Приливный замок | Луна в движении — Луна: наука НАСА

Приливный замок

Вы видели только половину луны в небе.

Земная Луна вращается, но Луне требуется время, чтобы повернуться вокруг своей оси ровно столько, сколько требуется для совершения месячного оборота вокруг Земли. В результате Луна никогда не поворачивается к нам спиной, как танцор парит к своей партнерше, но всегда обращена лицом к ней.

Это явление, называемое «синхронным приливным запиранием», звучит как странное совпадение, но на самом деле оно довольно распространено. Все большие луны Солнечной системы совмещены по фазе со своими планетами. Более крупные спутники совпадают в начале своего существования, в пределах сотен тысяч орбит. Некоторые двойные звезды связаны друг с другом, и есть свидетельства того, что многие планеты за пределами нашей Солнечной системы ограничены своими собственными звездами.

Приливная задержка является обычным явлением, но ее динамика сложна. В случае с Луной это началось с рождения. Считается, что Луна Земли образовалась, когда массивный объект врезался в Землю в начале ее истории, рассеяв часть нашей планеты в космос. Горячее расплавленное тело, слитое из выброшенного вещества, яростно вращалось, меняя форму под действием гравитации Земли. Гравитация Земли деформирует Луну, придавая ей форму футбольного мяча, даже сегодня, но это искажение было бы более драматичным, когда Луна была ближе к Земле и менее плотной.

Та часть Луны, которая была притянута к Земле, должна была сместиться по мере вращения Луны, но всегда с задержкой, поскольку требуется время, чтобы большое количество вещества поднялось, а затем упало. Это означает, что выпуклость Луны всегда немного не выровнена с Землей, но ее всегда тянет к выравниванию под действием гравитации. Когда луна изгибалась и текла в этом перетягивании каната, энергия высвобождалась в виде тепла. Когда энергия рассеялась, вращение Луны замедлилось до тех пор, пока один оборот вокруг своей оси не занял столько же времени, сколько один оборот вокруг Земли. В этом случае выпуклость на Луне больше не смещалась относительно Земли, поэтому больше не требовалось энергии для рассеяния в этом специфическом процессе, и скорость вращения перестала меняться.

В то же время, когда энергия сжигалась внутри Луны и ее вращение замедлялось, энергия добавлялась к орбите Луны аналогичными приливными силами, заставляя Луну медленно дрейфовать от Земли.

Эта история не заканчивается в прошлом. Тот же процесс происходит и сейчас. Луна продолжает удаляться от Земли со скоростью полтора дюйма (4 см) в год, и по мере продвижения ее дрейф замедляется. Энергия, которая отталкивает его, исходит главным образом от земных океанов, которые набухают в ответ на гравитацию Луны и воздействуют на Луну собственной гравитационной силой. Набухшие океаны Земли не совсем соответствуют местоположению Луны, они всегда немного не синхронизированы, потому что требуется время, чтобы вся эта вода сместилась и накопилась. Это взаимодействие делает две вещи: оно создает трение, замедляющее вращение Земли, и создает силы, которые изменяют орбитальную скорость Луны, заставляя ее падать дальше в космос. Другие, более слабые силы, связанные с такими факторами, как наклон Луны, ее эллиптическая орбита, глубокие недра Земли, влияние Солнца и т. д., также влияют на движение Луны, но вызывают лишь очень незначительные изменения. размеры и расстояния не в масштабе.

Примерно через 50 миллиардов лет — если Луна и Земля каким-то образом смогут избежать окончательной гибели Солнца — Луна будет так далеко, а ее орбита будет такой большой, что Земля также сцепится с Луной. Луну увидят только жители счастливой половины нашего мира.

Человечество может не увидеть его с Земли, но, возможно, наши потомки, которые однажды были перенесены на постепенно закрывающуюся луну другой планеты, увидят его. Итак, сегодня вечером, когда вы увидите, как человек на Луне с любовью смотрит на вас, вспомните процессы, которые удерживают его там, и подумайте о других планетах в нашей Солнечной системе и за ее пределами, когда разные лики Луны падают на незнакомую местность.

Автор: Трейси Фогель

Графический дизайнер: Ви Нгуен

Научные консультанты: Одед Ааронсон, Уэйд Хеннинг Джон Киллер