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【讨论】被恒星潮汐锁定后的行星上文明存在的形式?

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这几天一直在脑补这样一种情况:

  1. B行星绕着A恒星旋转,被该恒星潮汐锁定。
  2. B行星整体情况与地球类似,存在水,存在大气,存在磁场,并处于该星系的宜居带内。

需要讨论的是这样的行星上是否允许文明的存在,如果存在的话其形式如何?

以下是一些猜测:

  1. 行星向阳面温度很高、背阳面温度很低,那么行星的晨昏线周围就可能存在一个温度适宜生存的环形区域,姑且先把它叫做“生物环”
  2. 由于行星两面的温差极大,而且行星还存在大气,那么“生物环”可能就常年大风肆虐,不能形成稳定的气候
  3. 行星向阳面阳光强烈,“生物环”应该在向阳面的边缘处建设太阳能收集站,而向阳面的中心地带由于温度过高,岩石圈融化,形成一片火的地狱
  4. 由于向阳面温度极高,水无法以液态、固态稳定存在,整个行星的水都由于大气循环的作用逐渐搬运到了背阳面。因此背阳面是广阔的黑暗冰原。“生物环”的水源只能来自于背阳面
  5. 由于“生物环”地表的风力极大,人类只能生存在“生物环”的地下。地下的能源和资源还不足以维持文明的延续,人类还必须依靠向阳面的能源和背阳面的资源生存。

暂时就脑补了这么多,欢迎加入讨论,继续补充这个设定。。。

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评论 (40) 只看楼主

热门评论

  • 2014-04-19 23:52 曹小喵回来了 科幻迷,天文爱好者,地质学研究生 只看Ta

    有几点我觉得是对的,比如水都去了背面而且被冻上了,标准的极寒之地,极寒之地的星空一定很漂亮~至于温度能降到多少……我估计不会比月球背面高太多……而正面……参考月球正面?实际上由于大气的存在应该不至于这么凶残……不过肯定比目前的地球恶劣。

    所以融化岩石应该不至于,比较担心的事情是……海洋应该会消失……这有可能会导致化学风化停滞,CO2也许会在大气中慢慢积累……当然这些都是几百、几千万年的事情了。

    我倒是觉得最终会是另一番景象:
    1背面是冰原,而正面则是大沙漠。
    2在宜居带内也许会有绿洲什么的,围绕着残余的海洋。
    3交界处将会吹着巨大的风,从寒冷的背面吹响正面,然后温度逐渐升高。到达正面后在地表的高温下加热抬升,然后到达高处变冷,然后向背面移动,形成循环。这个循环会把水源源不断地从正面带向背面,如果没有人类活动干预,任何液态水都不会存在。因为干燥的风会把中间那些水带走。
    4生物几乎无法活动,而火山活动应该还能进行,CO2会不断的由火山带出来,而俯冲带由于缺水,也会使得火山越来越难以形成……于是最后似乎也挺稳定的。当然具体影响还未知……
    5人类真的不用担心能源,风电排一圈,风力稳定。
    6于是最后的景象也许会很有诗意,引用一句@迟卉黑小猫 的文:

    “天空中没有半点黑夜即将到来的迹象,巨大的太阳一动不动地卧在地平线尽头,深红色的阳光照亮小镇,把每个人的面孔都涂抹成病态的红色。戈里泽行星的一面永远朝着太阳,另一面永远黑暗。人们在晨昏线上建起基地和移民小镇,生活在永恒的黄昏里——或者黎明,取决于你的心情如何。#伪人2075#

    http://weibo.com/1660368087/AC9SVa6Ii


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  • 1楼
    2014-04-19 23:52 曹小喵回来了 科幻迷,天文爱好者,地质学研究生 只看Ta

    有几点我觉得是对的,比如水都去了背面而且被冻上了,标准的极寒之地,极寒之地的星空一定很漂亮~至于温度能降到多少……我估计不会比月球背面高太多……而正面……参考月球正面?实际上由于大气的存在应该不至于这么凶残……不过肯定比目前的地球恶劣。

