月全食,圖:作者 ALFREDO GARCIA, JR,
如果月球一步一步地遠離我們,它最終是否會永遠地離開我們,到時候會發生什麼?呈現于果殼網(國内無法訪問,是Quora而非國内的guokr)——一個獲取和分享知識的網站,讓大家能從别人那裡學習并更好地認識世界。
羅伯特·弗羅斯特,航天工程師:月球正在一步步地離開地球,但這個趨勢不會一直持續下去。我們必須想想為什麼月球會以每年3.825厘米)的速度遠離地球——那麼一定有一個力來推動月球。
近點月和遠點月的大小比較。
月球對地球有一個潮汐力,會使地球發生輕微的形變,出現部分膨脹區域。但是,由于地球的自轉,膨脹區域不會直接夾在地球和月球之間。它會些許朝前。月球會受這個膨脹區域的引力推動,從而使月球略微前移并獲得微小的加速度。
月球加速帶來的影響就是其軌道高度會逐步上升。月球軌道每年會爬升大約3.825厘米。但是,衆所周知,随着軌道高度的增加,引力也會随之減小。
這就意味着月球遠離地球的加速度會随着時間推移而減小。但是事情遠不止于此。力的作用是相互的。當月球遠離地球時,其作用于地球上的力會降低地球自轉的速度。以後,一天的時間就會變長。
漸漸地,一天的長度會與月球的公轉周期一緻。這就意味着二者均被潮汐鎖定——意思就是地球的一面永遠對着月球的一面。如果這種情況真的發生的話,就再也不會有前傾的膨脹形變,從而就不會再讓月球遠離地球了。
隻有月球公轉周期到達大約47天時,這種情況才會發生。最終月球的軌道高度會維持在大約55萬千米的位置,隻增加了不到今天的一半遠。換句話說,不是很遠。
但是,這要花上很長時間。到那時,太陽會膨脹成一顆紅巨星,其外表面會膨脹至火星軌道,意味着地球、月球和所有的In-N-Out(美國漢堡連鎖店)都會被太陽吞沒并變成松散的原子。
原問題呈現于果殼網——一個獲取和分享知識的網站,讓大家能從别人那裡學習并更好地認識世界。
延伸知識由于地球的自轉,潮汐的突起會略為超前地月系統的軸線一些,這是海水在海底的移動和在海灣的出海口進出造成摩擦和能量散逸的直接結果。每個凸出部分都會對月球施加少量的引力,因為地球帶動這凸出物向前運動,與月球最接近的凸起部分會沿着月球軌道輕微的拉扯月球向前;背向月球那一側的凸起物則産生相反的效應。
但是較靠近月球的凸起物因為距離較近,對月球的影響也較大,因此結果是地球的轉動慣量逐漸的轉移到月球軌道的轉動慣量。這使得月球的軌道慢慢的逐漸遠離地球,每年移動的量大約是3.825厘米。為了維持角動量守恒,地球的轉速正逐漸減慢,使得地球的一天每年延長約17微秒(這個數字會使地球日每60000年增加一秒鐘,每400萬年增加一分鐘,十億年增加4小時。往回推算,當6500萬年前恐龍在地球上出沒時,一天的長度是23小時。)。參考潮汐加速有更詳細的說明和參考資料。
所以月球正逐漸遠離地球,并進入較高的軌道中,而依據計算(根據NASA和噴射推進實驗室 (JPL))認為這個過程将再持續大約20億年。屆時,地球和月球的軌道将成為"自轉–軌道共振",月球大約每47天繞地球公轉一圈(目前是27.32天),并且地球和月球的自轉也是相同的這個周期,即兩者始終以相同的一面互相環繞者。除此之外,很難說地月系統還會發生什麼樣的改變
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