Почему Луна пытается «сбежать»?
Все мы привыкли, что Луна и Земля – это вечная «пара», ведь Луна сопровождала нашу планету с момента её рождения, или вообще даже изначально являлась её частью (о том, откуда взялась Луна, можно почитать здесь: https://zen.yandex.ru/media/id/5e136f2d3d008800afe2848c/rojdenie-luny-5ffb3affd1a90641ca65b787 ). Таким образом, вместе Луна и Земля существуют уже около 4,5 млрд лет, но, тем не менее, наш спутник каждый год отдаляется от нас стабильно на 3,8 см в год. По космическим меркам это пустяковое расстояние, но всё же – почему Луна «убегает»?
В момент рождения Луна была намного ближе к Земле, чем сегодня. Виной этому являются приливы и отливы, которые вызывает наш спутник.
Что такое приливы и отливы?
Океанические приливы – это подъемы и падения уровня вод Мирового океана, которые происходят регулярно из-за гравитационного воздействия между Землёй и Луной. Когда воды океана поднимаются до самой высокой отметки, а это случается каждые 13 часов, — это прилив. Когда вода опускается до самого низкого уровня — это отлив . В Новолуние (когда Солнце, Луна и Земля находятся на одной линии), приливы обычно более сильные и неспокойные.
Луна буквально тянет воду за собой, которая находится под ней. Однако и на противоположной стороне Земли тоже будут наблюдаться приливы, то есть они всегда и везде происходят в одно и то же время. Это случается по тому, что на стороне Земли, над которой «нависла» Луна, вода устремляется от Земли в сторону Луны – она тянется силой лунного притяжения. На противоположной стороне, из-за прилива на «лицевой» стороне, суша буквально выдергивается из-под воды, что приводит к приливу и на «обратной» стороне. По мере вращения Земли и перемещения Луны прилив сменяется отливом.
Всему виной игра гравитации
Приливные силы влияют и на скорость движения Земли. Они создают течения, которые движутся и испытывают сопротивление земной коры. Из-за этого вращение Земли постепенно замедляется. Около двух миллиардов лет назад сутки на Земле составляли 22 часа, но и приливы в те далёкие времена были намного мощнее: волны не выглядели такими безобидными, как сейчас. Представьте, как километровая волна обрушивалась на берега, сметая всё на своём пути! Эта волна выбрасывала на берег морских животных, а, уходя, оставляла их выживать самостоятельно. Если бы не Луна, возможно, жизнь бы и не вышла на сушу.
Деформируя Землю, Луна вызывает изменения гравитационного поля Земли, которое само начинает разгонять Луну по её орбите. Таким образом, Луна, получая дополнительную энергию от вращающейся Земли, постепенно отдаляется.
«Сбежит» ли Луна окончательно?
Есть гипотеза о том, что Меркурий когда-то был спутником Венеры, а затем «сбежал» от неё, из-за чего она превратилась в пылающий ад. Однако учёные утешают нас: Луна не может покинуть нашу планету, потому что именно от Земли она получает энергию для разгона, которая её отталкивает. Отдалившись на определённое расстояние, Луне брать эту энергию будет неоткуда. Следовательно, один из вариантов развития событий – Луна прекратит отдаляться и «зависнет» на своей орбите. Другой вариант — нужно учитывать, что помимо Луны на Землю влияет ещё и Солнце. Сила солнечной гравитации будет постепенно тормозить нашу планету, но, когда это произойдёт, Луна будет опережать вращение Земли, а приливное трение станет тормозить её движение. В итоге Луна снова начнёт приближаться обратно к нам, правда, очень медленно, так как сила солнечных приливов мала. Произойдёт такое совсем нескоро: мы ещё миллионы лет можем любоваться Луной. Даже если ей и удалось бы «сбежать», Земля продолжит своё существование: не будет приливов и отливов, ночи станут тёмными, а верящим в астрологию и гадания придётся придумать что-то новое.
Источник
Насколько близко может находиться Луна?
В сравнении другими космическими объектами Луна находится очень близко к нам, но я бы хотел, чтобы она была ещё ближе. Настолько близко, чтобы я смог увидеть мельчайшие детали на её поверхности без телескопа или бинокля.
