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
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
Почему луна с каждым годом удаляется от земли и что от этого ожидать
Москва, 16.06.2021, 12:08:09, 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 отдаляется от Земли?
Думаю каждый, кто немного интересовался космосом знает, что Луна медленно отдаляется от Земли. Иногда нас спрашивают:
Почему Луна отдаляется? Значит ли это, что в будущем Луна улетит от Земли?
В этой статье мы ответим на эти вопросы.
Согласно современным научным представлениям Луна сформировалась когда протопланета размером примерно с Марс столкнулась с Землёй примерно 4.5 миллиардов лет назад. В результате столкновения в космос было выброшено вещество, из которого сформировалась Луна.
Моделирование столкновения Земли с протопланетой, приведшее к формированию Луны
Исследования показывают, что во время своего формирования Луна была гораздо ближе к Земле — на расстоянии всего около 22500 километров. Для сравнения сейчас расстояние до Луны составляет 384 000 километров. Луна продолжает удаляться от Земли со скоростью примерно 3.78 сантиметра в год.
Чем обусловлено отдаление Луны от Земли?
Причиной, по которой Луна отдаляется от Земли является приливное ускорение . Земля своим притяжением удерживает Луну на орбите. При этом Луна также обладает заметной массой и её гравитационное притяжение также действует на Землю. Притяжение Луны проявляется в виде приливов и отливов.
Вращение Земли вокруг собственной оси приводит к тому, что приливная волна или как еще говорят приливный горб (tidal bulge) немного обгоняет Луну.
Благодаря тому, что приливный горб находится чуть впереди Луны он немного изменяет направление вектора притяжения Земли действующего на Луну и Луна чуть-чуть ускоряется. За счёт этого небольшого ускорения Луна и переходит на немного более высокую орбиту.
Источник
Луна покидает Землю
Добрый день, земляне. Наша верная спутница — Луна, которая оставалась с Землей на протяжении миллиардов лет постепенно удаляется и, возможно, когда-нибудь и вовсе покинет нас навсегда. Как такое возможно? Давайте разберемся.
Согласно основной, на сегодняшний день, теории, Луна образовалась 4.5 миллиарда лет назад в результате столкновения планеты Тейа с Землей во времена формирования Солнечной системы.
Согласно расчетам и компьютерному моделированию, молодая Луна должна была сформироваться на расстоянии всего в 60 тысяч километров от Земли. Сейчас между нами 384 тысячи километров . То есть, за 4.5 миллиарда лет, Луна удалилась от нас почти на 320 000 км. Сегодня каждый год наша спутница удаляется на 3.8 сантиметра.
Если, вы не поленились посчитать, что наверняка заметили, что с такой скоростью удаления Луна никак не могла отойти от нас на 320 тысяч км за 4.5 миллиарда лет. Верно — чем дальше наш спутник от Земли, тем медленней он удаляется.
Но почему это происходит? Если совсем простыми словами, то воздействие Луны замедляет вращение Земли вокруг своей оси, а это, в свою очередь, приводит к удалению Луны от нас. Но это слишком просто. Давайте подробнее.
Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток, а приливная волна, созданная Луной движется с востока на запад. При этом суша надвигается на приливную волну и сталкивается с ней.
ЭТО ИНТЕРЕСНО : многие считают, что это приливы подходят к берегам. Но, на самом деле, все наоборот — берега материков, из-за вращения Земли вокруг своей оси, надвигаются на прилив.
Это столкновение останавливает волну и влияет на скорость вращения Земли вокруг своей оси, замедляя ее. Конечно, для человека этот эффект ничтожен и на протяжении всей нашей жизни мы не заметим его влияния. Однако, если говорить о миллионах и миллиардах лет, то он становится очень даже существенным.
А теперь самое сложное. Импульс вращения Земли уменьшается, то есть, она замедляется.
Но закон сохранения импульса никто не отменял. А значит, если импульс одного элемента системы уменьшается, значит у другого он увеличивается — у Луны. С увеличением орбитального импульса Луна и переходит на более высокую орбиту, удаляясь от Земли.
Так когда же наша спутница покинет нас окончательно и отправится в вольное плавание по Вселенной? А никогда.
Примерно через 7-7.5 миллиардов лет наше Солнце перейдет в стадию красного гиганта — этого времени не хватит, чтобы Луна оторвалась от Земли достаточно далеко.
Светило неимоверно расширится и повлияет на орбиты Земли и Луны, сблизив их. К этому времени на Земле не только не будет жизни, но и атмосферы, а планета наша будет нагрета до огромных температур. Так вот, Солнце толкнет Луну за предел Роша Земли и гравитация планеты попросту разорвет спутник, превратив его в систему колец.
Источник