当火星的卫星下降的时候我们的月球为什么会渐渐远离?
原始的问题是:我知道月球因为潮汐/摩擦/角动量守恒的原因渐行渐远。录像称火卫一因为潮汐力离火星越来越近,这些潮汐力从何而来?很显然并没有海洋的环绕拖动,但又是什么呢?
物理学家的答案:一颗卫星引起其下行星的物质与它相对膨胀(以及与它相向膨胀,这是有两个潮汐的原因)。这在自由移动的水远多于地表水的地球尤其明显。然而因为潮汐波的撞击需要短暂的喘息,并且行星自转和卫星绕轨运行,所以撞击绝不会正好发生在这颗卫星之下。
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一颗卫星引发的涨潮不会刚好停留在此卫星之下,这要么是因为行星自转,要么是因为月球绕地球运行,或者两者兼而有之。这实在不符合比例。
因为地球自转方向与月球绕轨而行的方向相同,撞击会稍稍领先于月球。如果月球以相反的方向绕轨而行,或者绕轨而行的速度过快,甚至于比地球自转速度还快,那么撞击就会落后于月球。
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撞击本身有质量,因此几乎没有额外的重力。如果它领先于月球,那么月球会因为得到牵引力而加速,此牵引力位于其运行轨道方向上,额外并且微弱。加速会导致轨道中的物体篡位进入更高层的轨道,这就是我们常说的、描述得并不十分准确的“渐渐远离(渐行渐远)”。我们的月球每年都会远几厘米。
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另一方面,如果潮汐波的追踪在这颗卫星之后, 那么这颗卫星将会因此慢下来并渐渐下落。火卫一的轨道时长大约是8小时(已经非常慢了),火星的一天(一个“火星日”)和我们的一天差不多长,所以撞击火卫一必然引起其后的追踪。因此火卫一正在渐渐下落,并最终将影响到火星。大约5000万年以内,火星将经历一个糟糕的火星日。
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但是使卫星上升需要耗费巨大的能量,这些能量不得不来源于某些地方。为提高绕轨速度,地球将微弱的拉力作用于月球,同样的微弱拉力被反作用于地球,以此放慢我们的时间。450万年前月球周边形成的时候,它离地球的距离大概比现在近15倍(允许有误差),一天只有大概6小时。那时候满月将会提供大约200倍的光,并且日食的黑暗将会吞噬大片的地球表面,吞没至几乎和澳大利亚一样大(的区域)。
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我们月球的质量比火卫一质量的700万倍还要大,所以火卫一对火星的自转并没有那么明显的影响。
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现在的地球和月球,以及月球形成时期的地球和月球
我们生活在一个极为不可能的时代,此时天空中月亮的大小正好与太阳的大小相符。实际上,因为月球的绕地轨道是一个近似的椭圆形,所以月亮时而小一点,时而大一点。我们生活在唯一一个能接触到日环食和日全食的行星。但是,趁你还能看见日全食的时候快看吧;几百万年后,我们将只能看见日环食了。无法预见的未来的人类们,你们也太惨了!
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