Wenn der Mond von einem Meteor geeigneter Größe getroffen würde, wie lange würde es dauern, die Erde zu treffen?

Eine Antwort auf die Frage: Wie gut würde der Mond die Erde vor einem Meteor schützen? erwähnt als Möglichkeit, dass der Mond in die Erde gestoßen werden könnte.

Was ist die kleinste Änderung der Umlaufbahn des Mondes, wenn er von einem großen Meteor getroffen wird, der dazu führen würde, dass er irgendwann auf die Erde trifft (dh "den Abfluss umkreist")? Wie würde die Zeitleiste aussehen (Minuten, Stunden, Tage, Jahre usw.)?

Wie mehrere Leute gesagt haben, ist dies unglaublich unwahrscheinlich. Ein Grund dafür ist, dass der von Ihnen beschriebene "Circularing the Drain" -Effekt bei festen Objekten, die viel weniger dicht sind als Schwarze Löcher, nicht wirklich auftritt. Umlaufbahnen sind auf diese Weise nicht "prekär".

Nehmen wir also an, etwas, das groß genug und schnell genug ist, um seine Geschwindigkeit merklich zu ändern, aber nicht groß genug oder schnell genug, um ihn zu zerschmettern, hat den Mond getroffen. Der Effekt wäre, den Mond von seiner gegenwärtigen, fast kreisförmigen Umlaufbahn um die Erde in eine elliptische zu verschieben. Abhängig von der Richtung des Aufpralls würde es entweder einmal pro Umlauf ein Stück näher an die Erde heranrücken als jetzt oder ein Stück weiter weg (es könnte auch ein Stück nach Norden und Süden schwingen). Wichtig ist jedoch, dass diese elliptische Spur zumindest für eine Weile stabil ist . Angenommen, es wird in eine Umlaufbahn geschleudert, die 220000 Meilen von der Erde entfernt ist und 240000 Meilen von der Erde entfernt ist. Dort wird es bleiben. Es wird nicht "spiralförmig".

Über einen ausreichend langen Zeitraum kommt auch die Schwerkraft der Sonne ins Spiel und die Dinge mögen sich etwas verschieben, aber das ist ein relativ geringer Effekt.

Angenommen, der Aufprall war wirklich groß, oder es gab eine Reihe von Aufprallen (die anfingen, wie eine feindliche Aktion auszusehen), so dass der innerste Punkt der Ellipse schließlich bis auf wenige tausend Meilen von der Erde herabgetrieben wurde , irgendwie auf wundersame Weise nicht den Mond in Fragmente zu zerschlagen. In dieser Entfernung spielt es eine Rolle, dass die nahe Seite des Mondes näher an der Erde liegt als die entfernte Seite, so dass die Schwerkraft der Erde stärker daran zieht. Wenn es länger als 3000 km um die Erdoberfläche kreiste (die Roche-Grenze), würden diese Kräfte es schließlich in Stücke reißen und die Erde würde wahrscheinlich für kurze Zeit einen hübschen Ringsatz haben, bevor interne Kollisionen zwischen den Bits verursacht werden Sie sollen auf die Erde regnen und alle töten.

Nehmen wir schließlich an, die Auswirkungen waren so groß, dass sie den Mond tatsächlich in eine elliptische Umlaufbahn brachten, deren innerster Punkt so nahe an der Erde lag, dass Erde und Mond sich berührten. Dies ist offensichtlich unmöglich, ohne den Mond zu zerschmettern, aber in diesem Fall würde der Mond tatsächlich die Erde treffen. Die Zeit für den Aufprall würde ungefähr 1/4 der gegenwärtigen Umlaufzeit des Mondes betragen, dh ungefähr eine Woche.

Es besteht keinerlei Möglichkeit, dass der Mond durch einen Asteroideneinschlag aus seiner Umlaufbahn geworfen wird. Im Vergleich zum Mond hat sogar ein großer Asteroid vom Chicxulub-Typ eine sehr kleine Masse, und der Mond wurde bereits von mehreren getroffen, aber wie Sie sehen können, wurde er nicht aus seiner Umlaufbahn geschleudert. Der größte Asteroid im Asteroidengürtel ist Ceres mit 500 Meilen Durchmesser. Seine Masse ist im Vergleich zum Mond sehr klein, aber wenn es durch ein Wunder auf halbem Weg zum Jupiter aus seiner Umlaufbahn im Asteroidengürtel springt und eine Bienenlinie für den Mond erstellt, könnte ein Aufprall mit 25 km / s genau das sein genug sein, um ein sehr leichtes Wackeln in der Umlaufbahn des Mondes zu erzeugen, aber bei weitem nicht genug, um es zur Erde zu schicken. Der Mond entfernt sich tatsächlich mit einer Geschwindigkeit von mehreren Zentimetern pro Jahr von uns.

