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为什么月球在渐渐远离地球?

答案:2  悬赏:60  手机版
解决时间 2021-03-02 16:06
  • 提问者网友:做自己de王妃
  • 2021-03-02 10:52
为什么月球在渐渐远离地球?地球的潮汐作用带走了月球的部分机械能,然后月球速率降低,然后地球引力比月球匀速绕地转动所需向心力大,然后引力应该把月球拉到更低的轨道上,不是吗?
最佳答案
  • 五星知识达人网友:夜余生
  • 2021-03-02 11:30
假如地球和月球都像高中物理习题集的描述那样只是一个质点,那地球的引力是绝不可能反而把月球推走的。但它们在真实世界中不但是个巨大的球,而且是个会变形的巨大的球。要是你曾经在皓月当空的夜晚在海边漫步,就会对这种变形有着深刻的感受。同一个地点的海面每天会经历两次高潮——月球吸引着包裹在地球表面的海水,形成一个椭球形的“水球”,水球的长轴方向从地球指向月球。长轴方向的海面在一天中达到最高,这是“潮”;短轴方向的海面在一天中最低,这是“汐”。
潮和汐的产生,是因为地球表面不同的地方受到不同大小的月球引力,所以物理学上用“潮汐力”来称呼由于引力差异而产生的力。地球在月球的影响下产生潮汐,月球虽然表面没有海洋,也照样会在地球的影响下产生非常微小的拉伸变形,不妨把这看作是固体的“潮汐”。
现在你退到海岸的高处,海面不断升高,浸湿了沙滩。别忘了,与此同时地球在自转,而月球在绕着地球公转。地球自转比月球公转快得多,所以海面的最高点根本来不及恢复原状,马上就会被地球的自转带到月球的前方:瞧,月亮不是渐渐偏西了吗?这一大团凸出的海水可以近似地和月球单独“结算”引力,前方的海水和落在它身后的月球互相拉扯。先进带动后进的结果是月球在轨道上获得了加速度,来自地球的引力不能让它安分待在原来的轨道上,于是月球窜到了能量更高、离地球更远的轨道,这就是“潮汐加速”。而地球呢?原本好好的自转着,却被一团向后的海水拖了后腿,自转的速度不得不稍微放慢一点。这样的情况每时每刻都在地球的海面上发生,日积月累,后果终于变得不可忽略。
要是你觉得地球的变化似乎很难有切身体会的话——过去 10万年累积下来,地球的自转周期一共变慢了1.5 秒,这确实对我们的生活没啥影响。那么我们不妨抬头看看月球,月球并不是天生这样痴心一片朝向我们的,它当初也有自转,只是它的质量比地球小,自转已经被来自地球的潮汐力“消灭”了。月球表面的固体潮最后被牢牢地锁定在正对地球的方向,永远只能用同一面朝向地球,这就是“潮汐锁定”。
质量较小的月球已经被锁定了,质量较大的地球也正前进在被锁定的路上。月球在潮汐的帮助下,不断地“偷走”地球自转的能量,一直要到地球的海潮也被锁定在正对月球的方向,潮汐的这种“吃里爬外”的行为才会结束,科学家估计这需要好几十亿年的时间。到那个时候,潮起潮落和月升月落将变成远古的历史名词,历法也必将面目全非:一天和一个月长度相等,都是现在一天(24 小时)长度的47倍,一年只有不到 8天。我们太阳系的近邻里就有这么一对儿榜样:冥王星和它的卫星冥卫一。这两个天体的质量差异更小、彼此距离更近,早早地就达到了彼此的潮汐锁定,面对面地绕着共同质心旋转,仿佛跳着默契的双人华尔兹一般。天体质量差别太大的系统就不太“公平”了,小天体不但被单方面“锁定”,还要被大天体的潮汐力捏圆再捏扁,甚至可以把它捏出喷泉来,比如木星和土星的某些卫星的遭遇。
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  • 1楼网友:归鹤鸣
  • 2021-03-02 12:05
可能月球她早就想离可开了,只是潮汐使她离开减慢,但她意已决,还是选择离开。宇宙是复杂的系统,如果只考虑经典力学,一切终将在一点重聚。
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