    所以融化岩石应该不至于,比较担心的事情是……海洋应该会消失……这有可能会导致化学风化停滞,CO2也许会在大气中慢慢积累……当然这些都是几百、几千万年的事情了。

    我倒是觉得最终会是另一番景象:
    1背面是冰原,而正面则是大沙漠。
    2在宜居带内也许会有绿洲什么的,围绕着残余的海洋。
    3交界处将会吹着巨大的风,从寒冷的背面吹响正面,然后温度逐渐升高。到达正面后在地表的高温下加热抬升,然后到达高处变冷,然后向背面移动,形成循环。这个循环会把水源源不断地从正面带向背面,如果没有人类活动干预,任何液态水都不会存在。因为干燥的风会把中间那些水带走。
    4生物几乎无法活动,而火山活动应该还能进行,CO2会不断的由火山带出来,而俯冲带由于缺水,也会使得火山越来越难以形成……于是最后似乎也挺稳定的。当然具体影响还未知……
    5人类真的不用担心能源,风电排一圈,风力稳定。
    6于是最后的景象也许会很有诗意,引用一句@迟卉黑小猫 的文:

    “天空中没有半点黑夜即将到来的迹象,巨大的太阳一动不动地卧在地平线尽头,深红色的阳光照亮小镇,把每个人的面孔都涂抹成病态的红色。戈里泽行星的一面永远朝着太阳,另一面永远黑暗。人们在晨昏线上建起基地和移民小镇,生活在永恒的黄昏里——或者黎明,取决于你的心情如何。#伪人2075#

    http://weibo.com/1660368087/AC9SVa6Ii


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  • 2楼
    2014-04-19 23:59 LePtC 物理学博士生 只看Ta

    岩石融化有点夸张了,如果这个星球大气层足够厚的话就无压力了,类似地球上极昼的地区 ...

    我觉得向阳面浓密的云会把大部分阳光直接反射回太空,宜居带的面积应该比你设想的大一些

    另外这也得看运气,如果向阳面是海洋的话就很好,如果向阳面是陆地甚至沙漠的话就另说了 ...

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  • 3楼
    2014-04-20 00:08 LePtC 物理学博士生 只看Ta

    不行,照我这个思路想下去这个行星就变成金星了 ...

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  • 4楼
    2014-04-20 00:23 ProtossProbe 工程力学专业,果壳SpaceX小组组长 只看Ta
    引用@萨摩家的曹小喵 的话:有几点我觉得是对的,比如水都去了背面而且被冻上了,标准的极寒之地,极寒之地的星空一定很漂亮~至于温度能降到多少……我估计不会比月球背面高太多……而正面……参考月球正面?实际上由于大气的存在应该不至于这...

    还可以利用风能这一点确实没想到。。。考虑到宜居带没那么大,风又很强,能源问题应该差不多解决了。

    剩下还是水的问题,如果宜居带的人要在地表生存的话,就必须要保证宜居带的地表水不被大风吹干,这样的话就要在宜居带上建造一个巨大的楔形结构用来遮蔽大风。大概像这样。。?

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  • 5楼
    2014-04-20 00:25 ProtossProbe 工程力学专业,果壳SpaceX小组组长 只看Ta
    引用@LePtC 的话:岩石融化有点夸张了,如果这个星球大气层足够厚的话就无压力了,类似地球上极昼的地区 ... 我觉得向阳面浓密的云会把大部分阳光直接反射回太空,宜居带的面积应该比你设想的大一些 另外这也得看运气,如果向阳...

    能形成那么厚的云么?循环到背阳面水都要凝结了吧。。。可能二氧化碳也要凝结。。

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  • 6楼
    2014-04-20 00:27 曹小喵回来了 科幻迷,天文爱好者,地质学研究生 只看Ta

    我觉得吧,几排密集的风车围绕一圈也够了,水嘛,把电力用来融化冰雪吧~~这样的话至少能造出一个个小绿洲~~大家就都变成了西部片的牛仔~~实际上风车有可能会减弱风力,所以说不定大家不用那么苦逼~~

    这么宏大的问题怎么能不@Ent !!快来呀~~

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  • 7楼
    2014-04-20 00:28 曹小喵回来了 科幻迷,天文爱好者,地质学研究生 只看Ta
    引用@LePtC 的话:不行,照我这个思路想下去这个行星就变成金星了 ...

    不可能~大气对流会把水不可逆的运到背面……再大的海洋也没用~背面的低温……说不定CO2也真的要凝固了……同样……不可逆……

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  • 8楼
    2014-04-20 00:36 Ent 古生物学博士生,科学松鼠会成员 只看Ta

    可以参考1965年以前以水星为背景的科幻小说……

    那以前人们以为水星是被潮汐锁定了的

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  • 9楼
    2014-04-20 00:39 曹小喵回来了 科幻迷,天文爱好者,地质学研究生 只看Ta
    引用@Ent 的话:可以参考1965年以前以水星为背景的科幻小说…… 那以前人们以为水星是被潮汐锁定了的

