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    月球每年远离地球大约3厘米,将来某天月球会不会彻底离开地球?

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    • Lv.11细胞核
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      居里夫人

      月球轨道高度与速度有着直接的关系,而其远离地球不是行星发动机的推离,而是海水的功劳。

      1、月球轨道数据

      1.1 公转/自转周期

      月球每月绕地球一周(公转),精确的数据是27.323天。自转周期与公转一致,所以我们只能看到月球的正面,这是地月引力潮汐锁定决定的。

      1.2 椭圆轨道参数

      地球质心与月球质心平均距离约385000 km。实际的月球轨道是个椭圆,近地点与远地点的距离分别为364397km和406731km。椭圆轨道的平均离心率为0.0549006,比较接近于0,即月球轨道比较接近正圆。所以,为了简化计算,后面的计算都将月球轨道视为正圆。如下图。

      2、理论分析

      对月球进行分析,其受地球引力,其他天体对月球的引力忽略,如下图。月球的线速度为v。

      图片

      根据牛顿第二定律,最终我们得到线速度与轨道半径的关系,已知G=6.67e-11N·m²/kg²,地球质量M=5.972e24kg。速度与轨道半径的曲线如下图。

      图片

      图片

      当前月球的平均线速度为1022m/s,轨道半径385000km,上图红圈所示。可见,实际值与理论值存在偏差。这是因为理论模型采用的是正圆轨道。从图上看,这个偏差略小。

      理论分析的结论是:随着地月距离的增加,月球的线速度会慢慢降低。

      3、月球远离的原因

      月球的离开,并不是《流浪地球》计划的特地推离,而是地球上的海水的阻碍。

      图片

      我们视地月为一个系统,在整个系统内部,能量是守恒的。当地月处于某一位置时,地球上的海水由于受月球引力的作用,形成潮汐,如上图蓝色部分。而当月球飞过一个距离后,海水由于引力,也会向着月球前进的方向“追逐”。但是,海水与地球本地存在着阻力。所以,海水的潮汐位置始终落后于月球垂直引力点。这就造成似乎海水被月球牵着鼻子走,引力一直在前方,海水一直处于“加速”的状态。

      反过来,对月球来讲,除了地球本体的引力,海水也会对月球有引力。而这个引力却是与月球前进方向成钝角。如下图。红色箭头是地球本体的引力,指向地心。橙色箭头是海水对月球的引力,指向海潮的质心。由于海潮位置移动没有月球那么快,橙色箭头与月球前进方向是钝角,即,海水引力对月球来讲是减速的。

      图片

      因此,地球上的海水,就像一个巨大的阻尼器,始终在拖后月球的前进速度。月球速度的降低,直接导致了月球轨道高度的变大。

      4、总结

      月球每年远离地球3cm,主要原因在于地球上的海水在追月的过程中存在阻力造成的滞后,海水对月球的引力方向与月球前进方向成钝角,对月球起到了减速的作用。而月球速度的降低,直接导致了月球轨道高度的变大。

      基于此,月球的远离不可阻止,也没有办法阻止。想想几百万或者几亿万年后,月亮离我们太远,甚至看不见的时候,那时候的人类多么孤单。没有月亮的地球,是没有灵魂的。所以,趁着我们还能欣赏月色,多看月亮几眼吧。

      宇宙探索
      月球每年远离地球大约3厘米,将来某天月球会不会彻底离开地球?
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    • Lv.8碳纳米管
      牛顿
      离开的过程中,地球会发生许多巨大的灾害和变化的 [s-63]
    • space是滴。
      拉黑 2月前 手机端回复
    • 爱天文的背包客不知道人类hold不hold的住 [s-36]
      拉黑 2月前 手机端回复
    • space应该是hold不住的
      拉黑 2月前 手机端回复
    • 回复
      Lv.8碳纳米管
      牛顿
      打赏了1金币
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      Lv.2顶夸克
      爱因斯坦
      如果在未来,月亮真的摆脱地球引力了,那地球会变成啥样儿啊 [s-5]
    • 爱天文的背包客在远离过程中会南北极反转,海平面上升,地震频多,地球轨道倾斜,一天不再为24小时等等。远离后一般就定型了,除非地球能再捕获一个 [s-38]
      拉黑 2月前 手机端回复
    • 秃光光@爱天文的背包客 啊这样的吗,那是不是还要好长好长时间才能跑出地球引力
      拉黑 1月前 手机端回复
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      space居里夫人
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