Hier spielen zwei Probleme eine Rolle, von denen nur eines real ist.

Es ist möglich, die Energie und den Impuls zu berechnen, die ein Asteroidenaufprall auf den Mond übertragen müsste, vorausgesetzt, zwei feste Kugeln (klassische Newtonsche Billardkugeln) treffen aufeinander (entweder ein direkter Aufprall oder ein flüchtiger Aufprall). Es gibt sicherlich Fälle, in denen der Mond in eine Umlaufbahn gerät, die auf die Erde trifft.

Doch lange bevor der Aufprall groß genug ist, um einen festen Mond ernsthaft zu bewegen, hören beide Körper auf, sich wie feste Massen zu verhalten und wirken eher wie Flüssigkeitstropfen. Sie spritzen und schleudern sowohl geschmolzenes als auch festes Gestein mit verschiedenen Geschwindigkeiten in alle Richtungen in den Weltraum.

Im Wesentlichen wäre dies eine kleinere Version der Ereignisse, von denen angenommen wird, dass sie in erster Linie den Mond geformt haben, mit einem marsgroßen Protoplaneten (genannt Theia - h / o / w / t / h / e / y / d / i / s / c / o / v / e / r / e / d / i / t / s / n / a / m / e / i / d / o / n / '/ t / k / n / o / w) die sehr junge Erde treffen. Im Wikipedia-Artikel finden Sie eine anständige Kurzbeschreibung und Hinweise auf weitere Details.

Es gibt Probleme mit dieser Hypothese als Erklärung für die Entstehung des Mondes, aber die Grundrisse wurden detailliert modelliert und sind an dieser Stelle gut verstanden. Ein Aufprall, der groß genug ist, um einen Billardkugel-Mond ernsthaft zu bewegen, würde eine sehr große Menge Energie freisetzen und eine sehr große Menge Stein in alle Richtungen in den Weltraum werfen.

Der größte Teil des losen Gesteins würde einen Planetenring um die Erde bilden, bevor er von den Überresten des Mondes eingefangen würde. Genug würde die Erde treffen, um ernsthafte Probleme zu haben. Ich habe keine Schätzungen für einen heutigen Lunar Streik gesehen - es ist wirklich Art und Weise , Art und Weise nach unten auf der Liste der Dinge zu kümmern - aber Back-of-the-Umschlag Schätzungen machen ich stark vermutet , dass dies eine sein würde sehr guter Zeitpunkt, um sich Elon Musks Marsmenschenkolonie anzuschließen ...

Hier ist die Mathematik für das schnellste Szenario, in dem der Mond plötzlich aufhört zu kreisen und direkt auf die Erde fällt:

$m_1 = 7.342 \times 10^{22} kg$

$m_2 = 5.9723 \times 10^{24} kg$

$r = 356400000 m$

$G = 6.6743 \times 10^{-11} m^3/(kg \times s^2)$

$F = G \times m_1 \times m_2 / r^2 = 230.402.044.289.682.584.669 N$

$a_1 = F / m_1 = 0.00313813735 m/s^2$

$a_2 = F / m_2 = 0.00003857844 m/s^2$$a = a_1 + a_2 = 0.00317671579 m/s^2$

$\sqrt{r/a} = 334949 s = 3.88 days$

Das sind nicht ganz 1,5 Stunden (Antwort von NoAnswer), aber auch keine Woche (Antwort von Steve Linton). Außerdem ist dies eine obere Schranke (an der unteren Schranke, duh), da die Beschleunigung zunehmen wird, wenn sich der Mond auf der Erde nähert.

Die Antwort auf die Frage ist die gleiche wie bei NoAnswer, jedoch mit unterschiedlichen Zahlen: Alles zwischen der unteren Grenze (weniger als 4 Tage) und der Unendlichkeit (unter der Annahme, dass instabile Umlaufbahnen erreicht werden können, indem der Mond nicht auf einmal vollständig desorbiert wird).

