宜居帶的月球

  月球是地球的衛星,和地球一樣都是在太陽系的宜居帶,現在我們對生命的理解,宜居帶的星球纔有機會產生生命。那爲什麼月球沒有生命呢?

  那回答這個問題前,我們要知道月球的質量是地球的1/81。最簡單的答案就是月球沒有足夠的質量,因此沒有足夠強的引力來保持大氣層。沒有大氣層,就沒有生命

  那爲什麼月球沒有大氣層呢?

  爲了更全面地解釋這一點,你需要理解氣體速度的玻爾茲曼分佈。你一定知道,氣體分子四處運動,互相撞擊,撞在容器的壁上。這些混沌的碰撞和相互作用意味着,在任何時刻,在任何給定體積的氣體中,都有一定範圍的氣體分子速度。

  這個範圍將被分子所填滿。簡單地說,會有一小部分分子運動非常非常慢,而大多數會接近平均速度,而總體中的一些分子運動非常非常快。這些快速分子是那些被碰撞增壓的分子,它們沒有撞擊任何其他東西來減速。注意,當你加熱氣體時,範圍會變大。

  氮氣在不同溫度下的相對分子速度

  現在我們看x軸。你可以看到,即使在室溫(300K)下,一小部分氣體分子也在以每秒1公里速度移動。

  如果你要去掉x軸上速度超過1公里每秒的每個氣體分子,剩下的分子將再次展開相同的分佈, 主要是因爲氣體密度會已經下降,允許氣體行進更長的距離而不會減速。

  碰撞的物體越少,意味着你通常可以走得更快,即使你發生高能碰撞的風險降低了。

  月球表面的逃逸速度約爲2.4 km/s(地球的逃逸速度爲:11.2公里/秒),表面溫度約爲100攝氏度(375K)。

  如果一罐氮氣被釋放到月球上,你就會看到,大部分氣體的運動速度足夠慢,不會在一開始脫離月球的引力,但是在上面玻爾茲曼分佈的最前端,有一小部分氣體的運動速度足夠快。

  更多沒有完全逃逸出的氣體將會到達很高的月球軌道,並進一步由於與太陽風粒子的相互作用而消失。

  這些失去的快速移動的氣體種羣將從原來的總種羣中被替代,直到基本上所有的氣體都消失。

  以後人類會在月球生活嗎

  即使你從一個10千米厚的氮層開始,在整個月球表面1個大氣壓的壓力下,月球表面的壓力會在幾個小時內回到接近真空的狀態,因爲這個大氣會散開並被吹走。

  沒有大氣,就沒有任何東西可以呼吸,也沒有任何東西可以保持水的液態。以我們隊生命的理解,這是沒法產生生命的!

  好了,如果月球確實有足夠高的質量來容納大氣層,我相信它上面會有生命。不過那樣的話,月球就不會跟着地球走了!

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