是唯一出路。世界各国纷纷在太空建设大型空间城,一百年内建成了一千个空间城,可容纳一千万人。人们采用限定条件和抽签相结合方式决定进入空间站人选。设置不同领域科学家,研究人员,行政人员,医疗人员,教育人员,工业技术人员,普通民众,大中小学生,儿童等,每个群体都有年龄学历健康等各种条件及名额限制,对符合条件的所有人进行抽签。随行的还有大量地球生物的基因标本及部分活体物种。当然还有地球人类的知识宝库和文化艺术等。分别储存于各个太空城中。

地球的变化在月球到来前就开始变化,月球引力的增大引起地球潮汐力增加,并且随着月球轨道减小,月球公转周期变小,更加大对地球的潮汐力。地球上到处都是海啸,每天潮汐掀起巨浪可以冲向陆地几百公里。地球内部岩浆也因为潮汐影响而发生涌动冲击地壳,产生地震和火山。海上到处是巨浪,陆地到处是火山,地震到处都是。到最后月球撞击地球时,巨大的撞击力让月球直接进入地球地幔中。这时地球上是一片火海,地震,山蹦地裂,海洋被气化,但是仍然在地球周围不会跑掉。

在太空城幸存的人们,要在那里生存繁衍几百代,大约几万年后。地球才能稳定下来。那时他们或者已经飞去更远的太空,不需要地球了。或许还有人眷恋地球,可以重新回到地球,重建家园。地球生物可能不会全部灭绝,地球生态环境会慢慢恢复。


多维观世界


杞人忧天!

典出《列子·天瑞》,常用来指那些不必要的担心

杞国有人忧天地崩坠,身亡所寄,废寝食者;又有忧彼之所忧者,因往晓之,曰:“天,积气耳,亡处亡气。若屈伸呼吸,终日在天中行止,奈何忧崩坠乎?”其人曰:“天果积气,日月星宿,不当坠耶?”晓之者曰:“日月星宿,亦积气中之有光耀者;只使坠,亦不能有所中伤。”其人曰:“奈地坏何?”晓者曰:“地积块耳,充塞四虚,亡处亡块。若躇步跐蹈,终日在地上行止,奈何忧其坏?”其人舍然大喜,晓之者亦舍然大喜。该寓言说的是杞国有个人总是担心天塌地陷了怎么办,因此整天睡不好觉,吃不下饭。有人很担心他这么忧愁下去,便前去劝他,说天是气体组成的,不会塌下来。杞人又问:“如果天是气体,那日月星辰不是要掉下来了吗?”那人回答说:“日月星辰只是有光的气,掉下来也不会伤人。”杞人又问:“那地陷了怎么办?”那人说:“地则是由土壤添塞,充满各处,是不会陷下去的。”杞人听了松了一口气,非常高兴。

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杜甫《寄刘峡州伯华使君四十韵》中的“但求椿寿永,莫虑杞天崩”就是这个意思。

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钱锺书《管锥编》第二册记载英方小说《海外轩渠录》,写飞浮岛国(Laputa)的人民“愁虑无宁晷”(never enjoying a minute's peace of mind),一天到晚害怕“天体将生变故”(their apprehensions arise from several changes they dread in the celestial bodies),例如“惴惴恐日轮渐逼地球,行且吸而吞之,以是寝不安席,生趣全无”(they can neither sleep quietly in their beds,nor have any relish for the common pleasures or amusements of life)。钱锺书认为这段叙述跟“杞人忧天”有异曲同工之妙。

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ref:

- 维基百科:“杞人忧天”


郊野的瓦尔登


非常感谢题主贡献的这么一个惊悚的话题:月球坠向地球。接下来的故事纯属虚构。

第一天:突发警报

20XX年,华夏国防军,空天军司令部的大屏幕上跳出一组醒目的红色报警数字——月球正以每秒1厘米的速度向地球靠近。

正在值班的清华大学天文学系的博士后小郭,赶紧把这一情况向领导汇报。

一时间,原来紧张有序、安静工作的工作大厅一下子喧闹起来……

原本自1994年,Dickey等人在《科学》杂志上发表文章称,目前月球远离地球的速度是每年3.82±0.07厘米以来,华夏国的空天军高级研究部就已经在关注这个情况,并且成立了专门的专家小组利用激光干涉测距仪监控地月距离变化,并为驻扎在月球上的华夏国空天军部队提供数据支持。近半个世纪以来,这个数据一直都没有变化,然而今天,风云突变……,月球正在以一个加速度向地球撞来……按照此加速度计算,大约还剩余420多天……

