Почему Луна удаляется от Земли?
Благодаря своей силе притяжения Луна сильнее притягивает к себе определенные части Земли, создавая приливную выпуклость в океанах нашей планеты. Так как Земля вращается гораздо быстрее Луны, то эта выпуклость возникает несколько раньше последней, что в силу ряда физических явлений толкает Луну на более высокую орбиту вокруг Земли.
Опасно легко воспринимать Луну как нечто само собой разумеющееся. То же самое верно и для Солнца. Однако, если бы не их вечное пребывание в нашем небе, жизнь на Земле была бы очень, очень сильно отличалась бы от того, что она есть сейчас, и не была бы для нас особенно приятной вещью!
Однако наш единственный естественный спутник — Луна — на самом деле удаляется от Земли. Ее орбита с каждым годом становится все больше и больше!
Воздействие приливных сил
Луна вращается вокруг Земли последние 4,5 миллиарда лет. Благодаря превосходящей массе Земли, она оказывает гораздо большую гравитационную силу, чем Луна на Землю, а это означает, что она тянет Луну к себе сильнее. Это порождает приливные силы, которые вызывают приливы в наших океанах.
Гравитационное притяжение между Луной и Землей сильнее на той стороне Земли, которая обращена к Луне. Причем эта сила наиболее сильна в области, наиболее близкой (имеющей минимальное расстояние) к Луне.
Как вы можете видеть на изображении выше, средняя часть нашей планеты (т.е. Экваториальная область) находится ближе к Луне, чем верх и низ планеты (полярные регионы). Следовательно, Луна немного сильнее притягивает к себе экваториальные области. Это большее гравитационное притяжение Луны вызывает высокие приливы в водах океанов (в этом регионе), создавая выпуклость в средней части Земли. Это называется приливной выпуклостью (или экваториальной выпуклостью).
Вот как ведут себя океанические приливы в зависимости от положения Земли по отношению к Луне. Это ясно показывает, что океан испытывает приливы, когда он находится ближе всего к Луне.
Эффект приливных сил испытывают обе стороны, т.е. точно так же, как наша планета переживает выпуклость (обратите внимание, что в результате этой выпуклости фактическое твердое тело Земли искажается всего на несколько сантиметров), вызванную гравитацией Луны, Луна также переживает приливное выпуклость на стороне, наиболее близкой к Земле.
Вращение Луны и Земли
Дрейфующие от Луны движения могут быть приписаны вращению как Земли, так и Луны. Понимаете, Земля вращается достаточно быстро (точнее, имеет высокую скорость вращения). Она совершает одно вращение по своей оси всего за 24 часа. С другой стороны, Луне требуется 27,3 дня, чтобы совершить одно вращение по своей оси! Очевидно, что Луна намного медленнее Земли, когда речь заходит об их соответствующей скорости вращения.
Поскольку существует значительная разница в их скоростях, приливная выпуклость на Земле пытается тянуть Луну вперед по своей орбите и имеет тенденцию ускорять ее (хотя и незначительно). Поскольку каждое действие имеет равную и противоположную реакцию, Луна также отталкивается от приливной выпуклости Земли, что приводит к уменьшению скорости вращения Земли.
Это уменьшение скорости вращения Земли вызывает потерю углового момента (энергии вращения), который затем передается на орбиту Луны через приливную силу, делая ее немного больше с каждым годом.
Результатом всего этого является то, что круговой путь Луны вокруг Земли увеличивается со скоростью 3,8 сантиметра в год. Другими словами, Луна с каждым годом удаляется от Земли на 3,8 сантиметра.
Аналогичным образом, скорость вращения Земли снижается такими темпами, что через 100 лет один день на Земле будет на 2 миллисекунды длиннее, чем сейчас.
В заключение. да, Луна удаляется от нас, но делает это очень медленно, так что не беспокойтесь пока о длинных безлунных ночах!
Источник
Что произойдет с океанскими приливами, когда Луна удалится от Земли?
