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海洋的摩擦力是如何导致月球逐渐远离的?

更新时间:2024-02-24 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

这可以追溯到 45 亿年前。 忒伊亚是一颗与火星大小相当的行星,与原始地球相撞,产生了巨大的撞击,并在灼热的地球周围形成了一个星环,该星环由碰撞抛出的熔融碎片组成。2vv物理好资源网(原物理ok网)

数千年来,这些碎片聚集在一起形成了月球,月球距地球的半径是地球半径的三倍,仅比地球的洛希极限稍远一点。2vv物理好资源网(原物理ok网)

罗希极限是指对于较大的恒星来说,其强大的引力场会将在此距离内的任何较小的恒星撕裂的距离。2vv物理好资源网(原物理ok网)

这个时间点,估计一天就只有4个小时了。2vv物理好资源网(原物理ok网)

当月球绕地球运行时,两个天体之间会发生角动量交换。 月球的引力吸引海洋,产生潮汐现象,导致海平面上升。 地球自转速度比月球快,试图将隆起的海平面向前拉,而月球的引力则将其向后拉。 这场拉锯战的结果就是地球自转速度减慢。2vv物理好资源网(原物理ok网)

地球失去的角动量转移到月球上,导致月球以每年3.8厘米的速度远离地球。2vv物理好资源网(原物理ok网)

图片翻译:海洋的摩擦力如何导致月球逐渐远离?2vv物理好资源网(原物理ok网)

如果海洋和地壳之间没有摩擦,潮汐海平面的升高将沿着地球和月球的连线方向。2vv物理好资源网(原物理ok网)

海洋和地壳之间的摩擦导致海平面上升,并沿着地球自转的方向移动。2vv物理好资源网(原物理ok网)

月球的引力将潮汐海平面拉回地月线,从而减慢地球的自转2vv物理好资源网(原物理ok网)

偏移凸起的重力将月球向前拉陀螺与角动量守恒,导致其远离。2vv物理好资源网(原物理ok网)

该表显示了地球上一天中随时间变化的估计小时数。2vv物理好资源网(原物理ok网)

现在,如果以夜空中星星的位置为标准,地球绕地轴公转一周的时间为23小时56分4.09秒。 这称为恒星日。2vv物理好资源网(原物理ok网)

目前地球与月球的距离平均为一公里,相当于地球半径的60倍。2vv物理好资源网(原物理ok网)

这种距离的趋势不会减少。 10亿年后,月球轨道将比现在移动37800公里,地球的一天将延长4.72小时。 据估计,当地球和月球之间的距离达到地球半径的80倍时,这种逐渐的距离就会停止。2vv物理好资源网(原物理ok网)

最终,地月系统将达到月球每47天公转一周、地球每47天自转一周的状态。 当这种情况发生时,我们的地球和月球就会被潮汐锁定。 因此,在世界的某些地方,较小、较暗的月亮将永远照亮夜空(和白天的天空),而在世界的另一边,根本没有月亮,只有星星。2vv物理好资源网(原物理ok网)

事实上,我们地球的自转确实正在减慢。2vv物理好资源网(原物理ok网)

原地球在形成后不久就被一颗火星大小的行星猛烈撞击; 撞击是有角度的,导致大量物质被炸入太空(后来合并形成月球),并导致地球的一天变得非常快——根据一些估计,只有大约 6 到 10 个小时长。2vv物理好资源网(原物理ok网)

月球引起的潮汐现象已经减慢(并将继续减慢)地球的自转,同时导致月球轨道扩大。 月球引起地球上的潮汐; 地球自转导致潮汐海平面不是直接向月球上升,而是稍微在月球前面上升。 月球被海平面上升所吸引,从而增加了月球轨道的能量,从而使月球远离地球。 。 但获得的能量并不是没有代价的——它来自地球的自转。 由于这些潮汐现象,我们的日子一点一点地变得越来越长。2vv物理好资源网(原物理ok网)

如果有足够的时间,如果太阳继续燃烧 25 到 300 亿年,地球和月球将被潮汐锁定。 就像现在冥王星及其最大的卫星卡戎正在发生的事情一样。 (然而,太阳将在潮汐锁定完成之前死亡,并可能吞没地球和月球。)2vv物理好资源网(原物理ok网)

