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月球正在慢慢地远离地球,那它最终会完全脱离地球吗?答案很残酷

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

网友提问:” 如果月球正在逐渐地远离我们,它最终会完全消失吗,什么时候会发生这种事情呢?”

月球正在从地球后退,但是不会永远持续下去。我们必须考虑为什么月球大约会每年后退3.78cm—这需要一个力来引起它。

月球对地球施加潮汐力,造成凸起。但是,由于地球转动,这个凸起不是直接在地球和月球之间。它在稍稍靠前一点。凸起对月球有引力的作用,造成月球向前移动稍微快一些。

图解: 月球绕行地球的轨道大小和距离的比例。图片中一个画素宽度对应至实际上500公里的距离

月球后退稍快会导致它非常缓慢地上升到更高的轨道。月球每年上升约3.78厘米。但是,因为我们说过这力是一种引力,我们知道引力随着距离增大而减小,我们知道这力也会随着距离增大而减小。

图解: 灰色为月球轨道,蓝色为地球轨道,太阳位于图像左下方。可以看出月球绕日的轨道永远是凹向的。

这意味着月球后退的速度会随着时间的推移而减小。但还有更多。一个力作用于两个物体。当它对月球的影响是使其后退,对地球的影响则是使其自转速度变慢。一天变得更长了。

图解: MRO从火星轨道上拍摄的月球和地球。目前,地球的自转和一天的长度因为月球(质量是地球的1/81)的存在,每百年延长约2毫秒。

渐渐地,一天的长度将会与月球的公转周期相匹配。这意味两个天体将被潮汐锁定—意味着地球的同一部分将会永远面对着月球的同一部分。如果发生那种情况,将不会存在一个凸起,也就不再有一个力促使月球后退。

图解: 月球公转与地球自转方向相同,但地球自转速度快于月球公转,使涨潮被地球自转带着跑,在月球至中天前到来,相差约3度。月球与潮汐隆起(tidal bulge,或称隆堆)相互吸引,使得地球自转渐渐变慢,而月球公转渐快。这使得当前每一年月球轨道约推离地球38毫米,而地球的一日延长约23微秒。因为月球对地球万有引力的作用,地球视作一固态整体,较背对月球一侧的海水更被拉近月球,因此背对月球一侧的海水形同“升高”了。这造成两端的潮汐隆起与每天两次的涨潮。

这会发生在月球的公转周期大约为47天的时候。这将使月球距离地球约55万公里;不到今天的两倍远。换句话说,不是很远。

图解: 近点月和远点月的大小比较。

然而,这需要很长时间才能发生。在此期间,太阳将变成一颗红巨星,它的外层将延伸到今天火星所在的地方,这意味着地球、月球和每一家In-N-Out汉堡餐厅都将被吞噬,变成松散的原子。

相关天文知识

月球的潮汐加速度减慢地球的自转速度和增加地-月距离。摩擦的影响—在地核和地幔之间以及大气层和地表之间—可以耗散地球自转的能量。在接下来的2.5亿年里,这些综合影响预计会让一天的长度增加约1.5个小时,并使其倾角增加0.5度。与此同时,到月球的距离将会增加1.5个地球半径。

图解: 由于潮汐锁定,在中央天体的居民永远看不见标示绿色的一面。

基于计算机模拟,月球的存在似乎稳定了地球的倾角,这可能有助于地球免遭剧烈气候变换。这种稳定性得以存在是因为月球增加了地球自转轴的进动率,从而避免了自旋进动与地球公转轨道平面进动之间的共振(也就是,黄道的进动运动)。然而,随着月球轨道半长轴的持续增大,这种稳定作用将会减弱。在某种程度上,扰动效应可能会导致地球倾角的混乱变化,轴向倾角与轨道平面的夹角可高达90°。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. forbes- sunny-Robert Frost

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翻译:天文志愿文章组- sunny

审核:天文志愿文章组-

排版:零度星系

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:https://www./sites/quora/2019/03/15/the-moon-is-slowly-receding-from-earth-will-it-eventually-be-gone-altogether/#471f1f9a22f4

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