Tại sao cùng một mặt của mặt trăng luôn đối mặt với trái đất

Tại sao cùng một mặt của mặt trăng luôn đối mặt với trái đất

One Moon “day” là khoảng 29 1/2 ngày Trái đất. Vòng quay này trùng với quỹ đạo của nó xung quanh Trái Đất để chúng ta chỉ nhìn thấy khoảng 59% bề mặt của Mặt Trăng từ Trái Đất. Khi Mặt Trăng được hình thành lần đầu tiên, tốc độ quay và quỹ đạo của nó rất khác với hiện tại. Theo thời gian, trường hấp dẫn của Trái Đất dần dần làm chậm vòng quay của Mặt Trăng cho đến khi chu kỳ quỹ đạo và tốc độ quay ổn định, khiến một mặt của Mặt Trăng luôn đối mặt với Trái Đất.

Cái này hoạt động ra sao? Đơn giản chỉ cần đặt ma sát thủy triều. Đối với một lời giải thích đơn giản hơn một chút, chúng ta sẽ phải đặt giới hạn khoa học của mình lên. Nhưng gắn bó với nó; nó thật hấp dẫn. Tôi hứa.

Để bắt đầu, hãy nghĩ về cách Mặt trăng gây ra thủy triều lớn trên Trái đất do Mặt trăng kéo xuống Trái đất qua trường hấp dẫn của nó. Trái đất có tác dụng tương tự trên Mặt Trăng và lớn gấp 81,28 lần, hiệu ứng này mạnh hơn rất nhiều.

Vì vậy, khi khối lượng Mặt trăng đang cố gắng đi theo một chiều (theo một đường thẳng), Trái Đất đang kéo theo một cách khác (hướng về Trái Đất). Hơn nữa, ảnh hưởng của trường hấp dẫn của Trái Đất mạnh hơn ở mặt trăng gần Trái Đất hơn là ở phía xa (và tương tự với hiệu ứng trường hấp dẫn của Mặt Trăng trên các phần khác nhau của bề mặt Trái Đất).

Sự kết hợp này về cơ bản kéo dài Trái Đất và Mặt Trăng, tạo ra các phình thủy triều trên cả hai thiên thể. Điều này xảy ra trên cả hai mặt của mỗi, với các phình ở hai bên gần nhau nhất từ ​​trọng lực và ở hai bên xa quán tính. Trong trường hợp thứ hai, vật chất ít bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn với quán tính thống trị trong trường hợp này. Nói cách khác, vấn đề đang cố gắng di chuyển theo một đường thẳng từ Trái đất và lực hấp dẫn ở đây không thể khắc phục được điều này một cách mạnh mẽ, điều này tạo ra chỗ phình ra ở phía bên kia.

Vì vậy, trước khi Mặt Trăng bị khóa bằng Trái đất, phình ở mặt trăng gần Trái Đất kết thúc hơi dẫn đầu nhờ ma sát và thực tế là Mặt Trăng quay nhanh hơn chu kỳ quỹ đạo quanh Trái đất. Vì vậy, với phình hơi dẫn đầu này được bù đắp từ đường kéo trọng lực giữa Mặt Trăng và Trái Đất, điều này tạo ra một mô-men xoắn, làm thêm giờ dẫn đến vòng quay của Mặt Trăng chậm lại cho đến khi nó bị khóa trái đất; do đó, chỉ có một bên đối diện với Trái Đất. (Lưu ý: phình ở phía xa của Mặt Trăng có hiệu ứng ngược lại, nhưng phình gần Trái Đất nhất định là sự tương tác.)

Tuy nhiên, bạn sẽ lưu ý rằng tôi đã nói rằng chúng tôi thực sự nhìn thấy khoảng 59% bề mặt Mặt trăng từ Trái đất, chứ không phải 50%. Sự khác biệt xuất phát từ thực tế là quỹ đạo của Mặt trăng quanh Trái Đất không phải là hình tròn hoàn hảo, nhiều hình elip hơn. Khi khoảng cách của Mặt trăng từ Trái Đất tăng và giảm, tốc độ góc của nó thay đổi, trong khi tốc độ quay của nó vẫn giữ nguyên. Kết quả là chúng ta có thể nhìn thấy thêm 9% bề mặt của nó so với chúng ta nếu nó có một quỹ đạo tròn hoàn hảo.