华夏国的空天军指挥部无法相信这个事实。

紧急联络米国,米国也是如此……

欧洲同样……

俄罗斯亦如此……

第二天:联合国安理会总部

全球顶尖的科学家,已经乘坐着由华夏国生产的超音速列车汇集于此,科学家们在仔细研究了来自全球各地天文台的数据之后,无奈的宣布——月球正向我们加速靠近,撞击将无法避免……

一时间,全球的互联网通过卫星和海底光缆把这一消息发布了出去……

因为,在网络高速发达的今天,已经不再有秘密

位于梵蒂冈的基督教总舵内,红衣大主教XXX用颤抖的声音通过福音网络向全世界宣布:地球的末日真的到了……

半个月后的一个夜晚,街上出奇的宁静。

只有角落里偶尔出现的拥抱的情侣……

还有路灯下牵手的老人,在路灯下留下长长的身影……

……

人类出奇的安静。

没有恐慌,政府已经把所有的储备粮食都发给了民众,街道上出奇的干净清爽,没有往常那么多的行人,也许都在自己的家里给亲人最后的陪伴……

然而依然有一群人是活跃的,他们是天文爱好者们。

他们今天看到了史无前例的超级月亮,不仅比历史上他们看到的月亮更亮,而且还要大上很多。还有一些天文爱好者,观察到了空间站凌月,凌月的时间正在变长,现在已经比半个月前长了许多。

这一切好像都是月亮在证明:我——来了!

人类的命运,已经确定……

一个月后,潮汐肆虐

月球已经接近地球10%,月球带来的潮汐力开始发威。

太平洋和大西洋的潮水每天都向着内陆推进,每天前进的距离都有几公里,哪些靠海的城镇和村落已经渐渐消失……

地震、火山喷发开始频繁,日本的陆地已经消失了30%,火山灰喷出的浓烟更是笼罩着剩下的岛屿……

整个东亚和南亚地区笼罩在日本、菲律宾、印尼各地疯狂爆发的火山灰中,人口开始锐减。


大量人畜尸体浸泡在海水中,已经造成的瘟疫开始各地蔓延。

已经没有人敢出门了。

仅仅进入无比祥和状态几天的人类社会开始大规模混乱,在街上看到的任何一个人,都是罪犯,他们要抢夺的是药品和食物。

也有邪教开始妖言惑众,他们聚集起一波一波人,开始有组织的犯罪。

大家不是为了信仰,只是为了生存,哪怕是最后几天的生存。

第三个月

月球靠近带来的固体潮已经摧毁了人类所有的人类大型建筑……

曾经的地球最高峰,珠穆朗玛,在昨天轰然倒塌……

包括三峡大坝在内,全球的水坝无一幸免……

来自热带的暖湿气流跟来自西伯利亚的冷空气进行了激烈的对撞,狂风、暴雨、洪水……

英国、日本、印尼、菲律宾早已消失不见……

超过8层的人已经消失在了灾难和瘟疫之中……

半年以后

剩余不到1%的人口不断的向高纬度挺进……

然而,这又有什么用呢?

地球不再是人类安全的家园……

到处都是恐怖的犹如地狱的沟壑,也许你走着走着就会掉入几千米的深坑中。

每天的固体潮汐已经高达百米,好比你早上住在33楼,下午就住在1楼了。

所有的水源都无法保证,一个湖可能瞬间从你面前消失,但一不留神一股水流、或者是源自地底的龙卷风,就涌出把你卷入地底。

这好歹还有个全尸,如果碰到的是地底涌出来的岩浆,就直接火化了。

到处都是熊熊火焰,到处都是火山喷发,事实上世界上幸存下来的1%人类已经几乎两个月没有看到任何光线了。

唯一能看到的,是熊熊燃烧的火焰和火山喷发而来的闪电。

第三百天,洛希极限

她终于运动到了这里,地球的洛希极限位置,细如粉尘的月壤离开月球,形成一个围绕地球的铺天盖地的大围巾……

但月球主体,依然在顽强的扑向地球。

第四百天,人类灭亡

脆弱的地壳无法再承受月球的引力,炸裂纷飞,随着最后一个人类在碎屑中被抛入天空,整个地球人类,全部灭亡!

