Расколотая Луна

[Dmitriy40]

wrest в сообщении #1370690 писал(а):

Имеется в виду что раскалывается на несколько крупных осколков (семь), и так, по мелочи. Центр масс остается на месте и едет по орбите. Крупные осколки кружатся друг вокруг друга, сталкиваются, раскалываются и пошло-поехало.

Ну тут совсем не интересно: раз кружатся вокруг друг дружки, то значит разлетелись достаточно далеко (не знаю, десятка радиусов обломков наверное хватит, это максимум десяток тысяч км) чтобы не слипаться обратно при столкновениях, но недостаточно далеко чтобы куда-то совсем улететь. А до Земли почти четыре сотни тысяч км. Т.е. так и будут кружить по орбите и около неё, сталкиваясь и обкалываясь, до образования кольца. Причём до растирания совсем в пыль думаю не дойдёт, начиная с какой-то концентрации мелких обломков вокруг крупных станет заметным и обратный процесс слипания. В результате получится Луна поменьше и кольцо мелочи на её же орбите. И новая Луна постепенно подъест все обломки обратно, ну что не успеют улететь далеко.

Так что без охренительного взрыва никуда вам не деться.

[Munin]

SABANEEV в сообщении #1370682 писал(а):

Что же может расколоть Луну?

Проблема в том, что практически ничего. Даже если вы ударите её молотком, и разобьёте на кусочки, она сразу слипнется обратно. Для небесных тел другая логика: надо поставить тело в условия, в которых оно само развалится - например, из-за приливных сил или из-за собственного вращения.

В принципе, удар об другое большое тело тоже сгодится, по той причине, что осколкам будет придана достаточно большая энергия.

SABANEEV в сообщении #1370682 писал(а):

Тея номер2. Но такие тела движутся по своим орбитам, а вероятность их изменения внешним воздействием очень мала.

Мало ли. Какой-нибудь плутон может свалиться из-за Пояса Койпера, сбитый случайными воздействиями. Правда, вероятность точно прицелиться очень мала.

-- 22.01.2019 00:49:18 --

Dmitriy40 в сообщении #1370686 писал(а):

Мне запомнилось что быстро выпадают считанные проценты (ну может десяток или даже два)

А это немало.

Dmitriy40 в сообщении #1370686 писал(а):

А, да, ещё была известная задачка на сообразительность (не помню откуда): что будет если Луна вдруг схлопнется в чёрную дыру? Ответ: да ничего не будет, только немного темнее ночами и всё.

С учётом плотности межпланетной среды, эта чёрная дыра будет светиться гаммой. Впрочем, наверное, несильно: она мелкая, 0,1 мм.

-- 22.01.2019 00:52:55 --

Dmitriy40 в сообщении #1370697 писал(а):

Т.е. так и будут кружить по орбите и около неё, сталкиваясь и обкалываясь, до образования колец. Причём до растирания совсем в пыль думаю не дойдёт, начиная с какой-то концентрации мелких обломков вокруг крупных станет заметным и обратный процесс слипания.

Возможно, они раздробят друг дружку приливными силами. Впрочем, ваш вариант мне больше нравится. (Возможно, в разных диапазонах параметров осуществимо и то и то, или промежуточные случаи.)

Было бы интересней раскрутить Луну до такой скорости, чтобы у неё с экватора вещество начало срываться. Впрочем, она быстро сбросит момент и затормозится.

[Dmitriy40]

Munin в сообщении #1370702 писал(а):

С учётом плотности межпланетной среды, эта чёрная дыра будет светиться гаммой. Впрочем, наверное, несильно: она мелкая, 0,1 мм.

Ух, это ж какая прекрасная штука для калибровки/юстировки гамма-телескопов-то! Стабильный точечный источник довольно мощного (для телескопов) гамма излучения на точно известном расстоянии. Об этом не подумал, признаю.

(Срочно патентовать)

Пора на кикстартер собирать подписи за проект, пока соберём глядишь и нужные технологии подтянутся.

[wrest]

Один процент массы Луны это порядка $10^{20}$ килограмм
Верхняя оценка массы "тунгусского метеорита" $10^9$ килограмм
Такшта один процент массы Луны это по 10 тунгусских метеоритов на каждого человека.
Один процент это очень много, для вымирания всего кроме совсем уж непробиваемых форм, хватит и сотой процента, наверное.
Выпадет ли сотая доля процента массы Луны если Луна треснет? При том, что как я описал, предположим Луна треснула, но центр масс остался примерно там же на примерно круговой орбите. Я не знаю, но мне это (выпадение сотой процента массы на Землю) не кажется невероятным.

