公尺勒星球的巨浪怎麼來的 潮汐力定義是什麼如何計算 黑洞質量越大潮汐力越小那麼為什麼會有千公尺巨浪呢 ?

時間 2021-06-07 16:46:10

1樓:尋風

潮汐加速度是兩條臨近測地線之間的分離加速度,潮汐力是潮汐加速度乘質量史瓦西時空自由落體觀者測得的徑向潮汐加速度計算如下:

首先通過守恆量解徑向類時測地線方程得到自由落體觀者四速為[1]:

,故下面採用待定係數法確定徑向基矢 :設

其與正交,即 ,在史瓦西座標系計算該式,得其歸一,即 ,在史瓦西座標計算該式,得

兩式聯立,解此二元二次方程組得

所以 顯然我們有

令 ,則有 ,

故 表示兩個質點在 方向上的單位距離對潮汐加速度的第 分量的貢獻我們在 中計算 ,有[2]

所以在史瓦西座標系中計算分量得

由於史瓦西座標系下指標為 或 的黎曼曲率張量非 分量只有[3]:

所以上式只有 項,

第一項為

化簡得第二項為

化簡得第三項為

化簡得第四項為

化簡為這四項加起來成為

化簡得故 ,同理 ,所以徑向潮汐加速度為

,與 《引力論》給出的結果一致[4]

並與牛頓力學的計算結果一致[5]

同理,也和參考文獻[4]一致

2樓:吳班

參考梁燦彬教授的《微分幾何入門與廣義相對論》上冊,潮汐力正比於時空曲率的R_0i0j分量,你也可以粗略的認為這個數字正比於潮汐的高度。

3樓:盤吉

科幻畢竟只是科幻,不能太過當真。如果一顆行星的潮汐能掀起千公尺巨浪,早就超過星系的穩定上限,整個星系早已崩潰!現處所謂「世界、宇宙、時空」曾經有過近黑洞最大星系的最大行星的最大潮汐浪高278公尺不到,星系勉強執行,搖搖欲墜,早已不適合生存!

4樓:

首先看潮汐力的公式:

潮汐力加速度為 ,其中 為物體直徑, 為引力源質量, 為距離。

在引力源為黑洞的例子下,因為黑洞半徑 和質量成正比,所以接近黑洞視界的行星所受到的潮汐力實際上約為 ,即和質量平方成反比。

因此,在黑洞視界附近的潮汐力隨黑洞質量增大而急劇減小,這是成立的,超巨大黑洞甚至可能讓人類安全通過,其潮汐力小於地球對人體產生的潮汐力。

但是如果和普通的恆星相比,如地球和太陽的距離要比黑洞半徑公式大得多得多,所以黑洞附近行星上的潮汐力依然可能比地球上的大。

下面舉幾個例子:

地球受到太陽的潮汐加速度:

地球受到月球的潮汐加速度:

地球大小行星在太陽質量黑洞( )視界( )附近的潮汐加速度:

地球大小行星在超巨大黑洞(太陽質量一億倍, )視界( )附近的潮汐加速度:

以上為純理論計算,實際上行星不可能那麼靠近視界,最多只能達到洛希極限的位置。

所以按照劇中設定(黑洞質量至少為太陽一億倍),似乎不可能產生滔天巨浪。如果再小一點的黑洞則完全有可能。

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