洛希極限

洛希極限指的是兩顆天體，可以保持平穩運行的一個最短的距離。超過距離之後，較小的天體就會被引力拉碎分解，成為較大的天體的星環。一個天文學家叫愛德華·洛西，他是最早的計算出了極限距離的人，所以我們把這個極限距離稱作為洛希極限。

什麼是洛希極限？

“洛希極限”極為可怕，任何天體跨越了這個距離，都不會有好下場。

首先拿地球和月球關係為例來解釋這個天文術語吧。目前的地月距離為38萬公里，假如讓月球圍繞着地球一點點靠近，隨着雙方距離的縮小，達到某一極限距離時，月球不會再以一個整體衝向地球，而是整個會被地球的潮汐引力拉扯破碎，逐漸碎散成一條隕石帶，圍繞地球旋轉，按照公式計算，這個距離應該是10000公里左右，這就是“洛希極限”，是定義兩個天體之間保持安全運行的最近距離，突破這個距離，較小的星體則會粉身碎骨。好在月球現在以每年4cm的速度在遠離地球，所以月球和地球之間不存在發生洛希極限的可能。

天體達到洛希極限後需要具備三個條件，才能進入散碎狀態，以環狀擁抱另一個天體。

第一，兩個天體間的質量要相差懸殊，一般都是行星和衞星之間天體的距離極限值。

第二，發生解體碎散的天體的物質結構以流體形式為主。

第三，特殊情況比如非球體的隕石，人工構造的空間站等，形狀不規則的流星彗星等不能靠這個定律來判斷。

天文學家通過研究發現，太陽系中就曾經發生過突破洛希極限的案例。

土星原先是沒有行星環的，但是那些圍繞它運動的小天體突破了兩者之間的洛希極限，導致土星強大的引力將小天體吸引過去並且最終導致小天體被粉碎。被分解的小天體產生大量的碎片，隨着被粉碎的小天體越來越多，形成的碎片就會越來越多，在土星的引力作用下它們逐漸形成了行星環。所以科學家曾經這樣説，摧毀一個星球的最快方法，莫過於讓它突破“洛希極限”。

“洛希極限”到底有多可怕呢？

電影《流浪地球》中，地球遭遇木星的“洛希極限”是人類面臨的最大災難。劉慈欣筆下的地球絕望的墜向木星，隨着距離越來越近，突破了“洛希極限”值，被木星強大的潮汐力徹底撕碎。一部分物質直接墜入木星，另一部分還沒來得及冷卻的巖漿和碎塊，則被木星巨大的動能甩向木星星環，形成壯烈的巖石帶。

走過46億年歲月並曾孕育出偉大生命與文明的地球，將因此徹底走向終結，變身宇宙中無數粒普通的塵埃，散落在木星這個恐怖巨怪的氣團中。這就是洛希極限帶來的災難場景。

洛希極限是指兩個質量差距懸殊之間天體存在的一種特殊距離值。當這兩個天體接近到一定距離時，質量較小的天體就會受到質量較大天體潮汐力影響使自身解體的現象。因為這個特殊距離值是被法國天文學家愛德華·洛希首先計算得出，因此稱為洛希極限。

洛希極限

假設洛希極限為d,如果一個天體為球形(小質量天體)且完全剛體時，這個天體形成時又完全是依靠重力。那麼如果這個天體所圍繞運行的天體也是球體(大質量天體)時，我們可以拋去潮汐變形及自轉等因素去計算。我們可以設大質量天體的半徑為R，ρM是大質量天體的密度，ρm是小質量天體的密度。這時我們可以計算出這兩個天體的洛希極限約為:1.26R(ρM/ρm) 1/3

但對於流體天體時，潮汐力會將它拉長，讓這個天體變得更加易碎。由於有化學鏈、摩擦力等因素的影響。大部分天體不會出現純剛體或純流體的狀態，所以其洛希極限都應該在這兩個界限之間

地球與月球的洛希極限

通過計算可得地球與月球的洛希極限大約為1.35萬公里，那麼如果現在將月球繞地軌道拉進1.35萬公里之內會發生什麼呢？由於月球軌道距離地球太近已經小於二者的洛希極限，所以月球的表面開始受到地球潮汐力的作用開始慢慢解體，月球碎片會不斷地撞向地球，而碎片撞擊地球的位置基本與月球軌道平行。

最終

在月球自身重力小於地球潮汐力和月球高速運動產生的離心力的情況下月球完全瓦解。最後穩定下來的月球碎片將圍繞地球運動形成地球的光環。

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2019年春節上映的科幻電影《流浪地球》着實讓科幻迷們過了一把科幻癮。該片的恢弘場景震撼人心，也藴含了大量的科學知識，其中有一個反覆提及的名詞“洛希極限”想必大家也記憶深刻。那麼，什麼是洛希極限呢？洛希極限是19世紀法國天文學家E.A.洛希根據萬有引力與牛頓第二定律計算得出的星球的衞星解體的臨界極限距離。

要弄清楚洛希極限，我先從推導出洛希極限的兩個基本物理定律講：

1、萬有引力定律：

萬有引力定律是牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中首先提出的。其描述為 自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，可以用以下公式計算：

其中G代表引力常量，其值約為6.67 10-11 N·m²/kg²。

2、牛頓第二定律：

物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。該定律是由艾薩克·牛頓在1687年於《自然哲學的數學原理》一書中提出的。牛頓第二運動定律和第一、第三定律共同組成了牛頓運動定律，闡述了經典力學中基本的運動規律。