位于火星的华夏国基地里,华夏国第一批火星登陆的宇航员,用声嘶力竭的声音呼叫地球,换回的,是一片的沉寂……

至此,人类残存的种子,在火星上生根发……


郭哥聊科学


如果月球有像地球坠落迹象,人类还是有办法阻止的。首先在月球钻出足够多的巨洞,装上高速推进剂,安置好电子启动器,以次点燃,形同超级火山向空中喷气,一点一点的将月球向外推。同时计算好制动力,在月球运动方向喷射巨型火箭,以此减低速度。此项操作风险很大,搞不好可能会失去月球,将会遗恨永远。


理想无限延伸


这个问题可以从历史上地球受到的撞击来类比。

首先回答这个问题:月球即使失控也不会整体撞向地球,因为当月球不断靠近地球时引力会逐渐加大,当月球进入到地球的洛希极限时,来自地球的巨大引力等于潮汐力,

这样就会使得月球解体,这时月球的碎片会在地球周围形成一个巨大的环,地球成为“戴草帽的行星”。

图示:月球会碎成很多小片
这也可以看作是地球的一个自我保护机制,月球表面的撞击坑比地球要密集的多(保守估计有10万个),这是因为月球体积较小,洛希极限的范围很小,且没有到大气层阻挡,很多小的碎片和天体都可以撞向月球。

结论:月球撞向地球时对地球没有威胁,不过成了碎片的月球依然对地球上生命(非地球)有威胁

下面继续讨论假设月球不破碎,整体撞向地球会怎么样?

目前人类在地球上一共发现了近200个陨石坑,不过这个数量应该远远小于地球被撞击的次数,因为地质运动会将早期形成的陨石坑填平,目前地球上最早的陨石坑形成于20亿年前。
图示:陨石撞击地球想象图

以上发现的陨石坑大多数比较小,超过60%的陨石坑直径不到10公里。我国内蒙境内的多伦陨石坑,直径有170千米,世界最大的陨石坑来自在南非,直径大约300公里,假如撞击的陨石直径是陨石坑直径的二十分之一,

当时撞击的陨石直径大约在15公里。超过1000吨的天体,大气层几乎任何减速作用,撞击速度非常快,这次撞击导致地球上超过95%的生物灭绝了。
图示:满是陨石坑的月球

结论:如果月球破碎后直径超过15公里的碎片撞向地球,很可能使得地球上绝大多数生物灭绝。

假设月球整体并不破碎,整体撞向地球会怎么样?月球的直径是3476千米,质量是7.349×10^22千克,天文学家Scott Manley模拟计算过,

如果想毁灭一颗类似地球行星,至少需要一次性发射出3×10^24焦耳的能量。这样就可以计算出,即使月球整体以10m/s的速度撞向地球都能使得地球彻底毁灭。

结论:如果月球整体撞向地球,只要以大约10m/s的速度撞向地球,就能可能使地球彻底毁灭。


核先生科普


如今地月系统如此稳定的运转,不知道有什么力量能让稳定运行的月球坠向地球呢?不管什么力量,肯定是一种恐怖的宇宙事件!

真的有这种宇宙事件发生的话,影响的绝不仅仅只有月球,肯定会影响到其他星球比如说地球,甚至整个太阳系,为何单单让月球坠向地球呢?

当然如果仅仅是假设由于某些原因导致月球时空坠向地球,人类文明能阻止吗?有什么办法阻止?

以目前人类文明程度来看,没有任何可能性,甚至在以后几百年时间里,也很难看到任何可能性,我们唯一能做的或许就是祈祷!

6500万年前一颗直径只有10公里的小行星撞击地球就带来了超级破坏力,不仅造成了恐龙灭绝,更是让当时地球上3/4的物种也因此而灭绝!

而月球的直径达到了接近3500公里,如此大的星球撞向地球带来的破坏力是无法想象的,可以肯定的一点是,地球上的生命会全部灭绝,如果说有任何生存可能性的话,或许只有一些生命力极强的微生物了!

如果在几百年后,人类科技足够发达,确实有机会阻止月球撞向地球,最直接的方式就是改变月球运行轨道,避开撞向地球,当然这需要极大的能量改变月球运动轨迹!

还有一种方式就是彻底炸毁月球,这同样需要极大能量,而且带走很大风险,毕竟月球距离地球太近了!


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