題:
如果木星變成恆星會對地球產生什麼影響?
Maelish
2014-08-06 19:42:22 UTC
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在克拉克(Clarke)的2010年書中,巨石及其兄弟將木星變成了綽號為 Lucifer 的小恆星。忽略了現實,我們將來不會出現任何神奇的巨石,如果木星變成一顆恆星,對地球的影響會是什麼?

最遠和最遠的地方:

路西法的光能使地球的“背面”有多亮?

小恆星將在地球上產生多少熱量?

當我們在太陽後面盤旋時,我們實際上會睡幾天或幾個月?

當路西法和太陽都發光時,地球的太陽面會變亮多少?在地球的同一側?

儘管這是一個有趣的問題,但我不知道是否有適當的答案。木星的質量遠遠小於最小的褐矮星,也被稱為“失敗的恆星”。棕矮星沒有足夠的質量來維持氫聚變,也不會發出很多光。我不認為您有任何辦法可以現實地為木星計劃進行計算,因為不可能進行氫聚變。不過,這是一個有趣的想法。
好吧,我放手。 +1是個有趣的主意。
一位正在尋求物理學專家的意見的人,請看[here](http://physics.stackexchange.com/a/34624)。注意:Ī̲請勿整體宣傳該網站,而只宣傳此特定帖子。
木星可以根據需要添加多少質量,其亮度如何?如果您以某種方式將非常大的核心置於木星的中心,則係統的總質量將決定發生多少融合。它的範圍可能從超新星開始,如果您將一顆中子星放到Chandrasekhar極限之下,或者僅添加足以使聚變開始的質量,那麼它就會變成非常弱的紅矮星。
您怎麼知道我們將來不會出現任何“神奇的”巨石?第一次接觸的場景與其他場景一樣好。
五 答案:
HDE 226868
2014-08-11 22:23:36 UTC
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在我開始之前,我承認我已經基於該問題的不可能性提出了批評。但是,我被說服了。我將嘗試根據與我認為已經使用的完全不同的公式進行計算;

讓我們想像一下,路西法成為主序星-實際上,我們稱其為低質量紅矮星。主序星遵循質量-光度關係:

$$ \ frac {L} {L_ \ odot} = \ left(\ frac {M} {M_ \ odot} \ right)^ a $ $

其中$ L $和$ M $是恆星的光度和質量,而$ L_ \ odot $和$ M_ \ odot $是太陽的光度和質量。對於具有$ M < 0.43M_ \ odot $的恆星,$ a $的值為2.3。現在我們可以將木星的質量($ 1.8986 \乘以10 ^ {27} $ kg),太陽的質量($ 1.98855 \乘以10 ^ {30} $ kg)和光度($ 3.846 \乘以10 ^ { 26} $瓦),我們得到

$$ \ frac {L} {3.846 \ times 10 ^ {26}} = \ left(\ frac {1.8986 \ times 10 ^ {27}} { 1.98855 \ times 10 ^ {30}} \ right)^ {2.3} $$

這變為$$ L = \ left(\ frac {1.8986 \ times 10 ^ {27}} {1.98855 \ times 10 ^ {30}} \ right)^ {2.3} \ times 3.846 \ times 10 ^ {26} $$

然後變為

$$ L = 4.35 \ times 10 ^ {19} $$瓦特。

現在,我們可以計算出從地球上看到的路西法的表觀亮度。為此,我們需要公式

$$ m = m_ \ odot-2.5 \ log \ left(\ frac {L} {L_ \ odot} \ left(\ frac {d_ \ odot} {d } \ right)^ 2 \ right)$$

其中$ m $是恆星的視在大小,$ m_ \ odot $是太陽的視在大小,$ d_ \ odot $是恆星的視在大小到太陽的距離,而$ d $是到恆星的距離。現在,$ m = -26.73 $,$ d(s)$為1(天文單位)。 $ d $有所不同。木星與太陽的距離約為5.2 AU,因此,在距地球最近的距離處,木星的距離約為4.2 AU。我們將這些數字插入公式,然後找到

$$ m = -6.25 $$

比太陽要亮得多。現在,當木星距離太陽最遠時,它約6.2 AU。我們將 that 插入公式中,然後找到

$$ m = -5.40 $$

,它仍然在變暗-儘管木星當然會被太陽完全遮擋。不過,為了找到距地球一定距離的木星的視星等,我們可以將上述公式更改為

$$ m = -26.73-2.5 \ log \ left(\ frac {4.35 \ times 10 ^ {19}} {3.846 \ times 10 6 {26}} \ left(\ frac {1} {d} \ right)^ 2 \ right)$$

相比之下,月球可以有一個滿月時的平均視在強度為-12.74,比路西法要亮得多。當然,兩個天體的視星等都可以改變-例如,木星通過月球的過渡-但這是最佳值。

上述計算實際上並不能回答您大部分的情況問題,希望對您有所幫助。而且,如果我在某個地方犯了錯誤,請糾正我。 LaTeX絕不是我的母語,我可能會出錯。

我希望這會有所幫助。

編輯

路西法和太陽的總亮度取決於太陽光線和路西法光線的角度。還記得我們由於地球軸的傾斜而有不同的季節嗎?好吧,增加的熱量將與地球軸和路西法軸相對彼此的傾斜有關。我不能給你一個數值結果,但是我可以補充一點,我希望它不會比現在熱得多,因為我正在寫這篇文章!

