Якби на Місяць вплинув метеор відповідного розміру, скільки часу знадобиться для впливу на Землю?

Відповідь на питання про те, наскільки добре б Місяць захистити Землю від метеора? згадується як можливість того, що Місяць може потрапити на Землю.

Яка найменша зміна орбіти Місяця від впливу великого метеора, який би змусив його врешті-решт вплинути на Землю (тобто "кружляти стік")? Як виглядатиме така часова шкала (хвилини, години, дні, роки тощо)?

Як сказали кілька людей, це неймовірно малоймовірно. Частина причини того, що описаний вами ефект "кругообігу зливу" насправді не відбувається для твердих об'єктів, набагато менш щільних, ніж чорні діри. Орбіти таким чином не є "хитрими".

Отже, припустимо, що щось досить велике і досить швидке, щоб помітно змінити свою швидкість, але недостатньо велику або швидку, щоб зруйнувати її, вдарило по Місяці. Ефект полягав би в тому, щоб перевести Місяць із теперішньої майже круглої орбіти навколо Землі, на еліптичну. Залежно від напрямку удару, він або стає трохи ближчим до Землі, ніж зараз, один раз на орбіту, або трохи далі (він також може трохи розхитати північ і південь). Що важливо, це те, що ця еліптична доріжка є стабільною хоча б на деякий час. Припустимо, він потрапляє на орбіту, яка знаходиться на відстані 220000 миль від Землі на найближчій відстані і 240000 миль на самій віддаленій ділянці, саме там і зупиниться. Це не буде "спірально".

Протягом досить тривалого періоду гравітація Сонця також починає грати, і все може трохи змінитись, але це порівняно невеликий ефект.

Тепер припустимо, що удар був дійсно великим, або, можливо, існувала довга серія ударів (починаючи виглядати як дії ворога ..), так що найпотаємніша точка еліпса врешті-решт була перенесена вниз за кілька тисяч миль від Землі , якось дивом не розбиваючи Місяць до фрагментів у процесі. На цій відстані починає мати значення, що найближча сторона Місяця знаходиться ближче до Землі, ніж далека, так що сила тяжіння Землі тягне за собою сильніше. Якби він довгий час орбітав ближче ніж приблизно 3000 км до поверхні Землі (межа Рош), ці сили врешті-решт розтягнуть його на шматки, і Земля, мабуть, матиме гарний набір кілець за короткий час до внутрішніх зіткнень між бітами. їх дощить на Землю і вб'є всіх.

Нарешті, припустимо, що удар (и) був (був) настільки великим, що вони насправді помістили Місяць на еліптичну орбіту, найпотаємніша точка якої була настільки близькою до Землі, що Земля і Місяць торкалися. Це явно неможливо без розбиття Місяця, але в цьому випадку Місяць дійсно вдарив би про Землю. Час впливу буде приблизно 1/4 поточного орбітального періоду Місяця, тобто приблизно тиждень.

Немає можливості того, щоб Місяць вибивався зі своєї орбіти при ударі астероїда. У порівнянні з Місяцем навіть великий астероїд типу Chicxulub має дуже крихітну масу, і Місяць уже вразив декілька з них, але, як бачите, його не вибили з орбіти. Найбільший астероїд в поясі астероїдів - церера, діаметром 500 миль. Його маса дуже мала в порівнянні з Місяцем, але якщо диво змусило його вискочити з орбіти в поясі астероїда, на півдорозі до Юпітера, і здійснити бджолину лінію на Місяць, удар у 25 км за секунду може просто буде достатньо, щоб створити дуже незначне коливання на орбіті Місяця, але ніде поблизу, щоб направити його на Землю. Місяць насправді відходить від нас зі швидкістю в кілька сантиметрів на рік.

Тут грають два питання, лише одне з яких є реальним.

Можна обчислити енергію та імпульс, який астероїд повинен був би перенести на Місяць, якщо припустити, що два суцільних кулі (класичні ньютонівські більярдні кулі) вдаряються один про одного (або прямий удар, або оглядовий удар). Безумовно, є випадки, коли в результаті Місяць потрапляє на орбіту, яка потрапляє на Землю.

Однак задовго до того, як удар буде досить великим, щоб серйозно рухати твердий Місяць, обидва тіла перестають діяти як тверді маси і діють більше, як краплі рідини. Вони плескаються , викидаючи як розплавлений, так і твердий камінь у простір у всі сторони з різною швидкістю.

По суті, це була б менша версія подій, які, як вважають, сформували Місяць, в першу чергу, з протопланетою розміром Марса (названої Theia - h / o / w / t / h / e / y / y / d / i / s / c / o / v / e / r / e / d / i / t / s / n / a / m / e / i / d / o / n / '/ t / k / n / o / w) враження зовсім молодої Землі. Достойну коротку характеристику та покажчики див. У статті Вікіпедії .

Існують проблеми з цією гіпотезою як пояснення утворення Місяця, але широкі контури були детально змодельовані і в цей момент добре зрозумілі. Вплив, достатньо великий, щоб серйозно рухати більярдний куля, Місяць вивільнив би дуже велику кількість енергії та викинув би дуже велику кількість скелі у космос у всіх напрямках.

