Думаю каждый, кто немного интересовался космосом знает, что Луна медленно отдаляется от Земли. Иногда нас спрашивают:
Почему Луна отдаляется? Значит ли это, что в будущем Луна улетит от Земли?
В этой статье мы ответим на эти вопросы.
Согласно современным научным представлениям Луна сформировалась когда протопланета размером примерно с Марс столкнулась с Землёй примерно 4.5 миллиардов лет назад. В результате столкновения в космос было выброшено вещество, из которого сформировалась Луна.
Моделирование столкновения Земли с протопланетой, приведшее к формированию Луны
Исследования показывают, что во время своего формирования Луна была гораздо ближе к Земле — на расстоянии всего около 22500 километров. Для сравнения сейчас расстояние до Луны составляет 384 000 километров. Луна продолжает удаляться от Земли со скоростью примерно 3.78 сантиметра в год.
Чем обусловлено отдаление Луны от Земли?
Причиной, по которой Луна отдаляется от Земли является приливное ускорение. Земля своим притяжением удерживает Луну на орбите. При этом Луна также обладает заметной массой и её гравитационное притяжение также действует на Землю. Притяжение Луны проявляется в виде приливов и отливов.
Вращение Земли вокруг собственной оси приводит к тому, что приливная волна или как еще говорят приливный горб (tidal bulge) немного обгоняет Луну.
Благодаря тому, что приливный горб находится чуть впереди Луны он немного изменяет направление вектора притяжения Земли действующего на Луну и Луна чуть-чуть ускоряется. За счёт этого небольшого ускорения Луна и переходит на немного более высокую орбиту.
Таким образом Земля передает часть своей энергии вращения приливной волне, а та в свою очередь тратит часть этой энергии на ускорение Луны. За счёт этого Луна переходит на более высокую орбиту, но кроме того — за счёт этого же вращение Земли вокруг своей оси немного замедляется!
Выше му уже писали, что Луна сформировалась гораздо гораздо ближе к Земле, чем она есть сейчас. За прошедшие миллиарды лет расстояние между Землёй и Луной увеличилось почти в 20 раз. Но это привело также и к существенному замедлению вращения Земли вокруг собственной оси. Так согласно расчётам японского астрофизика Таканори Сасаки до формирования Луны Земля делала полный оборот вокруг своей оси за примерно 4 часа.
Улетит ли Луна от Земли?
По мере удаления Луны от Земли скорость её удаления также замедляется. Это связано во-первых с тем, что сила притяжения приливного горба, вызывающая ускорение Луны уменьшается с увеличением расстояния от Земли, а во-вторых с тем, что из-за замедления вращения Земли уменьшается и сила трения между поверхностью Земли и приливной волной.
К тому времени, как Солнце станет красным гигантом и уничтожит Землю вместе с Луной (примерно через 5 миллиардов лет) Луна успеет отодвинуться на расстояние всего около 550 000 километров.
Читайте также: Что будет если Луна исчезнет?
Если в порядке мысленного эксперимента представить, что Солнце будет существовать вечно, то и в этом случае Луна не покинет Землю. При таком варианте развития событий со временем вращение Земли замедлится настолько, что Земля и Луна окажутся в обоюдном приливном захвате, т.е. будут обращены друг к другу всегда одними и теми же сторонами. В результате приливный горб перестанет ускорять Луну и Луна перестанет отдаляться от Земли.
Авторы: кандидат технических наук Александр Петров, астрофизик Фёдор Карасенко
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где я отвечаю на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!