3、洛希極限：

如上圖，當一個質量為m，半徑為r的球體靠近一個質量為M的球體時候，可以根據萬有引力即牛頓第二定理我們可以得出：

即 當球體m靠近大球體M一邊的物體m1的加速度大於球體m遠離大球體M一邊的物體m2的加速度時，球體兩邊的物體因為加速度大小不一樣，就會逐步被“拉扁”，並破壞球體原有的結構，最終導致球體m解體。

上式化簡後得：

所以 只要知道大球體的質量M，小球體的m即其半徑，帶入上式就可以求得洛希極限距離R。

綜上所述我們可以知道， 天體在靠近大質量的星體時，會由於引力造成的天體破壞，而洛希極限就是這個天體達到臨界破壞時距離大質量星體的距離。 所以筆者在做科普的時候，經常想説的：“ 科學概念本來就很難理解，但是我們的科學家，尤其西方科學家們，為了體現自己在科學中的貢獻，經常把科學概念用自己的名字定義，導致大家更難理解。比如我説畢達哥拉斯定理有幾個知道？但是如果叫勾股定理是不是更通俗易懂；同樣我一直呼籲科學界應該把牛頓三定律叫力學三定律，歐姆定律叫電壓電阻定律，洛洛希極限叫破壞極限等等，會不會更通俗易懂？ ”難道非要叫“ 洛希極限 ”才顯得高大上。

順便吐槽一下 ，本人在2018年初的時候，參加中國科學院理論物理研究所的講座（打醬油），整個會場沒有一個外國人，全部都是中國的院士、中國科學院的博士，拿着中國的科研經費，而全程都有英語，包括論文、講座、交流！ 難道中國的科研經費研究出來的結果首先得讓“洋大人”看懂，國人看不看的明白不在這些院士、博士考慮範圍之內 ，這也是我做科普的動力之一，總得有人出來把高深的前沿科學“翻譯”成國人明白的、聽得懂語言。

洛希極限是什麼意思？

洛希極限是指當行星與衞星距離近到一定程度時，潮汐作用就會使天體本身解體分散。這個使衞星解體的距離的極限值是由法國天文學家洛希首先求得的，因此稱為洛希極限。

相信洛希極限這個詞對很多人都不陌生，在前段時間的大熱電影流浪地球中也有提到洛希極限。下面就來跟大家説説洛希極限是什麼意思。

01

《流浪星球》影片中，當推動地球前進的行星發動機發生故障時，地球離木星越來越近，即便後來發動機恢復運轉，但仍然無濟於事，地球仍然在接近木星。地球人陷入了絕望之中，到了該吃吃該喝喝的狀態。如果地球越過木星的洛希極限距離時，木星的潮汐力就會把地球撕碎！在千鈞一髮時刻，人類靠點燃木星和地球氧氣混合氣體的方法，成功把地球推離危險軌道。

02

在天體力學中，洛希極限又稱洛希半徑，最早由法國天文學家洛希提出，因此稱為洛希極限。我們就拿地球接近木星作為特例簡單説一下：地球的物質結合在一起的主要作用力是自身的重力，當地球靠近木星的時候，木星會對地球產生強烈的潮汐撕扯作用，當潮汐力超過地球自身物質的重力結合作用時，地球就會被撕裂。地球剛開始被撕裂時，離木星的距離就是洛希極限。

03

土星壯觀的光環就位於土星的洛希極限內，光環中的物質無法靠自身的引力聚合成較大的天體。實際上，土星環可能就是由土星的一顆天然衞星越過洛希極限被撕裂形成的。當然也可能是土星形成時剩餘的物質。還有一個有趣的例子，火星的衞星“火衞一”早晚會進入火星的洛希極限內，被火星撕裂，形成圍繞火星的環狀系統。科學家估計這個時間大約只有3000萬年到5000萬年。

什麼是洛希極限

洛希極限（Roche limit）是一個天體自身的引力與第二個天體造成的潮汐力相等時的距離。當兩個天體的距離少於洛希極限，天體就會傾向碎散，繼而成為第二個天體的環。它以首位計算這個極限的人愛德華·洛希命名。

洛希極限常用於行星和環繞它的衞星。有些天然和人工的衞星，儘管它們在它們所環繞的星體的洛希極限內，卻不至成碎片，因為它們除了引力外，還受到其他的力。

木衞十六和土衞十八是其中的例子，它們和所環繞的星體的距離少於流體洛希極限。它們仍未成為碎片是因為有彈性，加上它們並非完全流體。在這個情況，在衞星表面的物件有可能被潮汐力扯離衞星，要視乎物件在衞星表面哪部分——潮汐力在兩個天體中心之間的直線最強。

一些內部引力較弱的物體，例如彗星，可能在經過洛希極限內時化成碎片。蘇梅克－列維9號彗星就是好例子。它在1992年經過木星時分成碎片，1994年落在木星上。現時所知的行星環都在洛希極限之內。

擴展資料

洛希極限的應用

1、用來建立或檢驗行星/衞星學説,解釋行星帶的存在,或預測其可能分佈的區域等.每個天體都有一個引力極限半徑,當衞星進入洛希極限後，就會被行星的引力拉碎並形成光環。類地行星的密度都比較大，因此洛希極限都比較小。因此衞星一般都遠在洛希極限之外，不會形成光環。而類木行星的密度很小，而且衞星數量眾多，因此類木行星都有光環。但理論上類地行星是可能形成光環的。

2、應用於太陽系中的衞星、彗星和行星環的形成和形態理論並得出了很多有用的結論，例如，有人認為土星光環很可能是由於土星的一顆衞星進入洛希極限內在土星的潮汐作用下碎裂而形成的。此外，在密近雙星系統中也應用洛希限來判定子星之間的物質交流和演化過程。用於闡釋地月起源學説。

3、派生出一些很有用處的概念，如洛希體積，洛希密度。

參考資料來源：百度百科-洛希極限