В конце концов, наша Луна перестанет двигаться вместе с Землей, поэтому приливы, которые она вызывает на Земле, прекратятся, но это еще не все.
Наш естественный спутник – Луна – вращается вокруг нашей родной планеты с тех пор, как она была впервые создана почти 4,51 миллиарда лет назад. Круговое движение Луны по своей орбите не только дает нам светящуюся серую сферу, которая появляется в нашем ночном небе, но и вызывает некоторые удивительные явления на поверхности нашей планеты.
Одно из них — приливное движение!
Для тех, кто не знает об этом, все приливы, которые вы наблюдаете в морях и океанах, вызваны луной. Это происходит из-за гравитационного притяжения Луны на нашу планету (также называемого «приливной силой»). Эта сила заставляет Землю и всю воду на ее поверхности «выпячиваться» в сторону, наиболее близкую к Луне.
Красные стрелки показывают, как наша планета и ее океан «выпирают»
Однако оказывается, что наша любимая луна, возможно, не особо наслаждается нашим обществом . потому что она медленно удаляется от нашей планеты!
Почему Луна удаляется от Земли?
Диаметр орбиты Луны вокруг Земли составляет почти 768 000 километров, но этот диаметр увеличивается на 3,8 сантиметра каждый год.
Возможно, вы уже знаете, что Луна и Земля «приливно заблокированы», что означает, что движение обоих этих небесных тел синхронизировано таким образом, что мы всегда видим одну и ту же сторону Луны. Теперь, поскольку Земля совершает один оборот вокруг своей оси за 24 часа, а Луна совершает один оборот вокруг Земли за 27,3 дня, выпуклость на Земле имеет тенденцию «ускорять» Луну. Другими словами, Земля тянет Луну вперед по ее орбите.
В то же время Луна также притягивает приливную выпуклость нашей планеты (выпуклость, которую в первую очередь помогла создать Луна), немного замедляя ее скорость вращения. Вот почему почти через 100 лет день на Земле будет на 2 миллисекунды дольше, чем сейчас.
Поскольку Земля больше Луны, ее гравитационное притяжение сильнее, поэтому Луна ускоряется, и с годами ее орбита становится все больше и больше.
Хотя увеличение на 3,8 сантиметра может показаться незначительным, в течение многих лет (мы говорим о миллиардах) эта величина накапливается и становится очень значительной.
Предположим, что орбита Луны становится такой большой, что она полностью покидает окрестности Земли. что тогда будет с приливами на нашей планете?
Что будет с земными приливами, если Луна уйдет?
На самом деле это довольно просто. если Луна удалится достаточно далеко от Земли и полностью покинет орбиту нашей планеты, то в наших океанах не будет приливов.
Как обсуждалось в предыдущем параграфе, приливная блокировка между Луной и Землей замедляет скорость вращения последней. При нынешних темпах, по прогнозам ученых, примерно через 50 миллиардов лет Земля замедлится настолько, что навсегда останется лицом к Луне, а последняя перестанет двигаться в сторону от Земли.
Другими словами, через 50 миллиардов лет или около того в наших морях и океанах не будет приливов.
Почему нам не нужно беспокоиться о том, что Луна убежит
Хотя потеря приливов в океанах Земли, безусловно, была бы ужасной вещью, нам не нужно беспокоиться об этом, поскольку есть и другие вещи.
Если верить оценкам, центральная звезда нашей солнечной системы — Солнце — скорее всего поглотит и Землю, и Луну примерно через 5 миллиардов лет.
Солнце продолжает гореть из-за процесса, называемого ядерным синтезом, который постоянно происходит внутри его ядра. Подумайте вот о чем: Солнце сжигает 600 миллионов тонн водорода каждую секунду. Вот насколько невероятно обширен процесс слияния внутри Солнца.
По мере того как ядерный синтез внутри ядра Солнца прогрессирует, Солнце становится почти на 10% ярче каждые миллиард лет. В свое время это нанесет ущерб нашей планете — вскипятить земные океаны, растопить оставшиеся ледяные шапки и лишить атмосферы.
