《流浪地球》中提到的“洛希極限”是什么

近期電影《流浪地球2》火爆上映，不知道大家有沒有好奇電影中提到的“洛希極限”這個(gè)概念？

我們都聽說(shuō)過(guò)一句話，“距離產(chǎn)生美”，人與人之間保持一定的距離，這樣關(guān)系才不會(huì)搞糟。不只是人際交往的關(guān)系是如此，宇宙中天體之間也是如此。

星星之間無(wú)“好友”。宇宙中的各大天體，在自己的既定軌道中進(jìn)行周期性運(yùn)轉(zhuǎn)。天體與天體之間也像是小區(qū)中的各大住戶一樣，它們雖然看上去十分友好，而且共同都構(gòu)成了美麗的天空，在夜晚時(shí)還會(huì)形成非常夢(mèng)幻的景色，但實(shí)際上它們各自之間都保持了一定的距離，如果超出了各自的穩(wěn)定范圍，就會(huì)相互“掐架”。

天體與天體之間掐架的方式有很多種。洛希極限只是其中一個(gè)表現(xiàn)形式，那么洛希極限為什么會(huì)被稱之為是可怕的天文現(xiàn)象呢？它到底是怎么產(chǎn)生的，而它又是什么意思？

1860年，一位叫做愛德華·洛希的天文物理學(xué)家，他通過(guò)長(zhǎng)期研究就發(fā)現(xiàn)自己從來(lái)沒有看過(guò)哪個(gè)星星與另一個(gè)好朋友是“手拉著手”出現(xiàn)在天空中的。也就是說(shuō)，無(wú)數(shù)的天體都會(huì)在自己的“一畝三分地”內(nèi)運(yùn)行著。即便是木星它有個(gè)行星環(huán)，但那些行星環(huán)又不是天體，最多只能算是宇宙塵埃。

于是洛希就覺得非常奇怪，為什么星星之間不可以“手拉手”呢？究竟是什么原因?qū)е滤鼈儾荒苋绱擞H密的呢？經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期論證，他研究出了一個(gè)定理叫做洛希極限。它的意思是指：某個(gè)天體的引力與另一個(gè)天體造成的潮汐力相等時(shí)的距離。這聽起來(lái)好像平平無(wú)奇，但實(shí)際上洛希極限還是比較可怕的。它也被很多物理學(xué)家認(rèn)為是每個(gè)宇宙天體保證自己運(yùn)行安全界限的一條法則。

所謂洛希極限是指一個(gè)天體（一般是較小的）被另一個(gè)天體的潮汐力作用，小天體被大天體撕碎的一種極限值（往往是指它們之間距離上的極限）。換言之，洛希極限是一個(gè)天體自身的重力與第二個(gè)天體造成的潮汐力相等時(shí)兩者之間的距離。如果兩者之間的距離小于這個(gè)洛希極限值，那么較小的這個(gè)天體就會(huì)被傾向于碎散或被“撕裂”，繼而成為母天體的環(huán)。

根據(jù)廣義相對(duì)論，行星之間互相的引力作用會(huì)隨著距離的縮短而增大，也就是二者離得越近引力強(qiáng)度越大。那么自然，天體之間的相對(duì)面要比背對(duì)面受到的引力作用大一些（想象一下，天體a之于天體b的最近端和最遠(yuǎn)端兩個(gè)點(diǎn)距離的差，就是過(guò)這兩點(diǎn)的天體的“直徑”）。這時(shí)遠(yuǎn)近兩端受到的引力差就被稱作“潮汐力”，也叫“差動(dòng)力”。地球上的潮汐現(xiàn)象就是受到地月系統(tǒng)之間的潮汐力造成的。

洛希極限分為剛體的洛希極限和流體的洛希極限。從字面就可以理解，剛體是不能變形的物體，而流體是可以自由變形的物體。因?yàn)榱黧w可以變形，所以流體的洛希極限大于剛體的洛希極限。

眾多的天文學(xué)家在經(jīng)過(guò)論證后發(fā)現(xiàn)，想要理解洛希極限所造成的惡劣結(jié)果，最好的案例就是去研究土星。

原來(lái)土星的質(zhì)量雖然非常龐大，但實(shí)際上土星之前可是沒有行星環(huán)的。那么現(xiàn)在人類觀測(cè)它的時(shí)候，為什么會(huì)發(fā)現(xiàn)它有一層美麗的環(huán)帶呢？

科學(xué)家認(rèn)為，曾經(jīng)那些圍繞著土星運(yùn)行一個(gè)小天體，就是因?yàn)橥黄屏穗p方的安全距離，最后觸碰了洛希極限的安全定律，最終導(dǎo)致質(zhì)量小的那些天體會(huì)被土星的引力給撕得粉碎。

當(dāng)然，它們不會(huì)形成微小粒子而是會(huì)淪為宇宙塵埃，并在引力作用下，慢慢變成了土星環(huán)中的一員。

各大星系之間或各大星體之間都會(huì)有自己的運(yùn)行方式和規(guī)律。它們似乎都像是在遵循游戲規(guī)則一樣，在自己的安全環(huán)境下做著自己的事情。洛希極限也許只體現(xiàn)了宇宙運(yùn)行法則的一個(gè)規(guī)律，相信在未來(lái)的科學(xué)探尋中，人類將會(huì)發(fā)現(xiàn)或摸索到更多有趣的天文現(xiàn)象。