如果彗星碎片撞击地面，真会像《你的名字。》中那样吗？

知乎日报 · 公众号 · 问答 · 2016-12-12 18:15

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题图来源：《你的名字。》

知友 | One Two

以下分析基于电影提供的信息以及 Impact: Earth! 的模拟。

「是否合理」，我们首先需要定义「合理」。就当前的人类认知而言，符合模型可认为是「合理」。

具体地说，将影片提供的信息输入 Impact Earth 进行模拟，如果模拟结果和影片展现的一致，就可以认为是「合理」的。

我们打开 Impact Earth 的网站，看看模拟一次陨石撞击需要什么参数。

我们需要：

陨石直径
陨石密度
陨石入射角
陨石入射速度
撞击点性质

最后还要属于和撞击点的距离，这个主要是估算不同距离下的伤害。

陨石的直径以及密度信息我们可以直接从电影中获得：40m，密度与铁相近。

至于陨石入射角，传统的陨石入射角大多在 30°~45°，但电影中陨石落在糸守镇以前，可以明显发现其倾角近乎垂直。我事后量了一下，是 80°左右。

入射速度有点麻烦，电影没有提供直接信息，不过我们可以推算一下。

我们知道彗星在 2013 年 10 月 4 日 19 时 40 分经过近地点，当时彗星位于天鹰座与盾牌座的交界处：

此处有一个 bug，2013 年 10 月 4 日是农历三十，看不到月亮。

从电影中我们还可以知道，彗星近地点小于一个地月距，从电影中的示意图推测，只有地月距离的不到一半，暂且认为是 18 万千米。

而从上图的模拟我们得知，彗星在近地点时离黄道面还有一段距离（黄纬约 17°），简单的三角函数计算可知彗星与地球的实际距离约为 19 万千米。另外也有答主表示原著小说提到彗星近地点距离地球仅 15 万千米，也可作为一个参考。

继续关注电影，电影中提到 19 时 50 分左右发现彗星分裂，20 时 42 分陨石撞击，中间仅过去 52 分钟。

根据陨石入射角以及电影表现，不难得知撞击糸守镇的彗星碎片在脱离彗星后是径直冲向地球的，那么问题就化为一道简单的小学数学追及问题：地球与陨石相距 19（15）万千米，52 分钟后陨石撞击地球，求陨石的平均速度。

易得陨石相对地球的速度为 61（48）千米 / 秒，综合考虑其他因素，我们把速度定在 60 千米 / 秒好了。

至此所需参数已全部得到，撞击点性质默认，距离选 5 千米，然后就是「CALCULATE IMPACT」。

模拟结果（部分）如下：

The projectile begins to breakup at an altitude of 35700 meters = 117000 ft
The projectile reaches the ground in a broken condition. The mass of projectile strikes the surface at velocity 31.4 km/s = 19.5 miles/s
Final Crater Diameter: 2.16 km ( = 1.34 miles )
Final Crater Depth: 460 meters ( = 1510 feet )
Visible fireball radius: 1.01 km ( = 0.626 miles )
The fireball appears 45.8 times larger than the sun

Damage Description:
Multistory wall-bearing buildings will collapse.
Wood frame buildings will almost completely collapse.
Highway truss bridges will collapse.
Glass windows will shatter.
Up to 90 percent of trees blown down; remainder stripped of branches and leaves.

接下来我们可以把模拟结果与电影场景一一对照。

首先是下落过程，空中解体有展现。

有同学通过电影中陨石下落的长镜头判断没有出现火球，我倒是觉得这一段是将陨石坠落的过程艺术化了，特地把陨石画小，搭配上 BGM 的感觉更是如此，你看 BGM 一点都不悲壮。

电影中倒是有另外一幕：

不是科班，不知道这样子算不算有火球？（另外图书资料中也有火球形象）

陨石撞击后的破坏力，模拟是这样说的（5 千米范围）：

多层墙体承重建筑倒塌
木结构建筑近乎完全被摧毁
公路桁架桥倒塌
玻璃碎裂
高达 90% 的树木倒下，剩下的损枝残叶

图我就不截了，总体观感还算接近。

最后一个，形成的陨石坑。电影中有多个展现新陨石湖的镜头，但我反复对比发现这个新陨石湖忽大忽小......有的场景会比糸守湖稍大，有的场景又仅仅为糸守湖的一半大。

若以电影中出现的图书资料为准，新陨石湖的直径应为 1.2 千米左右，而模拟结果中陨石坑直径为 2.1 千米。不过要注意陨石湖和陨石坑大小不一定完全一致，陨石湖比陨石坑稍小完全说得过去。

总的来说，我认为诚哥还是很合理的（笑）。

P.S. 我觉得最不合理的地方在于碎片离开彗星后完全变向直奔地球，这真的是完全不按套路出牌啊啊啊啊啊。

P.P.S. 这道题三个月前就有人邀请我回答 Orz，我是昨天才看的！被剧透了一脸......

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