@ 2013.11.03 , 13:36

WHAT IF: 地小球

如果有一颗星球它的体积很小,但是密度很大,我们能和小王子在B612上一样栖居么?

——Samantha Harper

上一期节目里,我们探讨了在超大地球上的生活,这次呢,我们来看看超小地球上的日子。

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圣埃克苏佩里的《小王子》,是一个关于星际漫游的故事,这个故事简洁,哀伤又些许心酸,让人回味无穷。它表面上是一本儿童读物,但实际上很难界定这本书的目标受众。但无论如何,这本小书虏获了无数读者的心,成为历史上的畅销书籍。

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《小王子》写于1942年。要知道那时候人们还没有亲眼见过「小行星」长什么样子。就算是那时候最高级的天文望远镜,去看最大的小行星,也就是微光一点。事实上, 英文, asteroid 一词,就是源自于此,意思是:「像颗小星星」。

1971年,人类才首次目睹了「小行星」的真容,水手9号探测器 跑到了火卫一和火卫二观光。这些「火星的月亮」是被火星引力俘获的小行星,9号拍下了它们的照片,@回了地球:

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在1970年代以前,大部分科幻小说都认为小行星也是「球形」的,就和行星一样。(当然,不是所有人都这么想,比如这里……)

《小王子》里的小行星更是天马行空,那是一颗很小的具有重力的天体,上面还有空气和玫瑰花。在这里,我不想从科学角度指摘名著,因为(1)这个故事不是讲小行星的,而且(2)我这么做就上当了,这书就是要批判成年人是多么无趣的存在,看什么都要以「科学的眼光」。

所以,与其挑三拣四,不如逆来顺受,来看看《小王子》里的科学现象。假设这是一颗密度超大,表面引力足够让人在上面散步的行星,那么它必然具备一些非常惊人的特性。

如其文中所述,这颗B612小行星直径1.75米,但是地表引力和地球的一样大,那么它的质量大概是5亿吨(500 million tons)。这和所有地球人加起来的份量差不多。

如果你站在上面,你会感受到传说中的「潮汐力」。你感到脚重头轻,身体像橡皮球一样,被某种神力拉扯掰弯。或者是你头冲内,躺在一个木马大转盘上的感觉。

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在B612上,逃逸速度是 5米/秒。虽然快不过短跑冲刺,但也不慢。经验之谈就是,如果你做不出扣篮动作,那么也就别指望能「一跳发射」。

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但是,「逃逸速度」有个好玩的地方,它是「方向无关」的(所以「逃逸」的意思就是「往哪儿都是逃」,好比「速度」与「加速度」的区别,后者有方向。)只要你跑得够快,不管你头冲哪儿,你都能逃脱引力。换句话说,在B612上,支个斜坡猛跑就能遁入太空。

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如果你跑得不够快,那你就成了颗「卫星」,以3米/秒的速度绕着这颗小行星转,这个速度大概和你慢跑差不多。

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但这真是个奇怪的轨道。

「潮汐力」会对你产生多方面的影响。在轨道上,如果你伸手出去碰地面,你会觉得手臂受到的拉扯比身体其他部分强,虽然你手臂触及地面,但你身子的其余部分却在上浮,因为其余部分受到的引力更小。严格来讲,你身体的每一个部分都试图沿着自己的轨道飞行。

一些大型天体,比如月球,在轨道上受到潮汐力的影响,会逐渐被撕碎变成光环。虽然这不会在你身上发生,但你运行的轨迹会变得混乱不稳定。

科学家 Radu D. Rugescu 和 Daniele Mortari 研究过这种轨道,并发表了论文。他们的研究表明,「不规则长条形」物体,他们的运行的轨道是奇形怪状的。就算是它们的质心所运行的轨道也不是常规的椭圆形;有些成了五边形,而还有一些则胡乱兜圈一阵之后,一头栽到主星之上。

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这些分析还是有点实际用途的。这些年有各种各样的设想,用绳索架设「天梯」,克服地心引力运送人和货到月球上,或者把太空船运送到地外空间的边缘。但绳索内在固有的这种轨道不稳定性,是这些想法都必须面对的问题。

对于居住在这些大密度小行星上的居民们,你们必须小心:如果跑的太快,小心成为翻滚的卫星没饭吃。

好在,对于一般人来说,垂直起跳还是比较安全的。

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本文译自 xkcd,由译者 Junius 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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