Почему одна и та же сторона Луны всегда граничит с Землей

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-16 10:17

Как это работает? Просто положите -приличное трение. Для немного менее простого объяснения, мы должны будем надеть наши крышки науки. Но придерживайтесь его; это захватывающе. Я обещаю.

Чтобы начать, подумайте о том, как Луна вызывает крупные приливы на Земле из-за Луны, тянущейся на Землю через ее гравитационное поле. Земля оказывает такое же влияние на Луну и, будучи в 81,28 раза более массивным, эффект намного более мощный.

Итак, по мере того как масса Луны пытается идти в одну сторону (по прямой), Земля одновременно тянет ее по-другому (к Земле). Кроме того, влияние гравитационного поля Земли сильнее на стороне Луны, ближайшей к Земле, чем на дальней стороне (и то же самое с воздействием гравитационного поля Луны на разные части поверхности Земли).

Эта комбинация существенно растягивает Землю и Луну, создавая приливные выпуклости на обоих небесных телах. Это происходит по обеим сторонам каждого, с выпуклостью по бокам, наиболее близким к гравитации, и по бокам, наиболее удаленным от инерции. В последнем случае на этот вопрос меньше влияет гравитационная сила с доминирующей инерцией в этом случае. Иными словами, дело пытается двигаться по прямой от Земли, и силы тяготения здесь не так сильно способны преодолеть это, что создает выпуклость с этой стороны.

Таким образом, еще до того, как Луна была заперта с Землей, выпуклость на стороне ближайшей к Земле Луны оказалась немного ведущей благодаря трению и тому факту, что Луна вращалась быстрее, чем ее орбитальный период вокруг Земли. Таким образом, при этом слегка ведущем выпуклости, смещенном от линии гравитационного тяготения между Луной и Землей, это создало крутящий момент, при котором сверхурочное время приводило к замедлению вращения Луны до тех пор, пока оно не стало закрыто с Землей; таким образом, только одна сторона обращена к Земле. (Примечание: выпуклость на дальней стороне Луны имела противоположный эффект, но наибольшее влияние на взаимодействие с Землей было связано с выпуклостью).

Вы заметите, однако, что я сказал, что мы действительно видим около 59% поверхности Луны с Земли, а не 50%. Расхождение происходит из-за того, что орбита Луны вокруг Земли не совсем круглая, больше эллипса. Когда расстояние Луны от Земли увеличивается и уменьшается, его угловая скорость изменяется, а ее скорость вращения остается неизменной. В результате мы получаем дополнительные 9% поверхности, чем если бы у них была идеальная круговая орбита.

Другая сторона этого, как вы могли догадаться, заключается в том, что Луна оказывает такое же влияние на Землю и постепенно замедляет вращение Земли точно так же, как Луна становится замкнутой с Землей. Кроме того, по мере того как Луна замедляет вращение Земли, небольшая часть вращательного момента Земли передается на орбитальный момент Луны, в результате средний радиус орбиты Луны увеличивается примерно на 3,8 сантиметра в год с нынешними континентальными позициями и за исключением крупных геологических событий. (В отличие от того, что вы часто читаете, Луна не получает всю энергию здесь, большая часть ее преобразуется в тепло через трение, и только приблизительно 3% энергии при взаимодействии, «украденном» Луна.)

Таким образом, расстояние между Луной и Землей изменяется постепенно и в большей или меньшей степени изменяется с изменением периода вращения. Следует, однако, отметить, что это не постоянное изменение, так как здесь важны такие вещи, как крупные землетрясения, ледниковые изменения, континентальный дрейф и другие подобные геологические события, поэтому прыжковые секунды не добавляются через регулярные промежутки времени, но только при необходимости. Но общий эффект заключается в том, что со временем Луна все дальше и дальше уходит от Земли каждый год, а вращение Земли замедляется.

Теоретически, в какой-то момент через десятки миллиардов лет (с точными временными рамками, которые чрезвычайно трудно выбить из-за стольких непознаваемых факторов), одна и та же сторона Земли всегда будет сталкиваться с Луной, когда Земля будет вращаться только один раз за лунный цикл, который, по данным большинства оценок, должен составлять около 47 текущих дней Земли.

«В теории» … но этого, скорее всего, никогда не произойдет. Зачем? Примерно через 1-2-2 миллиарда лет яркость Солнца будет достаточно увеличиваться, чтобы испарить всю воду на поверхности Земли, полностью избавившись от океанских приливов, что является огромным фактором в этом взаимодействии. Тем не менее, все еще будет некоторое выпуклость земной коры, чтобы продолжить процесс в гораздо меньшей степени.

Через 5-6 миллиардов лет Солнце будет вокруг пика своей фазы Красного Гиганта, и согласно последним моделям, даже когда Солнце теряет немало массы во время этого процесса, тем самым делая орбиту Земли дальше, Солнце должно просто потреблять Землю и Луну много миллиардов лет, прежде чем такой двойной приливной замок может произойти.

Итог, в какой-то момент в ближайшие миллиарды лет или около того людям нужно будет либо найти другой дом, либо выяснить, как вручную переместить наш текущий на более удаленную орбиту, удерживая Землю в обитаемой зоне нашей солнечной системы.

Бонусный факт:

Технически нет истинной «темной стороны» Луны. Как уже отмечалось, Луна все еще вращается и, несмотря на то, что мы ее не видим, противоположная сторона с нашей точки зрения все еще получает солнечный свет во время «дня» этой стороны. Фактически, единственный раз, когда «темная сторона» Луны действительно полностью темна, мы видим полную Луну.