第二次編輯

就像我在本頁某處的評論中所說的那樣,質量-光度關係實際上僅適用於主序星。如果路西法不在主要序列上。 。 。好吧,那我的計算都不對。

這是一個有趣的答案!聽起來好像對額外的光線或溫度影響很小。
回答您對評論所做的編輯:是的。沒有太大的區別。至少不是在地球上。一個有趣的後續行動將是看它是否確實會導致歐羅巴的條件發生變化,從而有利於生命。
@HDE 226868只是為了好玩,您才考慮過使歐羅巴适合外星人居住所需要的一切(我知道,這取決於外星人)。木星顯然不會變得“太熱”。我愛A. C. Clarke,但有時為了這個故事,他確實需要忽略科學(即,由於磁場,人類無法在木星的軌道上生存)。
userLTK
2015-05-12 00:45:40 UTC
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如果不可能的話,我認為這是一個有趣的問題。將木星變成一顆甚至遙不可及的恆星的唯一方法是增加其質量。忽略能量輸出非常有限的棕矮星,要使紅矮星繼續前進,您至少需要增加75-80左右的木星質量。 (超過24,000個地球質量)。您想添加一定比例的氫,但是一些岩石碎屑不會損害混合物。更大的引力(75-80倍)將顯著改變所有行星的軌道。精確地預測它是多麼困難,但是質量和行星軌道(當然是所有內部軌道)的質量將大大增加,並且可能會搖擺得多,並且某些行星可能會被完全拉出其軌道,可能會被拋出太陽系。

您可能會認為,靠近木星的行星受到的影響最大,但實際上與潮汐同步有更多的關係。 4個內行星中的任何一個都可以拉入新軌道。您還可能會看到與木星共鳴的地球軌道變長,也許會增加冰期/冰的融化週期。精確的答案很難,並且所有這些事情都不會在1個軌道上發生,但是隨著時間的推移肯定會發生。如果木星變成紅矮星,所有內部行星的軌道變化以及土星也將不可避免。想像一下,如果土星被拉近地球,進入火星和木星之間的軌道,或者水星被拉出地球。可能不會打敗我們,但我們可能要留意它。

http://en.wikipedia.org/wiki/Stability_of_the_Solar_System#Mercury.E2.80.93Jupiter_1 :1_resonance

要考慮的第二件事是磁場和太陽耀斑。恆星形成時,由於角動量守恆,年輕恆星傾向於非常快速地自旋,這會產生巨大的磁場和巨大的太陽耀斑,比我們從太陽得到的更大。奇怪的是,一個小小的紅矮星與我們的太陽距離是太陽的4倍,會產生太​​陽耀斑,但它是可能的。我不確定這是否需要大的角動量,但我們可以看到來自木星的太陽耀斑比來自太陽的太陽耀斑更大。

http:// en。上面已介紹了wikipedia.org/wiki/Flare_star

亮度,熱量和可見度,但我在此進行說明。 -6.25的亮度將是金星的5-6倍,並且您會在晚上看到它,在高峰黑暗中看不到金星,因此它比天空中的任何其他恆星/行星都亮得多,但亮度卻比比月光還亮,例如,您無法僅憑那顆星星的光來照亮您在月光下看到周圍事物的方式。但是當我計算這些數字時,我認為它會比這要亮得多。

光度的質量是3.5的冪-快速估計,因此,可以說紅矮星有80個木星。那是0.076太陽。 0.076 ^ 3.5 =大約1 / 8,000,所以最接近點(其平方)的距離是4.2倍,是明亮的1/8000倍,我們所看到的是太陽發出的光的1 / 140,000倍-並不是很多並且可能少於早期階段的數量,並且由於較小的恆星容易脫落,因此讓我們估算太陽的視在亮度1 / 200,000-1 / 300,000作為估算。這根本不足以加熱地球,但它仍然比滿月(一點點)明亮(一點點),滿月大約是太陽亮度的1 / 400,000。足夠的光線可以看到您的路線,但是我不想嘗試閱讀它。它也將是明顯帶紅色的光。

最終的大小-由於引力的作用,一顆具有80個木星質量的紅矮星實際上會比木星小一點,因此它會看起來像是行星-不是天空中的一點,而是幾乎一點,但是比滿月和紅色亮一些。白天看起來也足夠明亮。我認為不會很難看或不會傷到眼睛,但它會像遠處的紅色小手電一樣發光。

http://www.space.com /21420-smallest-star-size-red-dwarf.html

我認為我不喜歡木星。我們不打算這樣做。 :-)

DJohnM
2014-08-07 02:49:48 UTC
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忽略木星不可能進入太陽的可能性:

假設木星在能量輸出方面變成了太陽的複製品。傳輸到地球的能量遵循平方反比定律。由於木星距地球的距離最多是太陽的4倍,因此木星向地球提供的能量最多為太陽提供的能量的1/16,在此溫度下,木星的能量增加了6%以上。最。

相比之下,在頂峰和近日點之間,日地距離從約1.47億公里增加到約1.52億公里。這意味著我們現在每年都會經歷大約7%的季節性能源輸入變化...