    水星没有大气……而且离太阳太近了【好吧当时的人们应该知道水星的距离吧……

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  • 10楼
    2014-04-20 00:42 Ent 古生物学博士生,科学松鼠会成员 只看Ta

    顺便说,那个曾经火了一阵的疑似宜居行星Gliese 581 g很可能就是被潮锁了


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  • 11楼
    2014-04-20 00:43 Ent 古生物学博士生,科学松鼠会成员 只看Ta
    引用@萨摩家的曹小喵 的话:水星没有大气……而且离太阳太近了【好吧当时的人们应该知道水星的距离吧……

    1965年人们还觉得火星上可能有植物呢……我们对行星的了解其实不过这几十年

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  • 12楼
    2014-04-20 00:45 Ent 古生物学博士生,科学松鼠会成员 只看Ta
    引用@萨摩家的曹小喵 的话:水星没有大气……而且离太阳太近了【好吧当时的人们应该知道水星的距离吧……

    另外,稠密大气对流原则上是可以把热传过去的,金星对太阳旋转速度是地球一百多分之一,但是基本上“昼夜”一样热。月球这样没大气的就很惨

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  • 13楼
    2014-04-20 00:47 曹小喵回来了 科幻迷,天文爱好者,地质学研究生 只看Ta
    引用@Ent 的话:另外,稠密大气对流原则上是可以把热传过去的,金星对太阳旋转速度是地球一百多分之一,但是基本上“昼夜”一样热。月球这样没大气的就很惨

    =。=大气原来作用这么大……不过地球跟金星不一样

    这个模型里我觉得温室效应依旧不强,所以温差应该还是很大……

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  • 14楼
    2014-04-20 00:49 Ent 古生物学博士生,科学松鼠会成员 只看Ta

    当然这取决于星球的大小和大气的稠密程度……还有大气的成分。如果保持氧气基本不变、改下二氧化碳和氮气的分压,我们应该能做出很多种不同形态的星球面貌

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  • 15楼
    2014-04-20 00:50 ProtossProbe 工程力学专业,果壳SpaceX小组组长 只看Ta
    引用@Ent 的话:当然这取决于星球的大小和大气的稠密程度……还有大气的成分。如果保持氧气基本不变、改下二氧化碳和氮气的分压,我们应该能做出很多种不同形态的星球面貌

    如果就以地球来进行分析呢?

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  • 16楼
    2014-04-20 00:53 Ent 古生物学博士生,科学松鼠会成员 只看Ta
    引用@SpaceXploration 的话:如果就以地球来进行分析呢?

    不知道啊,这具体细节得建模,我不会……

    不过也许有人做过吧,我查查文献

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  • 17楼
    2014-04-20 00:58 Ent 古生物学博士生,科学松鼠会成员 只看Ta
    引用@萨摩家的曹小喵 的话:=。=大气原来作用这么大……不过地球跟金星不一样 这个模型里我觉得温室效应依旧不强,所以温差应该还是很大……

    哇靠居然真有人做……Gliese 581 g

    http://arxiv.org/pdf/1010.4719v3.pdf

    假定它是被潮锁的比例缩放版地球

    虽然我没太看懂论文本身,但看起来温度很均匀,同纬度温度相差不过二十来度而已

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  • 18楼
    2014-04-20 01:11 Ent 古生物学博士生,科学松鼠会成员 只看Ta

    果然还是找到了


    http://www.meteo.mcgill.ca/~tmerlis/coupled_tidally_locked.html

    地球潮锁模拟~

    向阳290K,大量降水,背阴240K,几乎无降水。50年内不会有大范围海冰。




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  • 19楼
    2014-04-20 01:11 曹小喵回来了 科幻迷,天文爱好者,地质学研究生 只看Ta
    引用@Ent 的话:哇靠居然真有人做……Gliese 581 g http://arxiv.org/pdf/1010.4719v3.pdf 假定它是被潮锁的比例缩放版地球 虽然我没太看懂论文本身,但看起来温度很均匀,同纬...

    看了看……没那么极端嘛……那就好办多了……连大海都能正常存在了,不需要一个沙漠冰川星了~

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  • 20楼
    2014-04-20 01:12 Ent 古生物学博士生,科学松鼠会成员 只看Ta [0] |
  • 21楼
    2014-04-20 01:13 曹小喵回来了 科幻迷,天文爱好者,地质学研究生 只看Ta
    引用@Ent 的话:果然还是找到了 http://www.meteo.mcgill.ca/~tmerlis/coupled_tidally_locked.html 地球潮锁模拟~ 向阳290K,大量降水,背阴240K...