[Munin]

wrest в сообщении #1370754 писал(а):

для вымирания всего кроме совсем уж непробиваемых форм, хватит и сотой процента, наверное.

От повторения произвольной выдумки она не станет правдой.

[wrest]

Munin в сообщении #1370831 писал(а):

От повторения произвольной выдумки она не станет правдой.

Совершенно верно. Это же НФ роман... Другое дело что ваш комент

Munin в сообщении #1370610 писал(а):

Бомбардировка материалом кольца будет неприятна, но не столь катастрофична.

Это же тоже выдумка? Или правда?

[Munin]

Это мнение биологов, в том числе палеонтологов, о влиянии импактных событий на биосферу. Вопрос не фантастический, а вполне научный.

А вот вы смешиваете высказывания из "НФ романов" с серьёзными фактами и выводами, что неприемлемо.

[wrest]

Munin в сообщении #1370863 писал(а):

А вот вы смешиваете высказывания из "НФ романов" с серьёзными фактами и выводами, что неприемлемо.

Я же сразу (см. первый пост) сказал, что читал в НФ романе, то есть конечно это выдумка :) Поэтому не понимаю вашей претензии. Вероятно, теме место в Свободном Полёте, а не в Астрономии.

Этот момент писатель (об этом он пишет в послесловии к роману) почерпнул когда работал в Blue Origin, это частная аэрокосмическая компания Безоса, вот они там долгими вечерами обсуждали что

Цитата:

Some researchers had begun to express concern over the possibility that a collision between two pieces of debris might spawn a large number of fragments, thereby increasing the probability of further collisions and further fragments, producing a chain reaction that might put so much debris into low earth orbit as to create a barrier to future space exploration.

[Munin]

wrest в сообщении #1370871 писал(а):

Я же сразу (см. первый пост) сказал, что читал в НФ романе

Что-то вы могли читать в НФ романе, но вопрос вы задали вполне серьёзный. А дальше вы начали высказывать и утвердительные высказывания, но увы, необоснованные.

[wrest]

Munin в сообщении #1370900 писал(а):

А дальше вы начали высказывать и утвердительные высказывания, но увы, необоснованные.

Перечитал свои посты, не нашел. Везде или отсылка к НФ роману или очевидные вещи. Подтвердите цитатами, что вы посчитали необоснованным и при этом непромаркированным как выдумка?

[Dmitriy40]

wrest в сообщении #1370754 писал(а):

Один процент массы Луны это порядка $10^{20}$ килограмм
Верхняя оценка массы "тунгусского метеорита" $10^9$ килограмм

Я старался честно говорить не о процентах массы, а о процентах штук обломков. И у меня по простейшему расчёту получилось 0.1% штук. Сколько это будет в массе - надо считать по спектру распределения масс обломков, мне лень и не представляю где искать исходные данные.
Тем более при Вашем сценарии - несколько крупных частей и всё, которые потом стукаются друг об дружку не слипаясь обратно - плодиться будут обломки не произвольной массы, а лишь достаточно мелкие, не те скорости и энергии столкновений чтобы разрушить крупные обломки целиком, лишь будут откалываться очень небольшие части в местах контакта. Причём потом эти мелкие обломки дальше дробиться уже вряд ли будут - в облаке или кольце относительные скорости обломком малы, при соударениях будет получаться лишь почти пыль. Т.е. мне представляется что спустя некоторое время кольцо (или облако) обломков будет состоять из трёх фракций: несколько первоначальных крупных обломков, вторичные обломки в десятки-сотни метров, сантиметровая (доли метра) пыль. Эта оценка очень "с потолка", ничего даже не пытался считать.