内转(自转)的形式与行星的引力有关。2vv物理好资源网(原物理ok网)

“如果产生运动的能量来自系统本身,而不是受到外部作用,它就会无休止地旋转。”2vv物理好资源网(原物理ok网)

广义相对论:2vv物理好资源网(原物理ok网)

爱因斯坦场方程的克尔解(克尔度量)是描述巨物体旋转的候选理论之一。 克尔度量有两个重要参数:质量和角动量。 下面的旋转方程可用于获得旋转物体的角动量作为质量或密度的函数,然后可用于该度量。2vv物理好资源网(原物理ok网)

经典力学(牛顿力学):2vv物理好资源网(原物理ok网)

关于行星的自转,迄今为止我们得到的最好的解释是角动量守恒原理,仅此而已。 不需要其他理论。 没有任何解释可以超越这个理论,休息时喝咖啡时与某人随意讨论:2vv物理好资源网(原物理ok网)

“很久以前,在一个遥远的星系中……旋转的气体和尘埃逐渐扁平化成原行星盘,然后由于角动量守恒,这些行星现在以随机速率旋转。”2vv物理好资源网(原物理ok网)

这相当于说我们不知道这个过程到底是如何运作的。 我们只有一个粗略的概念,还不能用数学来表达它。 以下是开尔文勋爵(威廉·汤姆森)所说的:2vv物理好资源网(原物理ok网)

“我常说,当你能量化你所讲的内容,并用数字来表达时,你就真正了解了一部分事情;但如果你不能量化,当你不能用数字来表达时,你就什么也不懂了。”其实对事物的理解是很少的,根本不够。这种情况经常发生在你刚刚理解了一些东西,但你的想法却远远不科学的时候。任何事情都是如此。”2vv物理好资源网(原物理ok网)

因此,如果我们想要不使用数学公式来回答上面讨论的问题,就只能依靠纯粹的推理,就像牛顿和开普勒时代人们对待这个问题的方式一样。 行星的轨道周期与其距太阳的平均距离之间有什么联系吗? 你会得到同样的答案……没有联系。2vv物理好资源网(原物理ok网)

在得出任何结论之前陀螺与角动量守恒,我们必须建立对行星自转的物理和数学描述。 而且,在我们应用自旋轨道耦合的概念之前,我们首先必须理解方程的“旋转”部分。 “轨道”部分非常有名,它基于牛顿和开普勒的行星运动定律。2vv物理好资源网(原物理ok网)

“方程”:2vv物理好资源网(原物理ok网)

—————————通过时空曲率的概念来理解旋转————————————2vv物理好资源网(原物理ok网)

如果我们想将重力与旋转联系起来,两个最有影响力的变量是质量和密度。2vv物理好资源网(原物理ok网)

对于行星或非常大的物体来说,它的引力会产生显着的影响。 它的固有属性之一称为重力角速度。 不要与人工旋转相混淆,例如旋转球、旋转指尖陀螺或任何其他与重力相关的旋转。 【注:该术语没有中文翻译,暂译为重力角速度。 】2vv物理好资源网(原物理ok网)

GAV[ ] = f(mass, ) 物体的固有属性是重力角速度,它是质量和密度的函数。2vv物理好资源网(原物理ok网)

还有来自自然环境的其他力量可以加速或减慢地球的自转,例如地震、陨石撞击等。这些事件可以被视为对系统的微小扰动。2vv物理好资源网(原物理ok网)

由于潮汐锁定现象,地球自转减慢并不意味着自转会完全停止。 一种可能性是地球正在接近平衡点,其中地球的角速度是恒定的。 需要注意的是,这些物体具有连锁效应,因此与其单独描述地球和月球的自转,不如将它们作为一个整体——地月系统——进行描述,以获得系统的角速度。 这个描述比较准确。 重要的。2vv物理好资源网(原物理ok网)

在下面的链接中,木星和地球赤道处的旋转线速度被描述为质量和密度的函数。2vv物理好资源网(原物理ok网)

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