    话说回来长期趋势……还真不好说呀,如果存在稳定的温度差那么水的运移一定是不可逆的

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  • 22楼
    2014-04-20 01:29 ProtossProbe 工程力学专业,果壳SpaceX小组组长 只看Ta
    引用@Ent 的话:靠居然真有人做……Gliese 581 ghttp://arxiv.org/pdf/1010.4719v3.pdf假定它是被潮锁的比例缩放版地球虽然我没太看懂论文本身,但看起来温度很均匀,同纬度温度...

    50年不足以说明问题啊……不过时间太长的话也没人模拟吧……

    来自果壳网移动版
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  • 23楼
    2014-04-20 01:41 ProtossProbe 工程力学专业,果壳SpaceX小组组长 只看Ta


    The net evaporation field (evaporation minus precipitation) shows that atmospheric water vapor is transported from the night side to the day side. ……为什么水蒸气从背阳面运向向阳面啊…

    来自果壳网移动版
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  • 24楼
    2014-04-20 02:51 曹小喵回来了 科幻迷,天文爱好者,地质学研究生 只看Ta
    引用@SpaceXploration 的话:The net evaporation field (evaporation minus precipitation) shows that atmospheric water vapor is tr...

    难道是干热的空气会携带一部分水汽?但是总体我是不看好的……

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  • 25楼
    2014-04-20 03:45 赵雪冰Steven 只看Ta

    如果星球表面水足够多,整个表面都是海洋,我觉得海洋能稳定存在,水不会全被搬走。而且由于大气的作用,温差不会很离谱

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  • 26楼
    2014-04-25 12:06 Peroxisome 只看Ta

    如果没有海洋的话,生物将如何起源?或许在生物圈内会有一个环形的海洋,这样可行吗?

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  • 27楼
    2014-04-25 12:07 GRB130427A 只看Ta

    我觉得你们都忽略了一个大问题——卫星!

    拿地月系统来说,只要月球还在绕地公转,且公转周期不等于地球饶日公转周期,地球就不可能完全被潮汐锁定,月球的转动肯定会带动地球潮汐,使地球有与随月球公转一起自转的倾向

    所以,如果地球完全被太阳潮汐锁定,要么月球已经远离到不足以影响地球的程度,要么是被太阳剥夺了角动量失去足够多的轨道速度最终撞到了地球上...


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  • 28楼
    2014-04-25 12:09 Peroxisome 只看Ta
    引用@SpaceXploration 的话:还可以利用风能这一点确实没想到。。。考虑到宜居带没那么大,风又很强,能源问题应该差不多解决了。 剩下还是水的问题,如果宜居带的人要在地表生存的话,就必须要保证宜居带的地表水不被大风吹干,这样的话就要在...

    我倾向于这种结构是在长期的风力作用下,宜居带与阴面交界处形成的自然地貌。不知道是否正确

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  • 29楼
    2014-04-25 14:47 中二病患者没得治 只看Ta

    虽然不懂得考虑很多东西,但是我觉得我特别爱看这类的讨论。

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  • 30楼
    2014-04-25 15:09 ProtossProbe 工程力学专业,果壳SpaceX小组组长 只看Ta
    引用@上海大众 的话:觉得你们都忽略了一个大问题——卫星!拿地月系统来说,只要月球还在绕地公转,且公转周期不等于地球饶日公转周期,地球就不可能完全被潮汐锁定,月球的转动肯定会带动地球潮汐,使地球有与随月球公转一起自转的倾...

    这个确实……但是我们讨论的重点是在被恒星锁定,所以应该忽略卫星的影响

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  • 31楼
    2014-04-25 15:14 ProtossProbe 工程力学专业,果壳SpaceX小组组长 只看Ta
    引用@上海大众 的话:觉得你们都忽略了一个大问题——卫星!拿地月系统来说,只要月球还在绕地公转,且公转周期不等于地球饶日公转周期,地球就不可能完全被潮汐锁定,月球的转动肯定会带动地球潮汐,使地球有与随月球公转一起自转的倾...