В двух словах, если Луна уйдет с Земли, на планете не будет приливов. Но задолго до того, как это произойдет, гораздо более вероятно, что оба этих небесных тела будут поглощены Солнцем!
Источник
Почему луна с каждым годом удаляется от земли и что от этого ожидать
Москва, 16.06.2021, 19:13:16, редакция ПРОНЕДРА.РУ, автор Анна Федорова.
Луна — естественный спутник Земли — вызывает повышенный интерес у ученых. Несколько десятилетий назад на ней установили датчики, которые ежедневно измеряют расстояние до нашей планеты. Анализ собранной информации позволил ученым сделать неожиданные выводы.
Ежегодно Луна удаляется от нашей планеты на 38-40 миллиметров. В космических масштабах это кажется незначительным расстоянием, но, если представить движение естественного спутника в разрезе пары миллиардов лет, то становится понятно, что «взаимоотношения» Луны и Земли раньше были другими. Например, в прошлом приливы были не такие «слабые», как сегодня, — до метра в высоту. Когда Луна была гораздо ближе к нашей планете, то приливы представляли собой километровые волны, которые дважды в сутки выносили на сушу не только тонны воды, но и огромное количество морских жителей.
Чем объясняется удаление Луны
Обнаруженные странности в «поведении» Луны объясняются приливным эволюционированием орбит. На стороне нашей планеты, обращенной к естественному спутнику, формируется приливная волна, «под которой» вращается Земля, совершая полный оборот за 24 часа. Из-за вращения нашей планеты с большей угловой скоростью в сравнении с Луной происходит смещение приливной волны по направлению вращения Земли.
Из-за этого происходит смещение массы океанских вод вперед с условной линии, которая соединяет центры лунной и земной массы, на угол, равный двум градусам. В результате на естественный спутник начинает действовать момент силы, который приводит к ускорению его обращения по орбите вокруг нашей планеты. И в этот момент срабатывает закон Ньютона о равенстве действия и противодействия — Луна создает приложенный к планете момент силы, из-за которого происходит замедление вращения нашей планеты. При увеличении орбитального момента импульса естественный спутник переходит на более высокую орбиту (удаляется), а его скорость (в соответствии с 3-м законом Кеплера) замедляется.
К чему приведет дальнейшее удаление Луны
Ученые выяснили, что от расстояния между Землей и Луной зависит продолжительность дня на нашей планете. Если полтора миллиарда лет назад сутки у нас длились всего 18 часов, то сейчас уже они «растянулись» до 24 часов. Тогда естественный спутник находился на расстоянии 340000 километров от нашей планеты, что на 44000 километров меньше, чем в настоящее время. При отдалении Луны происходит замедление вращения нашей планеты вокруг своей оси. В дальнейшем дни на Земле будут становиться длиннее. Ученые также сделали астрохронологию и пришли к выводу, что изменение расстояния между Луной и Землей повлияло и на климат.
Когда Луна перестанет отдаляться от Земли?
Отдаление естественного спутника будет продолжаться до того момента, пока период вращения нашей планеты не станет равным периоду обращения Луны вокруг нашей планеты. Когда это случиться, то естественный спутник навсегда зафиксируется в одной точке относительно земной поверхности. Очевидно, на самой Луне эта остановка уже произошла — тяготение нашей планеты создавало в твердом теле Луны приливные волны, замедлившие ее вращение до полной синхронизации с периодом обращения вокруг нашей планеты. Именно по этой причине естественный спутник всегда повернут к нам одной стороной.
Источник
Почему Луна удаляется от Земли?
У нашей планеты есть единственный спутник — это Луна. И постепенно это небесное тело становиться все дальше и дальше от Земли. Расстояние между Луной и Землей увеличивается примерно на 3,8 сантиметра в год. Сразу после своего рождения Луна была намного ближе к нашей планете. Ученые оценивают это расстояние в 60 000 километров. Для наглядности напомним, что геостационарные спутники находятся на орбите высотой 35 786 километров.