Більшість пухкої скелі утворювали б планетарне кільце навколо Землі, перш ніж її захопили б залишки Місяця. Досить вдарив би про Землю, щоб бути серйозною проблемою. Я не бачив жодних - або оцінки для сучасного місячного удару - це дійсно шлях , шлях вниз в списку речей , щоб турбуватися про - але назад-оф-конверт оцінки змушують мене сильно підозрюють , що це буде дуже хороший час, щоб приєднатися до марсіанській колонії Ілона Маска ...

Ось математика для найшвидшого сценарію, в якому Місяць раптово припинить орбіту і впаде прямо на Землю:

$m_1 = 7.342 \times 10^{22} kg$

$m_2 = 5.9723 \times 10^{24} kg$

$r = 356400000 m$

$G = 6.6743 \times 10^{-11} m^3/(kg \times s^2)$

$F = G \times m_1 \times m_2 / r^2 = 230.402.044.289.682.584.669 N$

$a_1 = F / m_1 = 0.00313813735 m/s^2$

$a_2 = F / m_2 = 0.00003857844 m/s^2$$a = a_1 + a_2 = 0.00317671579 m/s^2$

$\sqrt{r/a} = 334949 s = 3.88 days$

Це не зовсім 1,5 години (відповідь NoAnswer), але також не тиждень (відповідь Стіва Лінтона). Плюс це верхня межа (на нижній межі, так), оскільки прискорення буде збільшуватися, коли Місяць на Землі закриється.

Відповідь на питання є такою ж, як у NoAnswer, але для різних чисел: Все, що знаходиться між нижньою межею (менше 4 днів) і нескінченністю (за умови, що нестабільні орбіти можна досягти, не зануривши повністю Місяця за один кадр).

TL; DR: все, що триває від 1,5 години до нескінченності.

Припустимо, що Місяць би потрапив у його перигей об’єктом однакової маси та швидкості, але протилежного напрямку руху відносно Землі.

Припустимо також, що значний шматок сміття, залишеного цим колосальним ударом, залишатиметься в останньому відомому положенні Місяця, але з нульовою орбітальною швидкістю. (Можливо, ударний астероїд був зроблений з сиру?) Цей шматок сміття буде "місяцем" для цієї відповіді.

Далі після інциденту "Місяць" впаде в бік Землі, прискореної силою близько 1G. Це тому, що сила тяжіння не зменшується сильно на даній відстані, а 1G - сила, яку чинить Земля. Насправді "Місяць" також чинить силу, але для простоти, припустимо, це лише скасовує дію відстані.

Прискорення Місяця, таким чином, становить приблизно 9,81 м / с², починаючи відстань місячних перигей (~ 270 000 км, якщо я правильно пам'ятаю, занадто ліниво, щоб подивитися на Вікіпедію). Якщо я не помиляюся, "Місяць" піде на Землю (sqrt (відстань / прискорення) = 5246,23 секунди) приблизно 1,5 години. Можливо, це буде трохи менше за радіусом Землі. Він також прибуде зі швидкістю, що перевищує Мах 50, і, таким чином, фактично "вплине" на атмосферу Землі, тобто відчує опір, еквівалентний звуковим бар'єром плюс надзвичайний стискаючий нагрівання, який, ймовірно, може зірвати його.

Це найшвидший спосіб впливу на Місяць, а потім врізатися в Землю. Однак питання задається найповільнішим способом: ну, зменшуючи масу та / або швидкість астероїда, що впливає на Місяць, ми можемо "налагодити" ефект, який може зайняти будь-який час між 1,5 годин (повна зупинка wrt Земля / орбіта, див. вище) і нескінченність (все ще має стабільну орбіту). У разі краху місяця пізніше ніж через 1,5 години після початкового удару Місяць потрібно буде розмістити на нестабільній орбіті, наприклад, на орбіті через ділянки низької щільності земної атмосфери раз у раз.

Також в інших відповідях згадуються способи, коли Місяць може бути знищений або зірваний в процесі його деорбіту, які безумовно застосовуються. Я просто хотів зосередитись на аспекті часової шкали.

Я заперечую, що нижня межа затримки удару - десь 1,3 секунди.

Будь-який вплив, який залишив би Місяць у спокої відносно Землі (див. Попередні відповіді), також міг би структурно порушити Місяць. Як і в, перетворіть його на розширюється хмару парів і сміття, частина яких швидше вразить Землю, частина з яких утворить кільце, частина з яких втече в (або з-поза) Сонячної системи. (Я не впевнений, наскільки добре навіть Марсова колонія Елона пройде внаслідок великого зіткнення.)

Отже, якщо ми дозволяємо зриву, просто натисніть на Місяць, що сходяться роєм ультрарелятивістських ударів. Вони по суті перетворюють Місяць у гігантський заряд. Наберіть енергію, яку ви хочете вибрати швидкості струменя, що виникає, аж до швидкості світла-мінус-а-маленький. Для візуалізації отриманого удару знайдіть одну з цих фотографій зупинки руху кулі, яка потрапила в яблуко ...