Может ли Земля однажды потерять Луну
Ученые определили скорость, с которой Луна отдаляется от Земли, с помощью отражающих панелей, которые NASA разместило на спутнике во время миссий «Аполлон». Уже более 50 лет исследователи направляют лазерные лучи с Земли на эти зеркала и измеряют, сколько времени требуется для обнаружения отраженных импульсов. Используя скорость света, ученые подсчитали, что Луна удаляется от Земли примерно на 3,8 сантиметра в год.
Но почему же она отдаляется? Это происходит из-за гравитационного воздействия, которое оказывает как Земля, так и сама Луна.
Гравитационное притяжение Луны влияет на океаны Земли, что приводит к приливам. Земная же гравитация вызывает аналогичные приливные эффекты на Луне, придавая спутнику слегка овальную форму.
Поверхность Земли также немного деформируется под влиянием приливных сил Луны. Обращенная к Луне часть Земли вытянута в сторону спутника, и именно она действует своей гравитацией на Луну, ускоряя ее (и отдаляя!).
Интересно, что гравитационное притяжение Луны, создавая трение о поверхность Земли океанами, замедлят вращение планеты. Около 4,5 миллиардов лет назад, когда Луна только формировалась, скорость вращения Земли была значительно выше, при продолжительности дня около пяти часов. Однако эти же силы заставляют Луну еще больше отдаляться от Земли.
Когда Луна исчезнет?
К счастью, Луна не покинет Землю! По мере отдаления спутника от Земли влияние приливных сил Луны на планету будет становиться все меньше. Поэтому со временем Луна будет отдаляться на все меньшее и меньшее расстояние пока наконец (примерно через 50 миллиардов лет) ее орбита не стабилизируется.
Но маловероятно, что система Земля-Луна доживет до этого времени. Через 5 миллиардов лет Солнце почти наверняка превратиться в красный гигант, который накроет и Землю, и Луну.
Когда Луна покинет Землю, какова вероятность того, что она улетит из .
Луна не сможет даже покинуть Землю, а не то, что улететь из Солнечной системы. Для этого у неё не хватит энергии. Учёные из Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ (ГАИШ) подсчитали, что максимальное расстояние, на которое сможет удалиться Луна, это всего лишь 463 тысячи километров, да и произойдёт это только через 5 миллиардов лет. За несколько миллиардов лет период обращения Луны вокруг Земли увеличится раза в полтора, и больше ничего не произойдёт. Более того, после того, как Луна удалится на максимальное рассотояние, она снова начнёт сближаться с Землёй. То, что Луна может покинуть Землю, это всего лишь одна из гипотез, не достаточно обоснованная теоретически.
Вероятность равна нулю, хотя совсем невозможным такое событие не является*.
Для начала: Луна, да, отдаляется от Земли, и прекратится это только когда приливное трение затормозит Землю настолько, что уже и земные сутки станут равны лунному месяцу. То есть не только Луна будет повёрнута к Земле одной стороной, но и Земля к Луне тоже.
И такое состояние системы будет уже, в рамках классической небесной механики, вечным. Потери энергии в нём будут связаны только с либрациями Луны, которые тоже вызывают в ней приливные волны, но совсем ничтожные по энергетике, и потерями на излучение гравитационных волн, что ещё меньше.
Так что никуда она от нас не денется.
*) Мелкое замечание по поводу "нулевая вероятность" и "невозможное событие". Это не синонимы. Событие, вероятность которого равна нулю, произойти может. Простой пример: какова вероятность, что наугад выбранное из интервала [0, 1] действительное число будет равно 1/2? Ответ очевиден: ноль. Меж тем событие это, согласитесь, вполне возможное.
Вот и с Луной аналогично. Да, если ничего не случится, она от нас никуда не денется. А если случится? Вот совсем недавно через Солнечную систему пролетел "гость из бездны" — Оумуамуа. Но раз есть дикие астероиды — почему бы не быть дикой планете? В конце концов, примерно с той же вероятностью, что "вытащить 1/2", нас может посетить и небесное тело с Луну размером. И если оно удачно прицелится.
Когда Луна улетит от Земли?
Не все знают, что наш естественный спутник отдаляется от Земли. И придёт время, когда Луна станет лишь маленькой точкой на ночном небе. Но когда же это произойдёт?!
Луна удаляется от Земли на 3.8 см/год. Почему это происходит? Злая воля пришельцев, заговор «жидорептилоидов» или кара Бога? Нет, всё имеет научное объяснение…
Всё дело в разнице энергии вращения двух небесных тел:
Луна создает на Земле приливные волны, причем не только в океане, но и в земной коре. Из-за вращения Земли приливные волны расположены не строго на линии планета — спутник, а несколько опережают ее. Ближняя к Луне приливная волна притягивается ею немного сильнее, чем та, что находится на другой стороне Земли. Поэтому со стороны Луны на Землю действует крутящий момент, который постепенно тормозит вращение планеты. Но поскольку действие равно противодействию, Луна получает равное противоположное воздействие и ускоряет свое движение. А это соответствует переходу на более высокую орбиту, то есть удалению от Земли. Так что Луна удаляется от нас за счет энергии вращения Земли.
Цифра 3.8 см кажется смешной и несущественной. Однако представьте, что этот процесс происходит на протяжении последних 4.5 млрд. лет – с момента зарождения океанов на Земле. В начале правремён расстояние от Земли до Селены составляло 60 000 км, а сейчас – 384 000. Разница шестикратная! Если бы вы с помощью машины времени переместились на 4.2 млрд. лет назад, Луна на небе была бы в 6 раз больше!