    这个确实……但是我们讨论的重点是在被恒星锁定,所以应该忽略卫星的影响

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  • 32楼
    2014-05-07 14:05 章鱼喵.时见疏星 理论物理专业,西夏文爱好者 只看Ta [0] |
  • 33楼
    2014-05-07 15:10 ProtossProbe 工程力学专业,果壳SpaceX小组组长 只看Ta
    引用@章鱼喵.时见疏星 的话:New paper here http://arxiv.org/abs/1405.1025

    WOW,热气腾腾新出炉的论文

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  • 34楼
    2014-05-07 15:19 章鱼喵.时见疏星 理论物理专业,西夏文爱好者 只看Ta
    引用@SpaceXploration 的话:WOW,热气腾腾新出炉的论文

    这文章太烂,挂在pop physics 下面的。

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  • 35楼
    2014-05-07 15:25 ProtossProbe 工程力学专业,果壳SpaceX小组组长 只看Ta
    引用@章鱼喵.时见疏星 的话:这文章太烂,挂在pop physics 下面的。

    关键是所有的情况也只有脑补。。。没有观测数据或者仿真实验的支持。。。粗略看了一下,和我们脑补的结果差不多。。。

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  • 36楼
    2014-05-08 00:11 章鱼喵.时见疏星 理论物理专业,西夏文爱好者 只看Ta
    引用@SpaceXploration 的话:关键是所有的情况也只有脑补。。。没有观测数据或者仿真实验的支持。。。粗略看了一下,和我们脑补的结果差不多。。。

    嗯嗯,确实太复杂。

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  • 37楼
    2014-05-11 23:16 ProtossProbe 工程力学专业,果壳SpaceX小组组长 只看Ta [1] |
  • 38楼
    2015-04-04 19:01 None 只看Ta
    引用@Snowice 的话:如果星球表面水足够多,整个表面都是海洋,我觉得海洋能稳定存在,水不会全被搬走。而且由于大气的作用,温差不会很离谱

    格利泽581c就是被潮汐锁定的超级地球,由于这个星球上可能存在比地球更浓厚的大气,这个星球的阳面和阴面空气会形成对流,温差不至于太大

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  • 39楼
    2015-10-19 19:07 baishuxu 只看Ta

    虽然不想挖坟,但是还是忍不住科普一下:被潮汐锁定的行星向阳面温度不会太高,主要是大气对流的缘故。这里有篇文献就是用计算机模拟Gliese 581g如果是一个类似地球的宜居行星那么其大气环境的情况,大概需要翻墙看,给大家参考一下。

    http://arxiv.org/abs/1010.4719v3

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  • 40楼
    2016-06-19 21:51 银龙背上 只看Ta

    若空气和温度适宜,有合适的矿物更好,只要能长期在地表生存,其实都没问题,如果只能在底下生活就没啥意义了,能在地下生存的星球很多很多很多,不需要跑20光年,最近的月球都可以,21世纪的人类技术不成问题,问题是20光年的距离怎么解决。

    对,距离才是摆在人类面前最困难的。就现在的航天科技发展速度21世纪很难出太阳系,现在的火箭运输都艰难,当年美国20%的财政投入都只能拍部阿波罗电影忽悠下世人,真的登月估计要把半个美国卖了,上去的人还回不来(回来解决不了速度问题,至少2016年全地球都解决不了,没有有效减速是下不来的,空中就烧蚀完了,当然人类不是傻逼物种,想出了其他减速的方法,但至少不是阿波罗电影里“美式”神圣技能开无敌扛高温扛摩擦扛烧蚀的方法),最后空间运输技术始终落后于苏联,要把人类送上火星并真正生存下来,至少在罐子里,不知要多少百次的发射任务才能完成。

    我个人预感人类要想要真的快速取得科技上的突破只有两种可能,一是发现外星科技或者古文明科技,完成相匹配的制度,文明就能到达新的高度。二是地球统一,资源有效分配,主要是人才资源基数能迅速扩大,现有的人才资源有效分配,打破原有的技术壁垒,地球的人类文明进程加速(如果是第二种情况,人类200之内年掌握星际旅行技术是很有可能的哦~)。

    说远点的,起码要等到人类能到达半人马座阿尔法星后,地球的星际旅行技术升华后,才有可能向20光年的目标进发,看到这里肯定有人说虫洞啊,曲速啊,什么的,这些都不现实,除非反引力的准确计算公式被揭示,虫洞只能祈祷天然虫洞,目的地还是未知的,敢去的起码是要烧几百亿,还要有勇士精神。百年以上的星际旅行肯定是必要的,星舰的要求就很高了,要保存人类社会的社会形态,这至少要几千人吧?总之,人类还有很远的路要走,如果没有跨越式的技术革新,人类最强的一波估计就是热核反应为动力的星舰成熟时,依靠强大的动力进行加速,如果真是这样人类科技也快到极限了。如果地球能统一估计进程会快十几倍甚至上百倍,懂政治懂人心的人都应该理解为什么是我说的倍数会高,而不是几倍。

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