[討論] 星際效應的科

[schooner (.....)]

   不少人討論星際效應的科學, 但沒有算出來畢竟有點隔靴搔癢
   本來想動手自己算一下, 沒想到已經有人算了...

   原文請見 http://ppt.cc/wid3

   一些大家感興趣的

   1. 一小時變七年有可能嗎?
      有的, 請直接跳到時間延遲公式 (dτ/dt) 那段,
      原作者已經導出在 1hr/7yrs 的情況下, 黑洞質量 M,
      Miller 行星與黑洞的距離 r, 觀察者視角 θ, 與黑洞
      角動量 J 之間的關係

      而 Miller 行星要存在, 必定需要一個穩定的繞行軌道
      在 Kerr black hole的條件下, 可以有三個穩定軌道,
      (請見 Bardeen et al. 1972年發表在天文物理雜誌的文章)

      最接近 Miller 行星情況的軌道落在 1/2倍史瓦茲半徑處
      即 r = 0.5 rs (很妙, 在 Kerr black hole的 Ergosphere裡 XD)


      假設 Miller 行星軌道面與黑洞的赤道面一樣, θ=π,
      黑洞質量用設定的 1億倍太陽質量 (這在天文上是略小的超
      大質量黑洞, 可以做為一個銀河系的核心了!)


      帶入後可得到 Miller 行星的軌道半徑為 1.48 x 10^11 公尺
      哈~~ 差不多剛剛好是 1 au!!! 也就是太陽到地球的距離 XDD
      這當然是故意的... XD

      片中出現的大海嘯, 應該是黑洞對行星的潮汐力所造成, 而
      強大的潮汐 (根本海嘯) 也會產生很大的潮差, 這解釋了為什麼
      Miller 行星上的水這麼淺, 因為隊員是走在退潮的潮間帶... 囧

      詳細的計算 Kerr black hole周邊的潮汐力蠻複雜, 也算是個
      半大不大的 bug


   2. 討論完 Miller 行星, 下一站就是冰冷的傑森包恩, 我是說 Mann行星
      假設 Mann 行星的軌道也是一個穩定軌道, 那麼它最小的可能
      軌道半徑是 4.5倍的史瓦茲半徑, 也就是約在離黑洞 9 au的地方
      也就是相當於土星的位置
      以 Miller行星都是液態水來作為溫度指標, 9倍遠的 Mann行星當
      然是冷到爆炸, 以最近卡西尼對土星衛星泰坦的觀測來看, 1au有
      液態水, 到了 9au就成了液態甲烷...

      另外, 劇中對 Mann行星大氣的描述也符合目前科學對低溫行星的
      觀測, 氨和甲烷都是常見的有機氣體

   3. 最後一個 Edmunds行星... 劇中情報透漏太少, 難以推估, 但合理
      猜測應該是在 2au附近 (不能太冷)
      有趣的是, 這大約符合火星到小行星帶的距離, 電影裡少少的幾幕
      Edmunds畫面, 似乎暗示這是顆比較乾燥的行星, 讓人覺得是火星的
      適居版

   本劇在廣義相對論處理 Kerr black hole附近的時空算是蠻切合目前的
   標準理論, 但蠻可惜, 對於適居行星的處理略有不足, 比方說

   1. 繞行黑洞的行星, 很自然會質疑能量來源, 太陽系有太陽可以提供溫度
      黑洞就...
      好吧也許可以藉由黑洞附近的高溫吸積盤當作熱源, 但還蠻懸的,

   2. 黑洞的潮汐力, 很難想像 Miller 行星可以存活, 除非 Miller 的密
      夠大, 但麼大的密度卻可能會超過設定的 1.3倍地球重力

   3. 這三個行星頗有照搬太陽系設定的 fu, 創意不足  :p


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推 DJony: 推！
推 NewSpec: 推認真XD
推 msn0088793: 認真推!!
推 TheWho: 比較好奇的是為何片中的黑洞是人眼可見的亮度?
→ TheWho: 可見光應該無法逃離黑洞才對
推 alljerry04: 顧問 Kip 有出書喔，可以買來看看
推 Laoda245566: 看完想轉系了 化工轉去讀理論物理
推 legendd: 猛
推 LFTK: 這篇算打臉之前有人說不可能一小時七年嗎 哈哈
推 alljerry04: https://images.plurk.com/bBchnLF1L.jpg
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→ alljerry04: 貼一下其中幾頁，有興趣的人可以參考看看 XD
推 jackko: 推!!
推 bsjimmy: 有看沒有懂 還是推!!
→ schooner: 黑洞附近亮亮的光圈嗎? 那是背景經過重力透鏡後的結果
→ schooner: 也許還有黑洞的吸積盤
→ darthv: 希基盤內是不甘心的恆星的餘灰嗎???
推 haoboo: 你看的到的是事像地平線,光能否脫離黑洞的邊界
→ haoboo: 過了事像地平線引力才會大於脫離速度
推 showyi: 連結裡一秒繞十圈是哪招
推 rettoly: 詳細計算推
推 pocky0511: 黑洞本體是不可視 但是你看到的黑洞背後被彎曲的光線
推 jojoStar: 台灣是科學沙漠
推 gbllggi: 傑森包恩XD
推 Baumgartner: 國外有人算了  要造成6萬倍延遲 行星要離黑洞非常近
→ Baumgartner: 會在洛希極限內  所以基本上岩石行星都會被扯碎
→ LunaDance: Roche limit不適用 廣相重力非線性且kerr黑洞非球體
→ LunaDance: 他這篇問題在  0.5rs內根本飛不出來  有去無回阿
噓 yushenglu: 星際效應是愛的意思 前面設定一堆 但用愛就推翻了
噓 ontherun3325: 你讀什麼系的?
→ LearnRPG: 所以用原po推估的 反而是曼恩的9au最遠 劇中反而不是
推 Wonderwalk: 早就說是神作
推 WalterbyJeff: 一想到一顆大黑洞在該行星旁邊，就渾身不舒服 ~.~
推 Zeroyeu: 這些理論讓那些打死不信本片有科學觀點的酸酸痛哭崩潰耶
推 appleball200: 認真推
推 jitaomef: 推潮汐力跟星球密度那點!!