ทำไมดวงจันทร์ถึงเคลื่อนตัวออกไป? ระยะทางสูงสุดที่ดวงจันทร์สามารถเคลื่อนที่จากโลกได้คือเท่าไร? เหตุใดดวงจันทร์จึงจำเป็นสำหรับโลก?

มอสโก 22 มิถุนายน - RIA Novostiข้อสันนิษฐานที่ว่าดวงจันทร์อาจออกจากวงโคจรของดาวเทียมโลกในอนาคตขัดแย้งกับสมมุติฐานของกลศาสตร์ท้องฟ้า นักดาราศาสตร์ชาวรัสเซียให้สัมภาษณ์โดย RIA Novosti กล่าว

ก่อนหน้านี้สื่อออนไลน์หลายแห่งอ้างถึงคำพูดของผู้อำนวยการทั่วไปของสถาบันวิจัยกลางวิศวกรรมเครื่องกล "อวกาศ" Gennady Raikunov รายงานว่าในอนาคตดวงจันทร์อาจออกจากโลกและกลายเป็นดาวเคราะห์อิสระที่เคลื่อนที่ในวงโคจรของมันเอง ดวงอาทิตย์ จากข้อมูลของ Raikunov ด้วยวิธีนี้ ดวงจันทร์สามารถทำซ้ำชะตากรรมของดาวพุธ ซึ่งตามสมมติฐานข้อหนึ่ง เคยเป็นบริวารของดาวศุกร์ในอดีต ด้วยเหตุนี้ ตามที่ผู้อำนวยการทั่วไปของ TsNIIMash กล่าว สภาพบนโลกอาจคล้ายคลึงกับสภาพบนดาวศุกร์และจะไม่เหมาะสมกับสิ่งมีชีวิต

“นี่ฟังดูไร้สาระ” เซอร์เกย์ โปปอฟ นักวิจัยจากสถาบันดาราศาสตร์สเติร์นเบิร์กแห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก (SAI) กล่าวกับ RIA Novosti

ตามที่เขาพูด ดวงจันทร์กำลังเคลื่อนตัวออกจากโลก แต่ช้ามาก - ด้วยความเร็วประมาณ 38 มิลลิเมตรต่อปี “ในอีกไม่กี่พันล้านปี คาบการโคจรของดวงจันทร์จะเพิ่มขึ้นหนึ่งเท่าครึ่งเท่านั้น” โปปอฟกล่าว

“ดวงจันทร์ไม่สามารถออกไปได้อย่างสมบูรณ์ เธอไม่มีพลังงานที่จะหลบหนี” เขากล่าว

วันห้าสัปดาห์

เจ้าหน้าที่ตำรวจจราจรอีกคนหนึ่ง วลาดิมีร์ ซูร์ดิน กล่าวว่ากระบวนการที่ดวงจันทร์เคลื่อนตัวออกจากโลกนั้นไม่มีที่สิ้นสุด และท้ายที่สุดจะถูกแทนที่ด้วยแนวทาง “ข้อความที่ว่า “ดวงจันทร์สามารถออกจากวงโคจรของโลกและกลายเป็นดาวเคราะห์ได้” นั้นไม่ถูกต้อง” เขากล่าวกับ RIA Novosti

ตามที่เขาพูดการลบดวงจันทร์ออกจากโลกภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำทำให้ความเร็วการหมุนรอบโลกของเราลดลงทีละน้อยและความเร็วของการจากไปของดาวเทียมจะค่อยๆลดลง

ในเวลาประมาณ 5 พันล้านปี รัศมีของวงโคจรดวงจันทร์จะถึงค่าสูงสุด - 463,000 กิโลเมตร และระยะเวลาของวันโลกจะอยู่ที่ 870 ชั่วโมง นั่นคือห้าสัปดาห์สมัยใหม่ ในขณะนี้ ความเร็วการหมุนของโลกรอบแกนของมันและดวงจันทร์ในวงโคจรจะเท่ากัน: โลกจะมองดวงจันทร์ด้วยด้านเดียว เช่นเดียวกับที่ดวงจันทร์กำลังมองโลกอยู่ในขณะนี้

“ดูเหมือนว่าแรงเสียดทานจากกระแสน้ำ (การเบรกการหมุนของมันเองภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์) จะหายไป อย่างไรก็ตาม กระแสน้ำสุริยะจะยังคงทำให้โลกช้าลง แต่ตอนนี้ดวงจันทร์จะแซงหน้าการหมุนของโลก และการเสียดสีจากกระแสน้ำจะเริ่มขึ้น เพื่อชะลอการเคลื่อนที่ ส่งผลให้ดวงจันทร์เริ่มเข้าใกล้โลก แต่ช้ามาก เนื่องจากความแรงของกระแสน้ำสุริยะมีน้อย” นักดาราศาสตร์กล่าว

“นี่คือภาพที่การคำนวณทางกลสวรรค์วาดไว้ให้เรา ซึ่งทุกวันนี้ผมคิดว่าจะไม่มีใครโต้แย้งได้” Surdin กล่าว

การสูญเสียดวงจันทร์ไม่ได้ทำให้โลกกลายเป็นดาวศุกร์

แม้ว่าดวงจันทร์จะหายไป โลกจะไม่เปลี่ยนโลกให้กลายเป็นดาวศุกร์ Alexander Bazilevsky หัวหน้าห้องปฏิบัติการดาวเคราะห์วิทยาเปรียบเทียบที่สถาบันธรณีเคมีและเคมีวิเคราะห์ Vernadsky ของ Russian Academy of Sciences กล่าวกับ RIA Novosti