В те древние времена сутки на Земле длились всего около 5 часов. Но с течением времени вращение нашей планеты стало замедляться. А расстояние до Луны увеличиваться. Почему же так происходит?
Каменноугольный период
350 миллионов лет назад, в эпоху палеозоя, еще до появления динозавров, сутки на Земле длились менее 23 часов. Ученые установили это, изучая окаменелые остатки кораллов. А длительность года составляла 385 дней. В то время Луна находилась на 13 300 километров ближе, чем сейчас. И ее угловые размеры на небе были несколько большими, чем в наши дни.
В будущем сутки на нашей планете будут длиться все больше и больше. Они будут увеличиваться до тех пор, пока Луна и Земля не синхронизируют свои орбиты. Один оборот Земли вокруг своей оси будет равен по времени одному обороту Луны вокруг Земли. Однако это никак не повлияет на нашу планету. Потому что это произойдет уже после того, как Солнце станет красным гигантом. И выживет ли при этом Земля — большой вопрос.
Что же заставляет Луну удаляться?
Причина этого явления кроется в приливной связи между двумя телами. Луна уже приливно заблокирована Землей. Один оборот вокруг своей оси она совершает ровно за то же время, за которое оборачивается вокруг нашей планеты. Именно поэтому мы видим всегда только одну сторону ее поверхности. Однако Земля, пока еще, как было сказано выше, свою орбиту по отношению к Луне не синхронизировала.
Гравитационное притяжение Луны деформирует поверхность нашей планеты. По оси Луна-Земля. Это проявляется не только в океанских приливах, но и в твердой части поверхности нашей планеты. Просто это не так заметно. Приливная кромка поверхности Земли всегда движется в направлении Луны. Это постоянное приливное движение приводит к интересному эффекту. Для того, чтобы система оставалась стабильной, Земля должна замедляться.
Но поскольку угловой момент системы Земля-Луна никуда не исчезает, а Земля замедляет свое вращение, Луне приходится ускоряться. Это приводит к тому, что наш спутник, махая нам заплаканным платочком, улетает в глубокий космос. Стремительно. Со скоростью 3,8 сантиметра в год, как говорилось в начале этой статьи.
И, в конце концов, в результате этого процесса Земля получит скорость вращения, идентичную орбитальному периоду Луны.
Подобные процессы происходят не только здесь
Еще один известный пример подобного процесса — система Плутон-Харон. Оба тела уже находятся на синхронной орбите, поэтому Харон виден только с одной стороны Плутона.
Если же разница в массах между телами, вращающимися вокруг друг друга, очень велика, возникает другое интересное явление: орбитальный резонанс. Самый наглядный пример — вращение Меркурия. Поскольку Солнце намного больше него, вместо того, чтобы находиться на синхронной орбите, Меркурий имеет орбитальный резонанс 3:2 (т. е. вращается 3 раза вокруг своей оси за каждые два оборота вокруг Солнца).
В случае с Сатурном некоторые из его спутников тоже находятся в орбитальном резонансе друг с другом. Титан находится в орбитальном резонансе 3: 4 с Гиперионом (на каждые 3 орбиты Титана вокруг Сатурна, Гиперион делает 4). Ганимед и Европа находятся в орбитальном резонансе с Юпитером с параметрами 1: 2: 4 (то есть на каждые 2 и 4 оборота Юпитера Европа и Ганимед совершают 1 соответственно).
Может ли Луна сбежать от Земли?
Ответ-нет. Как бы ей этого не хотелось. В конце концов Луна настолько удалится от Земли, что деформация силой тяжести не сможет больше влиять скорость вращения нашей планеты. Наш спутник как бы зависнет над одной точкой земной поверхности. И его можно будет наблюдать только с одной стороны Земли. Некоторые астрономы считают, что это произойдет лишь через 50 миллиардов лет. Вряд ли кто-то из нас доживет до этого события…
Источник