要了解洛希极限,首先要理解“引潮力”,关于引潮力是什么可以看这个:
在这里不扯那么多,只要知道引潮力加速度公式如下:
能看出,引潮力只有引力的2r/D倍。一般来说,地球和其他星体的距离D远远大于地球半径r,因此引潮力远远小于引力。
这是“一般”,那么“二般”呢?如果r和D差不多呢?比如两个星球极其靠近,如同下面科幻画里的景象?
这是壮丽景观还是终极灾难?
100多年前,一个叫洛希的法国天文学家对美丽的土星光环产生了浓厚的兴趣,他敏锐的发现,土星几乎所有的卫星轨道都在土星环的外围。于是他猜想,土星环原来也是一颗卫星,只是距离土星太近了,于是被硕大的土星撕毁了,作案凶手就是“引潮力”!
美丽的土星和土星环,卡西尼-惠更斯号于2006年9月15日拍摄。
洛希假设卫星等小星体都是由万有引力而凝聚成团,经过上一篇的分析,我们已经可以做一下土星某颗卫星的受力分析,由于引力差的存在,卫星的近土点和远土点受到相反的引潮力。因为引力场遵循平方反比规律,随着卫星愈加靠近土星,这个引力差就更加明显,当引力差大于小星体两个半球之间万有引力的时候,卫星就被引潮力“拉扯”断了,最终分崩离析。这些大小不一的碎片经过了漫长的天文学历史,就形成了美丽的土星光环。
当然,洛希也强调,也有可能是因为在太阳系形成之处,土星还未完全形成的时候,这颗原初卫星的星子因为靠土星太近,而无法聚集成卫星。这其中的原因当然也是“引潮力”。