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来源：果壳网 （霁蓝/编译）炎热的夏天又要到了，看着火辣的太阳，不禁想抽点时间想象一下：在一个没有“年”概念的世界里——地球由于某些原因停止了公转——生命会是什么模样。 诚然，这个问题很奇怪，但最近我在思考的过程中简直着了魔。并不因为它有什么特别，单纯是因为它（至少对我来说）很吸引，思考起来也很有意思。 如果宇宙里伸出一根巨大的指头，让地球慢慢地停止公转，会发生啥事儿？ 没啥好事。 来自己动手试试看吧。 在下方的模拟器中点“开始”（Start）键。你就能看到一个行星围绕太阳进行公转。 模拟器来源：Phet交互模拟机构/科罗拉多大学 现在试着点“重置”（Reset）键，拖动写有“V”的圆圈来减少行星公转的速度，再点击一次“开始”键。会发生什么呢？（你玩这个的时候，也可以试试下拉菜单中各种不同的场景，并观察相应情境下的“重力之舞”——对，你会在上面花很多时间的。） 如果你把行星的速度降到足够慢，就能看到它撞向太阳了。 为什么会撞向太阳？ 想要知道撞太阳的原因，我们先来复习一下公转产生的原因。每个仰望夜空的孩子，总会在某个时刻提出一个问题：“为什么月亮不会掉下来呢？”答案非常简单，虽然动用了牛顿那样的伟大头脑才被解决（或许天才的标志就是能用简单的答案回答孩子们的问题）。 如果牛顿来回答孩子们的问题，答案也许会是——月亮的确会掉下来。它在持续地下落。所谓绕轨道运行,其实是这样一种状态：你一直在下落，但却一直在偏离你要落向的物体。在《银河系漫游指南》中，道格拉斯·亚当斯描述了飞行的秘密。“诀窍就是，”他写道，“学习怎样把自己往地上扔，并错过着陆目标”。事实证明，这个描述也能极佳地解释轨道内物体的运动状态。 不过以下才是牛顿对这个问题的解释：想象一下从某一高度发射一枚加农炮弹。如果发射加农炮弹的速度大，它在撞到地面前飞出的距离就远。发射时炮弹速度越大，它飞出的距离就越远。  牛顿解释轨道运动。图片来源：youtube.com 但是稍等——地球是圆的喔。这就意味着如果发射时初速度足够大，它飞行的距离就可能远到一种地步：当它理应撞向地面时，它下方的地面已经弯过去了。因此加农炮弹持续向地面下落，而地面也相应地继续弯曲。这个情况成了无止境的自由下落——加农炮弹开始绕地球旋转了！ 所以，轨道运动与一般的自由落体运动的区别就在于，物体的速度大到足够避开下落目标。想象一下在初速度为零的情况下扔下一枚加农炮弹，和将它发射到近地轨道的区别。 同理，如果地球的公转速度全部消失，地球便会径直落向太阳。它失去了避开太阳所需的速度。 停止公转，奔向太阳 那么这种“地球落体”的过程需要多久才会完成呢？ 我会跳过演算步骤，直接告诉你得出的结果。大约过64天半，我们就会下落到灼热的太阳中心。 不过别担心，在这之前我们早就死透了。 地球落向太阳的过程是加速运动。它下落得离太阳越近，日光越强烈，因此地球的温度开始上升。 下面这张图描述了这64天半里地球的平均温度。  图片来源：Aatish Bhatia 调整一下纵坐标，我们能看到，绝大部分的升温都发生在地球的最后一天。  图片来源：Aatish Bhatia 你能看出，很快情况就会变得不容乐观。就让我们开起更大的脑洞，脑补一下地球撞向太阳时会是怎样的情况吧。下面就是我基于科学的实况报道《地球末日六十四天半》。 第0天 我们开始了跌向太阳的旅程。 第6天 经历了6天的坠落，地球的温度上升了约0.8℃，与1880年至今我们星球的温度上升幅度相同。你也许还不怎么觉得热，但是变化马上就要来了。 第21天 全球平均温度上升了约10℃，到达35℃（95℉）。我们的地球正在经历极端剧烈的全球性热浪。这次温度上升与2003年创纪录的欧洲热浪不相上下。农作物正在死去。 第35天 地球落体已经过了一个多月，我们已经走过了整个奔日路程的五分之一。日光又亮又毒猛烈到简直不能忍，在视觉上也明显增大。全球平均温度达到58℃（137℉），已经超过了有记载以来的地球最高温度记录，也就是美国加州死亡谷测量到的56.7℃（134℉）。 对于地球上的大多数人来说，在没有空调的情况下，地球已经没法活了。到这个时候，电力基础设施要么捉襟见肘，要么就已经停止输出。