而且我很確定Lucifer的能量輸出遠遠小於太陽的能量輸出,因此增加的幅度甚至會更小。
雖然這是一個很好的答案,但我可以更加關注木星質量的變化如何影響行星的軌道,因為它現在可以是一個雙星系統
JayT
2014-08-07 08:01:05 UTC
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實際上,木星沒有足夠的質量來引發恆星點火或維持恆星的恆星爆發。

即使最小的恆星也需要大約80至90的恆星。倍於木星的質量,只是發出了微弱的紅色光芒。

木星即使要成為棕色矮矮星,也需要將質量增加至少10倍左右。

除非木星與某種東西碰撞以提供恆星所需的額外質量,否則根本無法實現路西法,即使到那時,它充其量也將是一個紅色的矮人,而且非常微弱,就像熾熱的指甲發光

但是一個人可以做夢。

:)

只是要作出的更正:棕色矮人不是原始星;它是“失敗的星星”-也就是說,它最初是一個原始星星,但是根本沒有進入主序列所需的質量。不過,我不想成為挑剔的人。 +1是一個很好的邏輯解釋。
Envite
2014-08-06 20:10:00 UTC
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  1. 太陽地球距離:1AU
  2. 地球-木星距離(在合點處):4AU
  3. ol>

    所以路西法將比太陽更遠四倍當距離更近時(距離最遠時是其六倍),同時又比小一千倍。這是滿月集中在天空上一個小點的光的大約40倍。

我不確定這是否能回答問題。 @Envite,和您的鏈接如何證明任何事情?
-1
是的,@Envite,,但質量和尺寸不一定相關。而且木星仍然沒有足夠的質量來開始融合。
看,我覺得整個練習都是徒勞的。如果木星變成一顆恆星-甚至是一個紅矮星-我們在引力方面都會有很多問題。太陽係將變得不穩定,並且有一些行星可能會從太陽系中甩出。我們無法計算出能量輸出,因為我們只能猜測木星將變成哪種類型的恆星,而且我們無法給出任何確定的答案。有數十種可能性;他們中沒有一個比其他任何一個都有更多的優點。這本書指定了嗎?
@HDE226868絕對錯誤。如果木星“神奇地”(由OP表示)成為一顆具有自身質量的恆星,那麼重力將不會有任何問題。
為了使木星成為恆星,維基百科說,這些巨石將自己變成了馮·諾伊曼機器,以增加木星的密度。 (作為補充,這不是馮·諾依曼機器的工作方式。)增加其密度將涉及壓縮它或增加質量。 @Envite,您如何壓縮天然氣巨頭?你不能您將不得不增加質量以增加密度。
實際上,我應該對其進行編輯。這些巨石顯然通過增加木星的密度使木星變成了恆星。也就是說,木星實際上具有與太陽非常相似的密度,因此密度不是問題。僅憑這一點就表明小說中描述的恆星形成技術是不可能的。您將不得不增加更多的質量。具有木星質量的物體無法成為恆星。
@HDE226868:,我相信這些單塊*壓縮*木星;它們似乎並沒有增加質量(這肯定是電影中的樣子)。太陽之所以支持聚變,是因為它的核心足夠緻密,因為它具有引力壓縮它的全部質量。假設木星的核心主要是氫,那麼無論密度是通過重力還是通過“足夠先進的技術”(又稱魔術)施加的,只要密度/壓力足夠大,它也應該支持聚變。我不知道是否需要持續干預以防止其再次擴大。
@KeithThompson,木星的核心是岩石。另外,要壓縮天然氣巨人,您必須確保將其包圍在一個大而封閉的空間中,並且絕對沒有間隙。只是一點點不可能。但是,更重要的是,木星核心中唯一的氫是在其外部的層中。它主要由其他材料製成。就是說,如果木星的核心中有足夠的氫,那麼我想你可能是對的。有趣。
請仔細檢查問題。這與是否可能無關。它是關於如果發生(通過未指定的方法)將會發生的情況。討論不可能或不可能是不可能的。
抱歉,@Envite。我的反對意見源於以下事實:路西法的屬性和類型難以確定。如果路西法是主要序列恆星,當然可以使用質量-光度關係,但是我懷疑它是否可以被認為是主要序列矮星,而不是在其自身的單獨類別中(在這種情況下)關係可能不適用)。


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