Примерно так 🙂
А ещё через 4.5 млрд. лет расстояние между двумя небесными телами составит 463 000 км, и Луна улетит от нас навсегда.
Впрочем, это только гипотеза. На счёт дальнейшей судьбы Селены у науки нет однозначной позиции.
Одни учёные считают, что Луна перестанет быть спутником Земли и навеки улетит от своего «сюзерена», став самостоятельной планетой… как Меркурий.
Согласно одной из гипотез, Меркурий некогда был спутником Венеры, но в своё время вырвался от жарких венериных объятий.
По мнению одних учёных мужей, последствия «побега» Селены могут стать катастрофичными. Из-за изменения орбиты земной климат переживёт катастрофические пертурбации.
Другие учёные настроены более оптимистично. Согласно их расчетам, достигнув максимального отдаления от Земли, Луна не только перестанет удаляться, но и начнёт вновь приближаться к нашей планете!
Однако и в этом случае Земле не миновать последствий. Практически исчезнут отливы/приливы, а земные сутки увеличатся до 870 часов – это более 5 сегодняшних недель!
В любом случае нам, простым смертным, переживать не стоит. Подобные вселенские процессы занимают даже не тысячи и миллионы, а миллиарды лет!
К тому времени, когда, Селена на ночном небе уменьшится до размера булавочной головки, Солнце почти потухнет, а жизнь на Земле, вероятно, прекратит существование.
Что произойдет с океанскими приливами, когда Луна удалится от Земли?
В конце концов, наша Луна перестанет двигаться вместе с Землей, поэтому приливы, которые она вызывает на Земле, прекратятся, но это еще не все.
Наш естественный спутник – Луна – вращается вокруг нашей родной планеты с тех пор, как она была впервые создана почти 4,51 миллиарда лет назад. Круговое движение Луны по своей орбите не только дает нам светящуюся серую сферу, которая появляется в нашем ночном небе, но и вызывает некоторые удивительные явления на поверхности нашей планеты.
Одно из них — приливное движение!
Для тех, кто не знает об этом, все приливы, которые вы наблюдаете в морях и океанах, вызваны луной. Это происходит из-за гравитационного притяжения Луны на нашу планету (также называемого «приливной силой»). Эта сила заставляет Землю и всю воду на ее поверхности «выпячиваться» в сторону, наиболее близкую к Луне.
Красные стрелки показывают, как наша планета и ее океан «выпирают»
Однако оказывается, что наша любимая луна, возможно, не особо наслаждается нашим обществом . потому что она медленно удаляется от нашей планеты!
Почему Луна удаляется от Земли?
Диаметр орбиты Луны вокруг Земли составляет почти 768 000 километров, но этот диаметр увеличивается на 3,8 сантиметра каждый год.
Возможно, вы уже знаете, что Луна и Земля «приливно заблокированы», что означает, что движение обоих этих небесных тел синхронизировано таким образом, что мы всегда видим одну и ту же сторону Луны. Теперь, поскольку Земля совершает один оборот вокруг своей оси за 24 часа, а Луна совершает один оборот вокруг Земли за 27,3 дня, выпуклость на Земле имеет тенденцию «ускорять» Луну. Другими словами, Земля тянет Луну вперед по ее орбите.
В то же время Луна также притягивает приливную выпуклость нашей планеты (выпуклость, которую в первую очередь помогла создать Луна), немного замедляя ее скорость вращения. Вот почему почти через 100 лет день на Земле будет на 2 миллисекунды дольше, чем сейчас.
Поскольку Земля больше Луны, ее гравитационное притяжение сильнее, поэтому Луна ускоряется, и с годами ее орбита становится все больше и больше.
Хотя увеличение на 3,8 сантиметра может показаться незначительным, в течение многих лет (мы говорим о миллиардах) эта величина накапливается и становится очень значительной.
Предположим, что орбита Луны становится такой большой, что она полностью покидает окрестности Земли. что тогда будет с приливами на нашей планете?
Что будет с земными приливами, если Луна уйдет?
На самом деле это довольно просто. если Луна удалится достаточно далеко от Земли и полностью покинет орбиту нашей планеты, то в наших океанах не будет приливов.
Как обсуждалось в предыдущем параграфе, приливная блокировка между Луной и Землей замедляет скорость вращения последней. При нынешних темпах, по прогнозам ученых, примерно через 50 миллиардов лет Земля замедлится настолько, что навсегда останется лицом к Луне, а последняя перестанет двигаться в сторону от Земли.
Другими словами, через 50 миллиардов лет или около того в наших морях и океанах не будет приливов.
Почему нам не нужно беспокоиться о том, что Луна убежит
Хотя потеря приливов в океанах Земли, безусловно, была бы ужасной вещью, нам не нужно беспокоиться об этом, поскольку есть и другие вещи.
Если верить оценкам, центральная звезда нашей солнечной системы — Солнце — скорее всего поглотит и Землю, и Луну примерно через 5 миллиардов лет.
Солнце продолжает гореть из-за процесса, называемого ядерным синтезом, который постоянно происходит внутри его ядра. Подумайте вот о чем: Солнце сжигает 600 миллионов тонн водорода каждую секунду. Вот насколько невероятно обширен процесс слияния внутри Солнца.
По мере того как ядерный синтез внутри ядра Солнца прогрессирует, Солнце становится почти на 10% ярче каждые миллиард лет. В свое время это нанесет ущерб нашей планете — вскипятить земные океаны, растопить оставшиеся ледяные шапки и лишить атмосферы.
В двух словах, если Луна уйдет с Земли, на планете не будет приливов. Но задолго до того, как это произойдет, гораздо более вероятно, что оба этих небесных тела будут поглощены Солнцем!