И если первоначальный удар (если он вообще был) не выбросил какие-то обломки сильно за пределы орбиты, то уже потом, сами собой они далеко не вылетят - нет механизма разгона отдельных обломков до высоких скоростей. Удары даже крупных обломков друг о друга происходят на слишком низкой относительной скорости и воздействие не похоже на выстрел отколовшимся обломком, а скорее на медленное раздробление ступкой (а из неё куски пулей не вылетают).
Потому никакого выпадения даже долей процентов массы Луны на Землю в таком сценарии не будет.
Сначала появятся начальные крупные обломки, потом вокруг них постепенно образуется облако значительно более мелких обломков, потом оно размажется по орбите (получится то самое кольцо), через некоторое время крупные первоначальные обломки окончательно потеряют относительную скорость и энергию и слипнутся обратно и активизируется (точнее станет сильно превалировать над процессом дробления) процесс вычищения орбиты от мелочи кольца. И Луна вернётся почти в первоначальном виде.

В приливном разрушении крупных обломков я что-то сомневаюсь, потому и не добавил в сценарий выше, тут надо считать насколько они (обломки) должны быть велики чтобы приливные силы их раскалывали на части, а не просто подогревали с образованием вулканов и расплавлении и изменением формы без разрушения на отдельные части. В любом случае приливное разрушение быстро закончится, на обломках порядка сотни км (очень-очень грубо, "с потолка"), при этом ничего с орбиты не выкинув. Лишь ускорив потерю скорости/импульса/энергии и последующее слипание.

И ещё. Если Луна первоначально расколется не на тысячи кусков, то каждый из них будет превышать предел устойчивости (примерно 200км в диаметре) и станет активно принимать шарообразную форму, никаких сильно выступающих частей на них быстро не останется (при этом и новых обломков практически не появится), что исключает сценарий косого удара двух обломков неправильной формы выступающими частями, при котором обломки от такого удара могли бы приобрести значительную скорость. А столкновение двух почти шаров на небольшой скорости (но достаточной чтобы они не слиплись) практически не даст высокоскоростных обломков.

wrest
Лично я продолжаю обсуждать вполне нормальный вопрос о процессах трансформации расколотой Луны в рамках Ваших ограничений (несколько недалеко разлетевшихся крупных обломков), а вовсе не какой-то там НФ роман. С ним Вы уж сами разбирайтесь.

-- 22.01.2019, 19:18 --

wrest в сообщении #1370871 писал(а):

они там долгими вечерами обсуждали что

Это к делу не относится, мелкий мусор на околоземной орбите не угрожает смертельной метеоритной бомбардировкой, если конечно под мелочью не понимать обломки десятикилометрового размера. Ну а то что он мешает запускать спутники выше этого облака - дело совсем другое. А на орбите Луны вообще любой мусор не мешает запускать спутники - всегда можно выбрать траекторию мимо орбиты Луны, это не сфера Дайсона из обломков.

[wrest]

Dmitriy40 в сообщении #1370915 писал(а):

Т.е. мне представляется что спустя некоторое время кольцо (или облако) обломков будет состоять из трёх фракций: несколько первоначальных крупных обломков, вторичные обломки в десятки-сотни метров, сантиметровая (доли метра) пыль. Эта оценка очень "с потолка", ничего даже не пытался считать.

Тут ключевое слово "через какое-то время". Потому что еще "через какое-то время", по-видимому, будет обычное кольцо типа как у Сатурна.
Общая масса его колец сейчас, кстати, -- доли процента массы Луны плюс

Цитата:

По массе это кольцо превышало современную систему колец в 1 тысячу раз, однако в течение последующих 4,5 миллиарда лет соударения образующих кольцо ледяных глыб привели к измельчению льда до размеров градин.

Лед вероятно не прочнее камня, но таки раздробился всё ж.

Dmitriy40 в сообщении #1370915 писал(а):

сами собой они далеко не вылетят - нет механизма разгона отдельных обломков до высоких скоростей.

Ну как нет - есть. Сколько я ни смотрел симуляций "задачи трех тел", какое-то из тел время от времени весьма далеко вылетает, а то и насовсем.

Dmitriy40 в сообщении #1370915 писал(а):

Если Луна первоначально расколется не на тысячи кусков, то каждый из них будет превышать предел устойчивости (примерно 200км в диаметре) и станет активно принимать шарообразную форму,

О, а вот это интересно! Что за предел устойчивости?

Dmitriy40 в сообщении #1370915 писал(а):

что исключает сценарий косого удара двух обломков неправильной формы выступающими частями, при котором обломки от такого удара могли бы приобрести значительную скорость.

Тут дело такое. Кажется мне, что чем мельче обломки, тем они быстрее. Вернее сказать, поскольку их больше количественно, то среди них появляется больше и высокоскоростных, которые "сидят" в правом "хвосте" распределения скоростей.