Mặt khác của điều này, như bạn có thể đoán, là Mặt Trăng có tác dụng tương tự trên Trái đất và dần dần làm chậm vòng quay của Trái Đất theo cùng cách chính xác Mặt trăng trở nên bị khóa kín với Trái Đất. Hơn nữa, khi Mặt Trăng làm chậm vòng quay của Trái đất, một phần nhỏ của động lượng quay của Trái đất được chuyển đến động lượng quỹ đạo của Mặt trăng, với kết quả là bán kính trung bình của quỹ đạo Mặt trăng tăng khoảng 3,8 cm mỗi năm với các vị trí lục địa hiện tại và chặn các sự kiện địa chất lớn. (Trái ngược với những gì bạn thường đọc, Mặt trăng không nhận được tất cả năng lượng ở đây, phần lớn nó được chuyển thành nhiệt qua ma sát, chỉ với 3% năng lượng trong tương tác bị "đánh cắp" bởi Mặt trăng.)

Do đó, khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất thay đổi dần dần và ít nhiều trong bước với sự thay đổi thời gian quay. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nó không phải là một sự thay đổi liên tục như những trận động đất lớn, thay đổi băng giá, trôi dạt lục địa và các sự kiện địa chất khác đóng vai trò ở đây, đó là lý do tại sao số giây nhảy vọt không được thêm vào đều đặn, nhưng chỉ Khi cần thiết. Nhưng hiệu quả tổng thể là theo thời gian, Mặt Trăng đang đi xa hơn và xa hơn Trái đất mỗi năm, trong khi vòng quay của Trái Đất đang chậm lại.

Về lý thuyết, tại một số điểm hàng chục tỷ năm kể từ bây giờ (với khung thời gian chính xác là cực kỳ khó khăn để móng xuống do rất nhiều yếu tố không thể biết được) cùng một phía của Trái đất sẽ luôn luôn đối mặt với Mặt trăng, với Trái đất chỉ quay một lần cho mỗi chu kỳ mặt trăng, mà tại thời điểm đó, hầu hết các ước tính cho thấy nên có khoảng 47 ngày Trái đất hiện tại dài.

"Về lý thuyết" ... nhưng điều này có thể sẽ không bao giờ xảy ra. Tại sao? Trong khoảng 1 đến 2 tỷ năm hoặc lâu hơn, độ sáng của Mặt trời sẽ tăng đủ để làm bốc hơi tất cả nước trên bề mặt Trái đất, loại bỏ hoàn toàn thủy triều, đó là một yếu tố rất lớn trong tương tác này. Tuy nhiên, vẫn có một số lớp vỏ trái đất để tiếp tục quá trình ở mức độ thấp hơn nhiều.

Trong 5 đến 6 tỷ năm, Mặt trời sẽ ở quanh đỉnh của giai đoạn Khổng lồ đỏ, và theo các mô hình mới nhất, ngay cả với Mặt trời mất khá nhiều khối lượng trong quá trình này, do đó làm cho quỹ đạo của Trái đất xa hơn, Mặt trời chỉ nên tiêu thụ Trái đất và Mặt trăng nhiều tỷ năm trước khi một khóa thủy triều kép có thể xảy ra.

Tóm lại, tại một số điểm trong vài tỷ năm tới, con người sẽ cần phải tìm một ngôi nhà khác, hoặc tìm ra cách di chuyển con đường hiện tại của chúng ta sang một quỹ đạo xa hơn, giữ Trái đất trong vùng sinh thái của hệ mặt trời.

Thực tế tiền thưởng:

  • Về mặt kỹ thuật, không có “mặt tối” thực sự của Mặt trăng. Như đã nói, Mặt trăng vẫn đang quay và, mặc dù thực tế là chúng ta không nhìn thấy nó, mặt đối diện từ quan điểm của chúng ta vẫn nhận được ánh sáng mặt trời trong “ngày” của bên đó. Trong thực tế, thời gian duy nhất "mặt tối" của Mặt Trăng thực sự là bóng tối hoàn toàn là khi chúng ta nhìn thấy Trăng tròn.

Để LạI Bình LuậN CủA BạN