TL; DR: Alles zwischen 1,5 Stunden und unendlich.

Nehmen wir an, der Mond würde in seinem Perigäum von einem Objekt gleicher Masse und Geschwindigkeit getroffen, das sich jedoch in entgegengesetzter Richtung zur Erde bewegt.

Nehmen wir auch an, dass ein beträchtlicher Teil der Trümmer, die durch diesen kolossalen Aufprall übrigbleiben, an der letzten bekannten Position des Mondes verbleibt, jedoch mit einer Umlaufgeschwindigkeit von Null. (Vielleicht bestand der Asteroid aus Käse?) Dieser Trümmerblock wird zum Zweck dieser Antwort "der Mond" sein.

Als nächstes nach dem Vorfall wird "der Mond" in Richtung Erde sinken, beschleunigt durch eine Kraft von ungefähr 1G. Dies liegt daran, dass die Schwerkraft für eine bestimmte Entfernung nicht wesentlich abnimmt und 1G die von der Erde ausgeübte Kraft ist. Eigentlich übt "der Mond" auch eine Kraft aus, aber der Einfachheit halber nehmen wir an, dass er nur den Effekt der Distanz aufhebt.

Die Beschleunigung des Mondes beträgt somit etwa 9,81 m / s² bei einer Startentfernung des Mondperigäums (~ 270.000 km, wenn ich mich recht erinnere, zu faul, um es auf Wikipedia nachzuschlagen). Wenn ich mich nicht irre, wird "der Mond" (Quadratmeter (Entfernung / Beschleunigung) = 5246,23 Sekunden) ungefähr 1,5 Stunden brauchen, um die Erde zu erreichen. Vielleicht ist es ein bisschen weniger für den Radius der Erde. Es wird auch mit einer Geschwindigkeit über Mach 50 ankommen und somit die Erdatmosphäre tatsächlich "treffen", dh einen Widerstand erfahren, der der Schallmauer entspricht, sowie eine extreme Druckerwärmung, die es wahrscheinlich zerreißen wird.

Dies ist der schnellste Weg, auf dem der Mond getroffen wird und dann auf die Erde stürzt. Die Frage stellte sich jedoch nach dem langsamsten Weg: Nun, durch Verringern der Masse und / oder der Geschwindigkeit des Asteroiden, der auf den Mond auftrifft, können wir den Effekt so einstellen, dass er zu jeder Zeit zwischen 1,5 Stunden anhält (vollständiger Stopp gegen Erde / Umlaufbahn (siehe oben) und Unendlich (immer noch eine stabile Umlaufbahn). Wenn der Mond später als 1,5 Stunden nach dem ersten Aufprall abstürzt, muss er in eine instabile Umlaufbahn gebracht werden, z. B. hin und wieder in Gebieten mit geringer Dichte der Erdatmosphäre.

In anderen Antworten wurde auch darauf hingewiesen, wie der Mond beim Desorbieren zerstört oder zerrissen werden kann, was definitiv zutrifft. Ich wollte mich nur auf den Aspekt der Zeitachse konzentrieren.

Ich würde argumentieren, dass die Untergrenze für die Aufprallverzögerung bei 1,3 Sekunden liegt.

Jeder Aufprall, der den Mond relativ zur Erde ruhen lässt (siehe vorherige Antworten), würde den Mond auch strukturell stören . Verwandle es in eine sich ausdehnende Wolke aus Dämpfen und Trümmern, von denen einige die Erde früher treffen würden, von denen einige einen Ring bilden würden, von denen einige in den Rest des Sonnensystems (oder aus diesem heraus) entweichen würden. (Ich bin mir nicht sicher, wie gut es Elons Mars-Kolonie nach einer großen Kollision ergehen würde.)

Wenn wir also eine Störung zulassen, schlagen Sie den Mond einfach mit einem konvergierenden Schwarm ultrarelativistischer Impaktoren. Sie verwandeln den Mond im Wesentlichen in eine riesige Ladung. Wählen Sie die Energie, für die Sie die Geschwindigkeit des sich ergebenden Strahls auswählen möchten, bis zur Lichtgeschwindigkeit minus einem kleinen Rand. Schauen Sie sich eines dieser Stop-Motion-Fotos von einer Kugel an, die auf einen Apfel trifft, um die Auswirkungen zu visualisieren ...