[Dmitriy40]

wrest в сообщении #1370918 писал(а):

Тут ключевое слово "через какое-то время". Потому что еще "через какое-то время", по-видимому, будет обычное кольцо типа как у Сатурна.

Да, будет, я об этом сказал несколько раз. Может не такое красивое и не так подробно поделенное на подкольца. Фактически хватит всего несколько лет чтобы размазать облако осколков по орбите.

wrest в сообщении #1370918 писал(а):

Лед вероятно не прочнее камня, но таки раздробился всё ж.

А Вы видели хоть раз чтобы град дробился прямо в полёте? Я вот не видел после выпадения града множества мелких острых осколков. И потому сомневаюсь что облако крупных градин, растянутое по орбите, будет дальше дробиться. Возможно я чего-то не знаю или не учитываю.

wrest в сообщении #1370918 писал(а):

Сколько я ни смотрел симуляций "задачи трех тел", какое-то из тел время от времени весьма далеко вылетает, а то и насовсем.

Облако градин - это не задача трёх тел. Тем более при наличии столкновений в облаке, которые приводят к потере энергии.
Правда выше уже говорили о перераспределении момента и выкидывании частиц из облака (как наружу так и внутрь), но это процесс весьма медленный и я опять же сомневаюсь что он успеет заметно повлиять до слипания крупных обломков и начала "очистки орбиты", а выброс (даже метровой) пыли не опасен.

wrest в сообщении #1370918 писал(а):

О, а вот это интересно! Что за предел устойчивости?

При больших размерах и массе гравитация превышает прочность материала и тело "расплывается" в шарообразную форму. Про 200км видел здесь:

вики писал(а):

Во всех объектах Солнечной системы массой более $10^{21}$ кг сила гравитации становится настолько значительной, что начинает преодолевать структурную прочность пород, придавая телу сфероидальную форму. Именно такая форма объекта позволяет скомпенсировать силу тяжести по всем направлениям и достичь гидростатического равновесия. При этом лёд обладает большей пластичностью, чем камень, поэтому для ледяных астероидов пояса Койпера значение массы, необходимой для придания телу сфероидальной формы, может быть гораздо меньше. При этом граница минимальных радиусов сфероидальных тел в обоих случаях совпадает и составляет примерно 200 км[1].
Процессы изменения формы под действием сил тяжести начинают происходить в телах с массами от $10^{18}$ до $10^{21}$ кг, но форму равновесного сфероида принимают лишь крупные тела ближе к верхней границе массы, такие как Церера, Тефия, Мимас. Форма более мелких объектов, масса которых близка к $10^{18}$ кг, таких как Амальтея или Янус, менее правильна.

Дополню, "менее правильна" в смысле сферичности, но всё же без явных острых пиков/гор.

wrest в сообщении #1370918 писал(а):

Тут дело такое. Кажется мне, что чем мельче обломки, тем они быстрее. Вернее сказать, поскольку их больше количественно, то среди них появляется больше и высокоскоростных, которые "сидят" в правом "хвосте" распределения скоростей.

Дело не в самой скорости, а в относительной скорости частиц облака обломков в момент столкновения. А вот как она может быть большой непонятно. Особенно для крупных тел. Даже если их изначально разбросает по близким орбитам, то в точках пересечения орбит относительные скорости малы. Плюс все они будут тормозиться об пыль облака/кольца.

В общем кольцо конечно появится, но не столь красивое и плотное как у Сатурна и не столь равномерное по размерам как пояс астероидов. Просто не успеет до такого дойти. Да и там мне кажется важную роль сыграли внешние возмущающие воздействия (спутников Сатурна и Юпитер соответственно), с Луной таких не просматривается (Венера? Слишком редко. Юпитер? Тоже редко, да и далеко). Если бы облако обломков могло лишь дальше дробиться - ни планеты ни их спутники никогда бы не возникли.
Повторю, может я не учитываю что-то важное.

[wrest]

Dmitriy40 в сообщении #1370940 писал(а):

Правда выше уже говорили о перераспределении момента и выкидывании частиц из облака (как наружу так и внутрь), но это процесс весьма медленный

Вот понимаете какое дело. Тут вы говорите, что процесс медленный а тут

Dmitriy40 в сообщении #1370940 писал(а):

Фактически хватит всего несколько лет чтобы размазать облако осколков по орбите.

