對於這個問題,可以先做個簡單計算。在地球表面,靜止在地面上的物體滿足以下關係式:

F=GMm/r^2=mg

其中G表示萬有引力常數,M表示地球質量,m表示物體質量,r表示地球半徑,g表示地球表面的重力加速度。

按照題主的假設,地球的半徑變為原來的4倍,重力(地球表面)變為原來的2倍,那麼,根據上式可以計算出,地球的質量將會變為原來的32倍。更大的質量使得地球能夠產生更強的引力作用,這意味著地球將會束縛住更多的氣體,所以地球大氣會變得更為稠密,表面大氣壓也會隨之變高。

由於體積與半徑的立方成正比,所以地球的體積會變為原來的64倍,這意味著地球的平均密度將只有原來的一半。地球的主要質量組成包括岩石、鐵鎳合金以及水,其中只有水的密度小於地球平均密度。如果地球變大,這意味著地球將可能會有更深的海洋,洋流也會發生變化。

此外,如果地球半徑變為原來的4倍之後,地球仍然保持原有的自轉周期,即自轉角速度保持一致,那麼,這會導致地球表面的自轉線速度變為原來的4倍,這可能會導致氣候變得更加紊亂。

根據圓周運動的規律:

F=GMm/r^2=mv^2/r

其中r表示公轉軌道半徑,v表示公轉軌道速度。

如果月球仍然位於原來的軌道上,由於地球質量變為原來的32倍,將會導致它的公轉速度變為原來的4√2倍,月球繞地球的公轉周期將減少為不到5天。由於月球會受到地球更強的潮汐作用,導致月球在誕生之後不久很快就會被潮汐鎖定。另一方面,只要地球處在原來的軌道上,地球的公轉不會有變化。


只考慮地球,假設地球密度均勻,球的質量=密度×4πr3/3,半徑增加4倍,質量則增加64倍,由萬有引力F=GMm/R2,重力理論增加4倍,但結果題設中只增加的兩倍,說明質量只增加了32倍,那麼地球的密度縮小2倍。地球組成元素比例發生大規模改變。

從太陽系來看,首先我們現在的月球和地球的距離約為當前地球半徑的60倍。地球質量增加32倍,距離不變,則月球的月球受到的萬有引力將會增加32倍,如果月球繞地球轉動速度不變,則會被地球引力拉到地球從而發生碰撞。同理,如果地球公轉速度不變,則會被拉到太陽上和太陽融合一體。

無論哪一個方面來看,如果地球起初就是這個模樣,現在的人都不可能出現。如果地球突然變成這樣,請參考第二段內容,地球沒有未來了,地球的未來就是和太陽相撞,任何地球生態的變化都沒有必要分析了。


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