月球隕落模擬:正面撞擊

月球撞擊地球會(huì)怎么樣呢?
我們用sph方法來(lái)模擬一下。sph方法也叫光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)方法,是研究天體撞擊、分子云塌縮等問(wèn)題的一種工具,也廣泛應(yīng)用于工程計(jì)算中。不過(guò)大家對(duì)用sph方法做出來(lái)的東西一定不陌生,因?yàn)樗脖粦?yīng)用于電影和有戲的特效中。

我們假設(shè)月球以每秒10千米的初速度迎面撞向地球。
在模擬中,它很快就沒入了地球中,并且激起了一些波瀾。這使得地球在碰撞之后不能馬上平靜下來(lái),而是會(huì)有一段時(shí)間的“動(dòng)蕩”??雌饋?lái),好像碰撞對(duì)地球影響不大,但是對(duì)地球上的文明,卻是毀滅性的打擊。

我們把地球和月球的上半部分剖掉,并給它們涂上不同的顏色,以便更好地觀察。
亮黃色部分是地球的鐵核,我們假設(shè)月亮的鐵核很小,而且溫度不高,用暗綠色表示。

這里的亮度代表內(nèi)能,越亮的地方內(nèi)能越大。為了兼顧視覺效果,亮度值不是線性的,并且做了重新的映射。
以這樣的速度和角度撞擊地球,月球在達(dá)到洛希極限的時(shí)候會(huì)被地球的引力拉長(zhǎng),但并沒有被撕碎。它很快就完全打入地球內(nèi)部,月核甚至能深入到地核,并融合在一起。

現(xiàn)在我們改用亮度來(lái)表示速度,速度越快的地方就越亮,這樣我們就能夠觀察撞擊引起的振動(dòng)。我們可以看到,波在經(jīng)過(guò)地核的時(shí)候,速度變慢,發(fā)生了折射。

地震波會(huì)在撞擊點(diǎn)的對(duì)面相遇,這將激起巨大的巖石“波濤”。

我們?nèi)祟愖詈陚サ慕ㄖ镆埠茈y保存下來(lái)。
