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    为什么月亮离地球越来越远了?天文学家给出了答案,看完恍然大悟

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      诺贝尔

      由于月球的万有引力,它会更强烈地拉着地球的某一部分向自己靠近,造成地球上海洋潮汐隆起。由于地球自转速度比月球快得多,这一隆起比月球更早发生。由于一系列物理现象,月球被推到一个离地球更远的轨道上。

      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

      很容易认为月亮的存在是理所当然的,这是相当危险的。太阳也是。然而,当月亮不再永远挂于天空,地球上的生活将和现在截然不同,对我们人类来说也不是好事。

      图解: 月球在近地点和远地点的大小比较。

      然而,我们唯一的天然卫星—月球—事实上正在离地球越来越远。它的运行轨道每年都在变大。

      潮汐力的影响

      月球已经围绕地球旋转45亿年了,由于地球的质量更大,相对的,它给月亮的引力远大于月亮给它的。这意味着地球一直相对强烈地拽着月亮靠近自己。这就造成了潮汐力和海洋上对应的潮汐。

      图片

      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。

      地球面向月球的那一面,地月之间万有引力更强。而且,在离地球最近(有最短距离)的地方,引力也最强。

      如上图,地球中部(赤道区)比地球底部和顶部(南北极)离月亮更近。因此,月亮拉地球赤道区的力量更强,刺激了此地区海洋的涨潮,也造成了地球中部地区(赤道区)的突起。这被称作是潮汐隆起,也叫作赤道隆起。

      图片

      图解: 地-月系统的图显示潮汐隆起如何被地球的自转推进。月球对这个隆起偏移量施加的净力矩,造成地球自转速度的减缓。

      这就是海洋潮汐如何运作,取决于地球与月球之间的相对位置。它清楚地解释了当离月亮最近时海洋会经历涨潮。

      为了得到对这一现象更形象的表示:下面的图片它讲述了太阳、地球和月亮之间引力相互作用如何造成地球上的潮涨。

      图片

      潮汐力的影响取决于涉及到事物双方。就像地球出现月球重力引起的隆起(注意,隆起的结果是地球的固体部分出现了仅仅几厘米的变性),月球也同样在离地球最近时出现隆起。

      图片

      地球和月球的自转

      月亮的渐行渐远也与地球和月球的自转有关。你看地球自转相当快(更准确的说是有一个很高的自转速度)。它绕地轴旋转一周只需24小时;另一方面,月球绕轴一周需要27.3天。显然,对它们各自的自转速度来说,月球要远远慢于地球。下面这幅动图描绘了地球和月球不同的自转速度。

      图片

      图解:地球和月球自转速度的比较(注意:这幅图并未展示月球不停绕地球公转,同样,距离和大小并不匹配。)

      由于在速度上有很大的差异,地球的潮汐隆起试图将月球拉向离地球更近的轨道并且速度有所加快(略微增加)。正如每一事物都具有两面性,月亮在地球的潮汐隆起处会远离地球,造成地球自转速度加快。

      图片

      图解: 月球与太阳引力如何影响地球潮汐

      地球自转速度加快导致角动量(自转能量)减少,然后其通过潮汐力传递到月球的运行轨道上,使轨道半径逐年增加。

      这一切的结果都是月亮绕地球的运行半径以每年3.8厘米(1.49英寸)的速度增加。换句话说,月亮每年都比前一年远离地球3.8厘米。

      图片

      图解: 如果自转的频率大于轨道 (公转)频率,抵制的小扭矩将会浮现,最终达成频率锁定(绿色描述的情况)。

      同样,地球的自转速度也会有所下降,在距今100年后,地球上每一天将比现在长2毫秒。

      总而言之,月亮的确正离我们越来越远,但它进行的相当慢。因此我们完全不用担心没有月亮的夜晚。


      为什么月亮离地球越来越远了?天文学家给出了答案,看完恍然大悟
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      软件翻译的?还是要仔细检查一下语句通顺和符合汉语习惯吧? [s-2]
    • ABT-space
      拉黑 2周前 手机端回复
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      ABT-space诺贝尔
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