Dlaczego ta sama strona księżyca zawsze stoi na ziemi

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-16 10:20

Jak to działa? Po prostu - tarcie pływowe. Dla nieco mniej prostego wyjaśnienia, będziemy musieli ograniczyć nasze badania naukowe. Ale trzymaj się tego; to jest fascynujące. Obiecuję.

Na początek pomyśl, w jaki sposób Księżyc powoduje znaczne pływy na Ziemi z powodu Księżyca ciągnącego się po Ziemi za pośrednictwem pola grawitacyjnego. Ziemia ma ten sam wpływ na Księżyc i, będąc 81,28 razy bardziej masywny, efekt jest znacznie silniejszy.

Tak więc, gdy masa Księżyca próbuje przejść w jedną stronę (w linii prostej), Ziemia jednocześnie pociąga ją w inną stronę (w kierunku Ziemi). Co więcej, wpływ pola grawitacyjnego Ziemi jest silniejszy po stronie Księżyca położonej najbliżej Ziemi niż po drugiej stronie (i to samo, co oddziaływanie pola grawitacyjnego Księżyca na różne części powierzchni Ziemi).

Ta kombinacja zasadniczo rozciąga Ziemię i Księżyc, tworząc pływowe wybrzuszenia obu ciał niebieskich. Dzieje się to po obu stronach każdego, z wybrzuszeniem po bokach najbardziej zbliżonych do siebie od grawitacji i po bokach najbardziej oddalonych od bezwładności. W tym drugim przypadku na sprawę w mniejszym stopniu wpływa siła grawitacji, w której dominuje bezwładność. Mówiąc inaczej, materia próbuje poruszać się w linii prostej z dala od Ziemi, a siły grawitacyjne nie są w stanie tak bardzo przezwyciężyć tego, co tworzy wybrzuszenie po tej stronie.

Więc zanim Księżyc został zamknięty na Ziemi, wybrzuszenie po stronie Księżyca najbliższej Ziemi zakończyło się nieznacznie dzięki tarciu i faktowi, że Księżyc obrócił się szybciej niż jego okres obiegu wokół Ziemi. Tak więc z tą nieznacznie wypukłą wypukłością odchyloną od linii przyciągania grawitacyjnego między Księżycem a Ziemią, stworzyło to moment obrotowy, który w nadgodzinach powodował spowolnienie obrotu Księżyca do momentu, w którym stał się on zsynchronizowany z Ziemią; w ten sposób tylko jedna strona jest zwrócona w stronę Ziemi. (Uwaga: wybrzuszenie po drugiej stronie Księżyca miało odwrotny skutek, ale wybrzuszenie najbliższe Ziemi zdominowało interakcję).

Zauważysz jednak, że powiedziałem, że widzimy około 59% powierzchni Księżyca z Ziemi, a nie 50%. Rozbieżność wynika z faktu, że orbita Księżyca wokół Ziemi nie jest idealnie okrągła, bardziej elipsa. Wraz ze wzrostem i spadkiem odległości Księżyca od Ziemi zmienia się prędkość kątowa, a prędkość obrotowa pozostaje taka sama. W rezultacie dostrzegamy dodatkowe 9% jego powierzchni, niż gdybyśmy mieli idealnie okrągłą orbitę.

Drugą stroną tego, jak można się domyślić, jest to, że Księżyc ma ten sam wpływ na Ziemię i stopniowo spowalnia obrót Ziemi w taki sam sposób, w jaki Księżyc został zablokowany na Ziemi. Co więcej, kiedy Księżyc spowalnia obrót Ziemi, niewielka część ziemskiego momentu obrotowego zostaje przeniesiona do pędu Księżyca, co powoduje, że średni promień orbity Księżyca rośnie o około 3,8 centymetra rocznie z obecnymi pozycjami kontynentalnymi. oraz z wyłączeniem dużych wydarzeń geologicznych. (W przeciwieństwie do tego, co często czytasz, Księżyc nie czerpie tu energii, większość z nich jest przekształcana w ciepło poprzez tarcie, a jedynie około 3% energii w interakcji jest "kradzione" przez Księżyc.)

W ten sposób odległość między Księżycem a Ziemią zmienia się stopniowo i jest mniej więcej w trakcie zmiany okresu rotacji. Należy jednak zauważyć, że nie jest to ciągła zmiana, ponieważ takie rzeczy jak wielkie trzęsienia ziemi, zmiany lodowcowe, dryf kontynentalny i inne tego typu zdarzenia geologiczne odgrywają tu ważną rolę, dlatego też sekundy przestępne nie są dodawane w regularnych odstępach czasu, ale tylko kiedy był potrzebny. Ale ogólny efekt jest taki, że z czasem Księżyc coraz bardziej oddala się od Ziemi co roku, podczas gdy obrót Ziemi zwalnia.

Teoretycznie, w pewnym momencie za kilkadziesiąt miliardów lat (przy dokładnie określonym czasie, który jest niezwykle trudny do przybicia ze względu na wiele niepoznawalnych czynników), ta sama strona Ziemi zawsze będzie zwrócona ku Księżycowi, a Ziemia będzie tylko obracać się raz na cykl księżycowy, który w tym momencie wskazuje na około 47 obecnych ziemskich dni.

"W teorii" … ale to prawdopodobnie nigdy się nie wydarzy. Czemu? Za około 1 do 2 miliardów lat jasność Słońca wzrośnie na tyle, aby odparować całą wodę na powierzchni Ziemi, całkowicie pozbywając się oceanicznych fal, co jest ogromnym czynnikiem w tej interakcji. Nadal jednak pojawią się wybrzuszenia skorupy ziemskiej, aby kontynuować proces w znacznie mniejszym stopniu.

Za 5 do 6 miliardów lat Słońce znajdzie się na szczycie swojej fazy Czerwonego Olbrzyma, a według najnowszych modeli, nawet gdy Słońce straci masę podczas tego procesu, tym samym oddalając orbitę Ziemi, Słońce powinno zaledwie ledwie konsumować Ziemię i Księżyc wiele miliardów lat, zanim pojawi się taka podwójna blokada pływów.

Podsumowując, w pewnym momencie, w ciągu następnych miliarda lat, ludzie będą musieli albo znaleźć inny dom, albo wymyślić, jak ręcznie przenieść nasz obecny na dalszą orbitę, utrzymując Ziemię w nadającej się do zamieszkania strefie naszego Układu Słonecznego.

Fakt premiowy:

Technicznie nie ma prawdziwej "ciemnej strony" Księżyca. Jak już wspomniano, Księżyc wciąż się obraca i pomimo tego, że go nie widzimy, przeciwna strona z naszej perspektywy wciąż dostaje światło słoneczne podczas "dnia" tej strony. W rzeczywistości jedyny czas, kiedy "ciemna strona" Księżyca jest naprawdę całkowicie ciemna, to widok pełnego księżyca.