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 с каждым годом удаляется от земли и что от этого ожидать
Москва, 17.06.2021, 05:49:25, 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?
Луна оказывает сильнейшее воздействие на нашу планету, хотя по предположениям ученых спутник образовался позже. В то же время специалисты утверждают, что с каждым годом Луна располагается все дальше и дальше от Земли. Каковы причины этого явления?
Влияние Луны на Землю
Луна и Земля находятся в тесной взаимосвязи друг с другом. Без естественного спутника история и развитие нашей планеты складывались бы совсем иначе. Это касается и существования жизни на Земле. Главным образом Луна воздействует на ось Земли, благодаря чему она склоняется на 23 градуса.
Система Земля-Луна
Это отклонение играет важнейшую роль в нашей жизни, поскольку уравновешивает длительность дня и ночи в течение суток. Для сравнения на Уране день и ночь длятся по 42 года попеременно. Всему виной угол наклона оси планеты в 98 градусов.
За счет действия спутника вращение Земли ежедневно замедляется на доли секунды. Без этого эффекта планета начала бы вращаться настолько быстро, что продолжительность дня сократилась бы до 6 часов. Подобные перемены негативно скажутся на растительном и животном мире, климате.
Наиболее известное каждому человеку влияние Луны на Землю – образование приливов и отливов. К слову, Солнце воздействует на планету аналогичным образом, но его приливные силы ощущаются слабо из-за большего расстояния.
Приливные силы Луны
Приливными называются силы, которые возникают в телах, что движутся в пределах неоднородного силового поля, имеющего гравитационную или электромагнитную природу. Земля и Луна находятся в одной системе и вращаются вокруг общего центра масс.
Центр масс находится внутри земного шара, но смещен в сторону. Гравитационная сила Луны образует волну на той стороне планеты, которая обращена к ней. В то же время, с противоположной стороны волна возникает за счет действия центробежной силы Земли.
Обе волны являются неподвижными по отношению к Луне, однако из-за вращения Земли они «пробегают» по всей поверхности планеты за сутки. Так образуются два отлива и два прилива.
Приливная сила действует не только на водную оболочку нашей планеты, но и на земную кору. Вращение Земли немного замедляется за счет действия крутящего момента со стороны Луны. Так как действие равно противодействию, движение Луны ускоряется.
При этом она переходит на более высокую орбиту – постепенно удаляется от Земли приблизительно на 3,8 см в год. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока период обращения Луны вокруг Земли не сравняется с периодом вращения планеты. Тогда Луна займет определенную точку над земной поверхностью.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
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
Может ли Луна улететь от Земли?
Когда люди узнают о том, что Луна медленно отдаляется от Земли (примерно на 4 сантиметра в год) у них часто возникает резонный вопрос: может ли Луна через достаточно большое количество времени полностью оторваться от Земли и перестать быть спутником нашей планеты? Давайте разбираться.
В астродинамике есть такое понятие, как вторая космическая скорость или как еще говорят скорость убегания. Это минимальная скорость, которую нужно достичь, чтобы без дополнительного ускорения улететь с небесного тела. Вторая космическая скорость зависит от массы небесного тела и расстояния до его центра. Так к примеру на поверхности Земли вторая космическая скорость равна 11.2 км/с.
Чтобы понять может ли Луна улететь от Земли нужно рассчитать вторую космическую скорость для орбиты Луны и сравнить ее с реальной скоростью Луны. Опуская расчеты сразу скажу, что скорость убегания для орбиты Луны равна примерно 1.44 км/с, при этом орбитальная скорость Луны равна 1.02 км/с. То-есть Луна с ее текущей скоростью не имеет шансов преодолеть гравитацию Земли и улететь в открытый космос.
Почему Луна отдаляется?
Причина кроется в приливном притяжении Луны. Как известно со времен Ньютона сила притяжения между двумя телами обратно пропорциональна квадрату расстояний между ними. Поэтому сила притяжения Луны действующая на Землю различается в разных частях Земли: больше всего на обращенной к Луне стороне Земли и меньше всего — на противоположной стороне.
На практике это лучше всего проявляется в виде приливов и отливов. Однако поверхность Земли также немного деформируется под влиянием приливных сил Луны. Обращенная к Луне часть Земли немножко вытягивается в сторону Луны (буквально на несколько миллиметров). Эта немного вытянувшаяся в сторону Луны часть Земли в свою очередь действует своей гравитацией на Луну и немного ускоряет ее что и заставляет Луну медленно отдаляться от Земли.
Что будет с Луной дальше?
По мере отдаления Луны от Земли влияние приливных сил Луны на Землю будет становиться все меньше. Как следствие со временем Луна будет отдаляться от Земли каждый год на все меньшее и меньшее расстояние пока наконец примерно через 50 миллиардов лет орбита Луны наконец не стабилизируется и она не прекратит отдаляться от Земли.
Когда это произойдет Луна будет делать полный оборот вокруг Земли за 47 дней (сейчас это занимает 27 дней), а Луна и Земля окажутся в приливном захвате друг друга. На практике это будет означать, что Луна будет всегда находиться над одной и той же стороной Земли.
Впрочем наше Солнце должно превратиться в красного гиганта примерно через 5 миллиардов лет, поэтому скорее всего и Луна, и Земля будут уничтожены Солнцем задолго до того, как орбита Луны вокруг Земли стабилизируется.
Ставьте палец вверх если хотите видеть в своей ленте больше статей о космосе!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник