Mengapa Sisi Bulan Selalu Menghadapi Bumi

2023 Pengarang: Sherilyn Boyd | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-05-26 18:30

Bagaimana ianya berfungsi? Hanya geseran pasang surut. Untuk penjelasan sedikit kurang ringkas, kita perlu meletakkan penutup sains kita. Tetapi tahan dengannya; ia menarik. Saya janji.

Untuk memulakan, fikirkan bagaimana Bulan menyebabkan ombak besar di Bumi kerana Bulan menarik di Bumi melalui medan graviti. Bumi mempunyai kesan yang sama pada Bulan dan, 81,28 kali lebih besar, kesannya jauh lebih kuat.

Jadi, apabila jisim Bulan cuba untuk pergi satu arah (dalam garis lurus), Bumi secara serentak menariknya dengan cara yang lain (ke arah Bumi). Selanjutnya, kesan medan graviti bumi adalah lebih kuat di sisi Bulan yang paling dekat dengan Bumi daripada pada sisi yang jauh (dan sama dengan kesan graviti Bulan pada bahagian-bahagian yang berlainan permukaan bumi).

Kombinasi ini pada asasnya membentangkan Bumi dan Bulan, menghasilkan bulu pasang surut di kedua-dua badan angkasa. Ini berlaku di kedua-dua belah pihak, dengan bonjolan di sisi yang paling dekat dari graviti dan di sisi paling jauh dari inersia. Dalam kes yang kedua, perkara ini kurang dipengaruhi oleh daya graviti dengan inersia mendominasi dalam hal ini. Untuk meletakkannya dengan cara yang lain, perkara ini cuba untuk bergerak dalam garis lurus dari Bumi dan daya graviti di sini tidak begitu kuat untuk mengalahkan ini, yang mencipta bonjol di sebelah itu.

Jadi sebelum Bulan diikat dengan Bumi, bonjolan di sisi Bulan yang paling hampir dengan Bumi akhirnya menjadi lebih besar berkat geseran dan fakta bahawa Bulan berputar lebih cepat daripada tempoh orbitnya di sekeliling Bumi. Oleh itu, kelebihan graviti yang sedikit ini diimbangi dari garis tarikan graviti antara Bulan dan Bumi, ini menghasilkan tork, yang lebih masa menyebabkan Bulan berubah menjadi perlahan sehingga ia menjadi terkunci dengan Bumi; oleh itu, hanya satu sisi menghadap Bumi. (Nota: bonjol di bahagian jauh Bulan mempunyai kesan sebaliknya, tetapi lengkung yang paling dekat dengan Bumi menguasai interaksi.)

Anda akan perhatikan, walaupun, saya berkata kita sebenarnya dapat melihat kira-kira 59% permukaan Bulan dari Bumi, bukan 50%. Percanggahan ini datang dari kenyataan bahawa orbit Bulan di sekeliling Bumi tidak sempurna, lebih banyak dari elips. Apabila jarak Bulan dari Bumi meningkat dan berkurangan, perubahan kelajuan sudutnya, manakala kelajuan putaran tetap sama. Hasilnya ialah kita dapat melihat lebih banyak 9% daripada permukaannya daripada yang kita akan jika ia mempunyai orbit yang sempurna bulat.

Bahagian lain ini, seperti yang anda mungkin dapati, adalah bahawa Bulan mempunyai kesan yang sama di Bumi dan secara beransur-ansur memperlambat putaran Bumi dengan cara yang sama seperti Bulan yang dikunci dengan Bumi. Selanjutnya, apabila Bulan melambatkan putaran Bumi, sebahagian kecil momentum putaran Bumi akan dipindahkan ke momentum orbital Bulan, dengan hasilnya ialah jejari purata orbit Bulan meningkat kira-kira 3.8 sentimeter setahun dengan kedudukan benua semasa dan menghalang peristiwa geologi utama. (Bertentangan dengan apa yang sering anda baca, Bulan tidak mendapat semua tenaga di sini, sebahagian besarnya ditukarkan menjadi panas melalui geseran, dengan anggaran 3% tenaga dalam interaksi yang "dicuri" oleh Bulan.)

Oleh itu, jarak antara Bulan dan Bumi berubah secara beransur-ansur dan lebih kurang dalam langkah dengan perubahan tempoh putaran. Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa ia bukan perubahan berterusan seperti perkara-perkara seperti gempa bumi besar, perubahan glasier, hanyut benua, dan peristiwa geologi yang lain memainkan peranan di sini, itulah sebabnya mengapa detik lompat tidak ditambah pada selang tetap, tetapi hanya apabila diperlukan. Tetapi kesan keseluruhan adalah bahawa dari masa ke masa, Bulan semakin jauh dan lebih jauh dari Bumi setiap tahun, sementara putaran Bumi semakin perlahan.

Secara teorinya, pada suatu ketika puluhan bilion tahun dari sekarang (dengan jangka masa yang tepat menjadi sangat sukar untuk dikalahkan kerana banyak faktor yang tidak dapat diketahui) di sisi yang sama Bumi akan selalu menghadapi Bulan, dengan Bumi hanya berputar satu kali kitaran lunar, yang pada masa itu, anggaran paling banyak menunjukkan bahawa terdapat kira-kira 47 hari Bumi semasa yang panjang.

"Secara teori" … tetapi ini mungkin tidak akan berlaku. Mengapa? Sekitar 1 hingga 2 bilion tahun atau lebih, kecerahan Matahari akan meningkat dengan cukup untuk menyerap semua air di permukaan Bumi, menyingkirkan air pasang lautan, yang merupakan faktor besar dalam interaksi ini. Bagaimanapun, masih terdapat beberapa kerak bumi yang dapat menembusi proses ini hingga ke tahap yang lebih rendah.

Dalam tempoh 5 hingga 6 bilion tahun, Matahari akan berada di sekitar puncak fasa Red Giant, dan mengikut model terbaru, walaupun dengan Matahari kehilangan sedikit jisim semasa proses ini, menjadikan orbit Bumi lebih jauh, Matahari sepatutnya hanya memakan Bumi dan Bulan berbilion-bilion tahun sebelum ini seperti kunci pasang surut.

Intinya, pada satu ketika dalam bilion tahun berikutnya atau lebih, manusia perlu sama ada mencari rumah lain, atau memikirkan cara untuk menggerakkan satu arah ke arah orbit yang jauh lebih jauh, memelihara Bumi dalam zon yang boleh dihuni sistem suria kita.

Fakta Bonus:

• Secara teknikal tidak ada "sisi gelap" Bulan yang benar. Seperti yang dinyatakan, Bulan masih berputar dan, walaupun kita tidak melihatnya, sebaliknya dari perspektif kita masih mendapat sinar matahari sepanjang "hari" sampingan itu. Sebenarnya, satu-satunya masa "sisi gelap" Bulan benar-benar gelap adalah apabila kita melihat Bulan penuh.