森林火灾在荒野肆虐，不能打洞或设法逃避酷热的陆生动物正走向灭绝。 同样地，昆虫也受到高温的影响并死去。持续升高的水温导致鱼类也慢慢死光，因为温度较高的水所溶解的氧气减少，而氨却增多（氨对鱼类有毒），整个水生食物链会因而断裂、崩溃。 温度过高以至于陆地上最耐热的生物之一——撒哈拉银蚁（Cataglyphis bombycina）都无法生存（它们能耐受53.6℃的高温）。不过，撒哈拉沙漠蚁（Cataglyphis bicolor）到还能茁壮生长，它们可以耐受70℃的高温。作为食腐动物，这种蚂蚁以其它因酷热死去的生物尸体为食——现在地球上到处都是它们的食物了。  “奔日”一个月后，撒哈拉沙漠蚁还能坚强地活着。图片来源：natur-portrait.de 第41天 我们现在已经穿过了金星轨道。全球平均温度达到了76℃（169℉），即使是撒哈拉沙漠蚁也因酷热而无法存活。 然而庞贝蠕虫（Alvinella pompejana）还在坚持着。这种神奇的生物能长到13厘米（5英寸）长，目前已知它能在80℃下存活。一般认为，庞贝虫的耐热超能力来自它们背上的一层羊毛状细菌保护层，这层东西能够起到隔热作用。这种蠕虫是科学界已知除了水熊虫们（过一会儿就说到它们了）之外最耐热的多细胞生物。  庞贝蠕虫。图片来源：EOL/flickr 第47天 我们刚刚脱离宜居带，跟太阳系中既不过冷也不过热、适合生物持续生长的黄金地带说了再见。 在103℃（217℉）的高温下，地球环境温度已经超过水的沸点。地球上的海洋都正在沸腾了。液态水已无法继续存在于地表的多数地方，水蒸气包裹了这颗行星。如今地球上绝大多数，尤其是多细胞生物都已灭绝，连超级耐热的庞贝蠕虫都熬不下去了。超嗜热生物（例如耐热细菌）还能在海洋深处因水压抑制水沸腾而存活（甚至良好地繁殖）。耐火植物还撑着没有灭绝。 水熊虫（Tardigrades）是已知存活能力最强的生物。天了噜，这种生物甚至能在真空、极寒和太空强辐射环境中能存活长达10天。它们的的确确是地球最强的生存者之一。  身负隐生绝技的水熊虫，在接近50天的当口仍然存活着。图片来源：Bob Goldstein and Vicky Madden, UNC Chapel Hill 到了这个地步，水熊虫可能才刚刚发现情况不太对劲。它们大概会减缓新陈代谢，蜷缩起来并自行脱水到体内水分降至原本的1%，以此自保。它们能在这种叫做“小桶状态”的干燥状态下存活并休眠将近十年。 第54天 永别了，亲爱的水熊虫们。你们活得最久。虽然你们能在近乎绝对零度到151℃这么可怕的温度范围内存活，但现在，地球的温度已经超过160℃，连你们也会觉得太热了。 第57天 我们已经飞过水星轨道，成为了离太阳最近的行星，离大结局还有一周。地球环境温度已超过200℃。 第64天 地球终于来到了它生命的终点。由于地球速度在运动过程中累积到极大，近处太阳的引力也很强烈，我们将在这天下午1点时走完整段旅程最后的7%。太阳的引力太大，以致于地球前端受到的拉力远远大于后端。这种引力差，或说潮汐力，把地球拉成了椭圆形。岩浆从地壳的裂痕与缝隙中喷出。 这天的初始温度是800℃，暖和极了。天空中的太阳有平常的14倍大。正午时分，温度达到2000℃，足以让岩石熔化。地表化成了岩浆。 十二点半，我们马上就要走到头儿了。太阳大到填满了整个天空。地球已经越过一条有去无回的界限，洛希极限（Roche limit）。在这里，太阳对地球造成的潮汐力大于地球对自身的约束。一旦越过洛希极限的半径，重力造成的潮汐效应就会把地球撕裂成岩浆和熔岩构成的小点儿的球体。  经过洛希极限，地球将正式玩完。图片来源：tumblr.com 这就是我们支离破碎的星球终于到达旅途终点——太阳时的境况。祝大家旅途愉快。 后记 在大家开始担心地球会撞向太阳之前，先想想这个：地球的公转线速度约是每秒30千米。换言之，想要达到上面博文中的状况，我们得先拨停这么大的速度。相比之下，难度稍低（也并没有低多少）的情况就是，要是有只上帝之手能推我们一下，让线速度达到逃逸速度，也就是每秒42.1公里，其实地球就能摆脱太阳的引力并成为一颗流浪行星啦！呃，我写这段的时候，本来真的是为了安抚你们的。 （编辑：Calo） |
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