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友望 發達集團副總裁
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來源:哈拉閒聊
發佈於 2025-02-28 08:06
為什麼月球始終以一面對著地球?
為什麼月球始終以一面對著地球?
起初形成地球和月球的時候也許並不是這樣,但由於地球對月球的潮汐力作用,讓月球相對地球的自轉速度越來越慢,最終停下來,形成潮汐鎖定。
【類似案例】
(1)地球在月球的潮汐作用下自傳速度在變慢,一日的長度每100年增加1.6毫秒,4億年前一天只有21.5小時。
(2)冥王星和冥衛一兩者都始終一面朝向對方,假如不考慮50億年後太陽變紅巨星導致地球毀滅,那終有一天地球和月球也形成這種面對面的狀態。
(3)由於水星軌道的偏心率較大(軌道是比較扁的橢圓),在太陽的潮汐力作用下形成「軌道共振」,使得其自轉週期與公轉週期之比為2:3,原理和潮汐鎖定相近。
【能量去了哪裡】
地球自轉的能量在潮汐力作用下轉化為地球物質摩擦後的內能,也有一部分轉化為月球繞地運行的機械能,所以月球正在以每年3.8釐米的速度遠離我們。
【月球正在遠離我們,是否有一天會脫離地球引力範圍?】
兩個天體組成的系統中,不考慮別的天體,由潮汐效應造成遠離無法讓其解除引力束縛關係,這是因為兩者距離趨向於無限遠時,公轉角動量可趨向無限大,無論初始角動量有多大都足以足以容納。但由於有別的天體,遠到一定程度兩者的引力束縛關係就會因為引力攝動而受到影響。由於地球目前的自轉角動量比月球繞地角動量大致小一個數量級,所以當地球被月球潮汐鎖定後,地月距離會是現在的2倍內(網上沒找到計算結果,這是我的估算),不足以被別的天體所幹擾。而且這個過程太緩慢,等不到那一天地月系統已被變成紅巨星的太陽所吞沒。
【如果不考慮太陽變紅巨星,地球是否會被太陽鎖定?】
光從力學上說,由於月球對地球的潮汐作用遠超太陽對地球,所以最終地球會被月球鎖定而不是被太陽鎖定。
【如果沒有其它天體幹擾,行星是否會被太陽鎖定?】
會的,但由於行星與太陽間距離普遍非常遠,這個過程會非常長,可能等不到那一天。
【金星沒有衛星,離太陽也不太遠,那金星會不會被太陽鎖定?】
這個問題暫沒有答案,因為金星的自轉充滿了謎團。金星的自轉和公轉方向是相反的,這本身是個謎。比起太陽,金星的自轉似乎和地球的關係更密切:金星與地球平均584天的會合週期,幾乎正好是5個金星的太陽日(差距比誤差範圍還小),也就是說每次地金最接近時,金星上總是某個固定的點面向地球,似乎與地球形成共振關係。所以,金星的自轉會如何演變,至今無定論。