03.07 如果地球尺寸是現在的十倍,那現在是個什麼樣的世界?

舞可定天下


如果地球直徑是現在的十倍,那類似於土星和木星,是巨大的氣態行星,別的回答很完備,這裡不再敘述。但是我覺得這種回答是不對的。因為尺寸十倍應該指體積十倍。

如果地球體積是現在的10倍,密度類似的話,質量也就是現在的10倍,直徑只是現在的2.15倍。太陽系裡 現有的行星,沒有類似大小的。所以新大地球上的情形,只好靠我們估算。

首先我們估算一下新地球的重力加速度。利用萬有引力公式,經高中物理簡單計算,每個人和生物受到的萬有引力或者叫重力都變為2.11倍!生物質量不變,但是重量加倍,所以如果新地球有陸地生物,肯定比我們地球生物更加壯,才能輕鬆行動,不會被自己的重量壓垮。

但是水中的生物基本不受影響,因為浮力抵消了重力G。當然,水壓會更大。但是考慮到海洋中幾十米之下也有很多魚類,這些魚並不懼怕水壓。所以我認為,對水生生物影響不大。

陸地植物可能也更矮更粗,如果有的話。

大氣壓呢,首先要估算大氣的厚度。我們知道,地球上和其他星球上的大氣,都是來源於岩石和海洋中那些比較輕的元素,這些元素容易變成氣體,比如氧氣,二氧化碳,氮氣,氯氣,氨氣,氫氣等等。氣體容易逃逸到真空中。

大氣層的厚度,主要跟這逃逸速度有關。越是質量大的星球,氣體越不容易逃逸,而且岩石和海洋中又不斷湧出新的氣體。造成大氣層非常厚。所以我們太陽系上的木星土星天王星海王星,都有厚厚的大氣層。所以我們估計,新大地球的大氣層會很厚,大氣層起碼是地球大氣的十倍質量。氣壓是地球的4.5倍。這樣的大氣壓之下,生命也是可以存活的。

由於天上的空氣厚度是地球的2.15倍,導致大氣和雲彩反射更多,太陽沒有那麼強了,但是溫室效應大大增加了。所以氣候可能更熱。氣溫是否達到一百度,這是決定新地球是否適宜居住的關鍵因素。


司大勇


題主說尺寸擴大十倍,如果材質也基本不變的話,質量估計沒有十倍,不過也差不多有七八倍。因為岩石部份的密度也基本不會變化,而更重的質量會保留更厚的大氣層。

這樣的世界是怎樣的呢?首先,引力會大很多。就假設是十倍質量,十倍體積。對應的半徑就是現在的2.15倍。

根據萬有引力公式,g = G M/r^2,重力加速度也就是之前的2.15倍。

這是什麼樣的概念呢?假設現在的成年人過去,體重是60千克,那我們的腿會承受在地球上兩倍多的重力。相當於又抱了一個69千克的重物。

所以承重本身就是個大問題。房屋的牆壁會更厚,高樓也會更少,高山也會更少。

而作為生命體,尺寸也會小一大圈。

這是因為,我們的體重是隨著身體尺寸的立方增長的,而我們的腿的截面積(也就對應了承重能力),是隨著身體尺寸的平方增長的。

換句話說,體重增長的比腿的承重能力增長的快。這個時候,為了能承受體重,要麼腿變粗,要麼身體變小。腿變粗是有成本的,速度會有損失,能耗也會增大,所以整體的趨勢應該是變小的。


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