что быстрый. А почему там медленно а тут быстро?,

Dmitriy40 в сообщении #1370940 писал(а):

а выброс (даже метровой) пыли не опасен.

Не очень понял что не опасно? Если метровые осколки выпадут в атмосферу, атмосфера (и поверхность Земли) нагреется от их торможения. Масса атмосферы Земли мизерная -- на семь порядков меньше массы Луны. Мы говорим о сотых долях процента (4 порядка вниз от массы Луны) выпавших осколков. А это на три порядка, на минуточку, больше массы атмосферы Земли...

-- 22.01.2019, 20:59 --

Dmitriy40 в сообщении #1370940 писал(а):

Дополню, "менее правильна" в смысле сферичности, но всё же без явных острых пиков/гор.

Ну тут как сказать. Пиков и гор и на Земле хватает :)

-- 22.01.2019, 21:01 --

Dmitriy40 в сообщении #1370940 писал(а):

Если бы облако обломков могло лишь дальше дробиться - ни планеты ни их спутники никогда бы не возникли.

А если бы не могло - не возникли бы кольца у планет

[Munin]

Dmitriy40 в сообщении #1370915 писал(а):

В приливном разрушении крупных обломков я что-то сомневаюсь, потому и не добавил в сценарий выше, тут надо считать насколько они (обломки) должны быть велики чтобы приливные силы их раскалывали на части, а не просто подогревали с образованием вулканов и расплавлении и изменением формы без разрушения на отдельные части. В любом случае приливное разрушение быстро закончится, на обломках порядка сотни км (очень-очень грубо, "с потолка"), при этом ничего с орбиты не выкинув. Лишь ускорив потерю скорости/импульса/энергии и последующее слипание.

Видимо, меня не до конца поняли. Я подразумевал не приливные силы, создаваемые Землёй, а приливные силы, создаваемые обломками друг в другое при близком прохождении.

Dmitriy40 в сообщении #1370915 писал(а):

Если Луна первоначально расколется не на тысячи кусков, то каждый из них будет превышать предел устойчивости (примерно 200км в диаметре) и станет активно принимать шарообразную форму, никаких сильно выступающих частей на них быстро не останется (при этом и новых обломков практически не появится)

Это называется предел текучести горных пород, и соответствующие размеры скорее лежат (плавно) в диапазоне 500-1000 км, а скорости - миллионы лет.

Dmitriy40 в сообщении #1370940 писал(а):

Да, будет, я об этом сказал несколько раз. Может не такое красивое и не так подробно поделенное на подкольца.

"Провалы" в кольцах обусловлены резонансами с крупными спутниками. (В данном случае, с крупными осколками.)

Dmitriy40 в сообщении #1370940 писал(а):

Правда выше уже говорили о перераспределении момента и выкидывании частиц из облака (как наружу так и внутрь), но это процесс весьма медленный

Не сказал бы. Я так понимаю, он сравним с процессом формирования самого облака в кольцо: убывание эксцентриситетов и выравнивание плоскостей орбит тел. Хотя, конечно, оба процесса должны идти с большим замедлением. В общем, не следует воспринимать кольцо как какое-то стабильное состояние, оно исчезает так же быстро, как возникает.

Dmitriy40 в сообщении #1370940 писал(а):

Плюс все они будут тормозиться об пыль облака/кольца.

Это для крупных тел пренебрежимо.

Dmitriy40 в сообщении #1370940 писал(а):

В общем кольцо конечно появится, но... не столь равномерное по размерам как пояс астероидов.

Это в каком смысле Пояс астероидов "равномерен по размерам"?

-- 22.01.2019 21:40:15 --

wrest в сообщении #1370942 писал(а):

Не очень понял что не опасно? Если метровые осколки выпадут в атмосферу, атмосфера (и поверхность Земли) нагреется от их торможения. Масса атмосферы Земли мизерная -- на семь порядков меньше массы Луны. Мы говорим о сотых долях процента (4 порядка вниз от массы Луны) выпавших осколков. А это на три порядка, на минуточку, больше массы атмосферы Земли...

Это уже полнейший антинаучный бред. Атмосфера Земли - не замкнутая термодинамическая система, она эффективно обменивается теплом с поверхностью Земли и Мировым океаном.