Конечно, такая близость повлекла бы за собой ужасные проблемы. Например, интенсивные приливы, полное отсутствие хороших тёмных ночей для наблюдения звездопадов, и что-то ещё… ах да, полное уничтожение жизни на Земле. Пожалуй, я передумал, Луне лучше оставаться там, где она есть.
Среднее расстояние до нашего спутника составляет 384 467 километров. Я говорю “среднее”, потому что Луна на самом деле движется по эллиптической орбите. В ближайшей точке, расстояние составляет всего лишь 363 104 километров, а в самой дальней – 405 696 километров.
Таким образом, свету, путешествующему со скоростью 300 000 км/c, понадобится чуть более секунды, чтобы достичь нашего спутника. Луна очень далеко.
Но что случится, если Луна будет находиться гораздо ближе? Насколько близко она может располагаться и при этом всё ещё оставаться нашим спутником?
Опять же, я должен напомнить вам, что это чисто теоретические рассуждения. Луна не приближается к нам, а наоборот – она медленно удаляется от нас почти на 4 сантиметра в год.
Давайте вернёмся в прошлое, на миллиарды лет назад, когда молодая Земля столкнулась с объектом размером с Марс. Это катастрофическое столкновение выбросило огромное количество материала на орбиту нашей планеты. Со временем под действием гравитации из этого материала и сформировалась Луна, которую мы видим сегодня.
Вскоре после своего формирования, Луна была намного ближе, а Земля вращалась быстрее. В то время продолжительность дня на Земле не превышала 6 часов, а Луна совершала один оборот вокруг Земли всего за 17 суток.
На расстоянии, которое соответствует пределу Роша, приливные силы и силы самогравитации уравниваются. Таким образом любая неустойчивость приведёт к разрушению спутника. Авторы и права: Theresa Knott.
Сила тяжести Земли остановила вращение Луны, а сила тяжести Луны постепенно замедлила вращение Земли. Таким образом, для сохранения общего углового момента системы, Луна должна постоянно отдалятся от нас.
Но если вы рассмотрите другой сценарий, в котором Луна вращается быстрее, чем планета, то Луна должна будет приближаться к нам. И это не приведёт ни к чему хорошему.
Для любых гравитационных взаимодействий существует критическая точка, которая называется предел Роша. Предел Роша – это точка, в которой объект, удерживаемый силой тяжести, подходит настолько близко к другому небесному телу, что оно начинает разрушаться.
Предел Роша определяется массами, размерами и плотностями двух объектов. Например, предел Роша для Земли и Луны составляет около 9 500 километров, при условии, что Луна является твёрдым шаром. Другими словами, если расстояние до Луны составит 9 500 километров или около того, то гравитация Земли разорвёт наш спутник.
Всё что останется от Луны – это кольцо мелких объектов, вращающихся вокруг нашей планеты. С течением времени все эти мелкие объекты упадут на Землю и это будут очень плохие дни для всего живого на Земле.
Но вы можете не волноваться, этого никогда не случится с Землёй, но возможно вы удивитесь узнав, что это произойдёт с Марсом. Его самый большой спутник Фобос вращается быстрее, чем планета, а это значит, что через несколько миллионов лет, он пересечёт предел Роша и будет разорван своей планетой на куски.
Исследователи считают, что спутник Марса Фобос может когда-нибудь превратиться в кольцо вокруг Красной Планеты. Авторы и права: Celestia.
И ещё один момент. Прочитав эту статью, у вас может возникнуть следующий вопрос: ведь я тоже отдельный объект, и я нахожусь ближе, чем предел Роша, так почему меня всё ещё не разорвало?
На самом деле сила тяжести, удерживающая вас на поверхности, очень незначительна по сравнению с химическими связями, которые обусловливают устойчивость молекул, из которых вы состоите. Именно поэтому физики считают силу гравитации довольно слабой силой по сравнению со всеми другими силами Вселенной. Только гравитационные силы чёрной дыры смогут нарушить ваши химические связи и разорвать вас на части.
Итак, минимальное расстояние на котором Луна останется Луной составляет примерно 9 500 километров, в противном случае наш единственный спутник разрушится и погубит всё живое на Земле.
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.
Друзья! Если вам понравилась эта статья, ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал! И помогите его развитию! Спасибо!
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