Hvorfor samme side av månen står alltid mot jorden

Hvorfor samme side av månen står alltid mot jorden

En måneds "dag" er omtrent 29 1/2 jorddager. Denne rotasjonen sammenfaller med sin bane rundt jorden slik at vi bare ser ca 59% av Månens overflate fra Jorden. Når månen først dannet, var dens rotasjonshastighet og bane veldig forskjellig enn de er nå. Over tid sank jordens gravitasjonsfelt gradvis månens rotasjon til orbitalperioden og rotasjonshastigheten stabiliserte, slik at den ene siden av månen alltid vender mot jorden.

Hvordan virker dette? Bare sett-tidal friksjon. For en litt mindre enkel forklaring må vi sette våre science caps på. Men hold deg til det; det er fascinerende. Jeg lover.

For å begynne, tenk på hvordan månen forårsaker store tidevann på jorden på grunn av at månen trekker på jorden via dens gravitasjonsfelt. Jorden har samme effekt på månen, og er 81,28 ganger mer massiv, effekten er mye kraftigere.

Så, som Månens masse forsøker å gå en vei (i en rett linje), trekker jorden samtidig den på en annen måte (mot jorden). Videre er effekten av jordens tyngdefelt sterkere på siden av månen nærmest jorden enn på den andre siden (og det samme med Månens tyngdefeltens effekt på de forskjellige delene av jordens overflate).

Denne kombinasjonen strekker seg i hovedsak jorden og månen, og skaper tidevannsbukter på begge himmellegemer. Dette skjer på begge sider av hver, med bølgen på sidene nærmest sammen fra tyngdekraften og på sidene lengst bort fra treghet. I sistnevnte tilfelle er saken mindre påvirket av gravitasjonskraften med inerti som dominerer i dette tilfellet. For å si det på en annen måte, prøver saken å bevege seg rett fra jorden, og tyngdekraften her er ikke like sterkt i stand til å overvinne dette, noe som skaper utbulning på den siden.

Så før Månen var tidelt låst med Jorden, ble bølgen på siden av Månen nærmest Jorden litt ledende takket være friksjonen og det faktum at månen roterte raskere enn sin omløpstid rundt jorden. Så med denne litt ledende bølgen som er oppveid fra gravitasjonstrinnet mellom Månen og Jorden, skapte dette et dreiemoment, hvilket overtid resulterte i at Månens rotasjon bremte til den ble tidsbestemt låst med Jorden; Dermed er bare den ene siden mot jorden. (Merk: Buen på Månens fjerne side hadde motsatt effekt, men bølgen nærmest jorden dominerte samspillet.)

Du vil imidlertid merke seg at jeg sa at vi faktisk får se om 59% av Månens overflate fra jorden, ikke 50%. Uoverensstemmelsen kommer fra det faktum at månens bane rundt jorden ikke er perfekt sirkulær, mer av en ellipse. Når månens avstand fra jorden øker og senker, endres vinkelhastigheten, mens rotasjonshastigheten forblir den samme. Resultatet er at vi får se en ekstra 9% av overflaten enn vi ville hvis den hadde en perfekt sirkulær bane.

Den andre siden av dette, som du kanskje har gjettet, er at månen har samme effekt på jorden og gradvis bremser jordens rotasjon på nøyaktig samme måte som månen ble tidelt låst med jorden. Videre, som Månen senker Jordens rotasjon, blir en liten del av jordens rotasjonsmoment overført til Månens omløpsmoment, og resultatet er at gjennomsnittsradiusen til månens bane øker med ca 3,8 cm pr. År med dagens kontinentale posisjoner og utelukker store geologiske hendelser. (I motsetning til hva du ofte leser, får ikke Månen all energien her, det meste blir omdannet til varme via friksjon, med bare 3% av energien i samspillet som blir stjålet av Måne.)

Dermed endres avstanden mellom Månen og Jorden gradvis og er mer eller mindre i tråd med rotasjonsperiodeendringen. Det skal imidlertid bemerkes at det ikke er en konstant forandring som ting som store jordskjelv, isbjelkendringer, kontinentalsdrift og andre slike geologiske hendelser spiller en rolle her, og derfor er springe sekunder ikke lagt til med jevne mellomrom, men bare når det trengs. Men den overordnede effekten er at Månen blir mer og lenger vekk fra jorden hvert år, mens jordens rotasjon senkes.

I teorien, på et eller annet tidspunkt, titalls tusen år fra nå (med den nøyaktige tidsrammen som er ekstremt vanskelig å spikre ned på grunn av så mange ukjente faktorer), vil den samme siden av jorden alltid møte Månen, mens Jorden bare roterer en gang per månens syklus, som på det tidspunktet de fleste estimater indikerer, burde være omtrent 47 nåværende Earth dager lang.

"I teorien" ... men dette vil trolig aldri skje. Hvorfor? I løpet av 1 til 2 milliarder år vil solens lysstyrke økes tilstrekkelig til å fordampe alt vann på jordens overflate, og slippe av med havtiden helt, noe som er en stor faktor i denne samspillet. Imidlertid vil det fortsatt være noe utbulning av jordskorpen for å fortsette prosessen i en mindre grad.

I 5 til 6 milliarder år vil solen ligge rundt toppen av sin røde gigantfase, og ifølge de nyeste modellene, selv om solen mister litt masse i løpet av denne prosessen, og dermed gjør jordens bane lenger ut, Solen bør bare knapt forbruke jorden og månen mange milliarder år før en slik dobbelt tidalås kan oppstå.

Bunnlinjen, på et tidspunkt i de neste milliard årene eller så, må mennesker enten finne et annet hjem, eller finne ut hvordan man manuelt kan flytte vår nåværende til en lengre bane, og holde jorden i beboelig sone i vårt solsystem.

Bonus Fakta:

  • Det er teknisk ingen sann "mørk side" av månen. Som nevnt, er Månen fortsatt roterende, og til tross for at vi ikke ser det, blir den motsatte siden fra vårt perspektiv fortsatt sollys i den siden av dagen. Faktisk er den eneste gangen den mørke siden av månen virkelig helt mørk, når vi ser en fullmåne.

Legg Igjen Din Kommentar