“การจากไปของดวงจันทร์จะมีผลเพียงเล็กน้อยต่อสภาพบนพื้นผิวโลก จะไม่มีกระแสน้ำขึ้นหรือลง (ส่วนใหญ่เป็นดวงจันทร์) และกลางคืนจะไม่มีดวงจันทร์ เราจะอยู่รอด” คู่สนทนาของหน่วยงานกล่าว

“โลกอาจเดินไปตามเส้นทางของดาวศุกร์ด้วยความร้อนอันเลวร้ายเนื่องจากความโง่เขลาของเรา - ถ้าเรานำมันมาสู่ความร้อนแรงมากพร้อมการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และถึงอย่างนั้นฉันก็ไม่แน่ใจว่าเราจะทำลายล้างได้ สภาพภูมิอากาศของเราไม่สามารถย้อนกลับได้” นักวิทยาศาสตร์กล่าว

ตามที่เขาพูด สมมติฐานที่ว่าดาวพุธเป็นบริวารของดาวศุกร์ จากนั้นออกจากวงโคจรของดาวเทียมและกลายเป็นดาวเคราะห์อิสระ ได้ถูกหยิบยกขึ้นมาอย่างแท้จริง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน โธมัส แวน ฟลานเดอร์น และโรเบิร์ต แฮร์ริงตัน เขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้ในปี 1976 ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารอิคารัส

“การคำนวณแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้เป็นไปได้ ซึ่งอย่างไรก็ตามไม่ได้พิสูจน์ว่าเป็นเช่นนั้น” บาซิเลฟสกีกล่าว

ในทางกลับกัน Surdin ตั้งข้อสังเกตว่า “งานในภายหลังปฏิเสธไปในทางปฏิบัติ (สมมติฐานนี้)”

ขณะนี้ดวงจันทร์กำลังเคลื่อนตัวออกจากโลก แต่เมื่อวันและเดือนเท่ากันก็เริ่มเข้าใกล้ ดวงจันทร์จะตกลงสู่โลกหรือไม่?

อนาคตของระบบโลก-ดวงจันทร์จะเป็นอย่างไร? หากเราคาดการณ์ข้อมูลสมัยใหม่เกี่ยวกับอัตราการเคลื่อนตัวของดวงจันทร์ เราก็จะได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้ ความยาวของวันและเดือนจะเพิ่มขึ้นตลอดเวลา ในกรณีนี้ วันจะเติบโตเร็วกว่าเดือน และในอนาคตอันใกล้ วันนั้นจะเท่ากัน เป็นผลให้ดวงจันทร์จะมองเห็นได้จากด้านใดด้านหนึ่งของโลกเสมอ

ระบบที่ดาวเคราะห์และดาวเทียม "มอง" กันโดยด้านเดียวกันอยู่เสมอในระบบสุริยะ คือดาวพลูโตและชารอน นี่เป็นสถานะที่เสถียรที่สุดในระบบสองร่าง แต่โลกอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น แรงน้ำขึ้นน้ำลงจากดวงอาทิตย์ยังทำให้การหมุนของโลกช้าลงอีกด้วย โดยความกว้างของกระแสน้ำจากดวงอาทิตย์จะน้อยกว่ากระแสน้ำบนดวงจันทร์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ดังนั้น หลังจากที่โลกและดวงจันทร์หมุนพร้อมกัน ดวงอาทิตย์ก็จะหมุนช้าลงต่อไป โลกจะเริ่มหมุนรอบแกนของมันช้ากว่าดวงจันทร์ในวงโคจร และนั่นหมายความว่าดวงจันทร์จะอยู่ต่ำกว่าวงโคจรซิงโครนัส ต่อมามันจะเริ่มตกลงสู่พื้นโลก

ทั้งหมดนี้จะจบลงด้วยหายนะครั้งใหญ่ในประวัติศาสตร์ของโลกหรือไม่?

สถานการณ์ที่ดีสำหรับหนังสยองขวัญ: ดวงจันทร์กำลังเข้ามาใกล้มากขึ้นเรื่อยๆ และเป็นไปไม่ได้ที่จะหยุดมันไว้ ท้ายที่สุดแล้วหากดาวเทียมจบลงต่ำกว่าวงโคจรซิงโครนัส การตกลงมาอย่างถาวรของมันก็เริ่มขึ้น หรือไม่?

ดาวเทียมที่อยู่ด้านล่างวงโคจรซิงโครนัสจะ "ตก" บนโลกนี้ และดาวเทียมที่อยู่ด้านบนจะ "บินหนี" จากมัน จริงอยู่ มีการชี้แจงที่สำคัญที่นี่ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อความเร็วการหมุนของดาวเคราะห์คงที่ นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับดาวเทียมขนาดเล็ก และสำหรับคนตัวใหญ่ล่ะ? ดาวเทียมที่มีมวลเท่าใดจึงจะถือว่ามีขนาดใหญ่ได้?

คำตอบนั้นง่ายมาก: ถ้าโมเมนตัมเชิงมุมในวงโคจรของดาวเทียมมีขนาดเทียบเคียงได้กับโมเมนตัมเชิงมุมของดาวเคราะห์เอง ในกรณีนี้การเคลื่อนออกหรือการเข้าใกล้ของดาวเทียมจะทำให้ความเร็วการหมุนของดาวเคราะห์เปลี่ยนไปอย่างมาก

การคำนวณอย่างง่ายแสดงให้เห็นว่าในระบบโลก-ดวงจันทร์ โมเมนตัมเชิงมุมรวมส่วนใหญ่ตกบนดวงจันทร์ ไม่ใช่บนโลก แท้จริงแล้วโมเมนตัมเชิงมุมของโลกเท่ากับ:

ที่นี่ ฉัน= 0.33 – โมเมนต์ความเฉื่อยไร้มิติของโลก ม- มวลของมัน ร– รัศมีเส้นศูนย์สูตร, V – ความเร็วเชิงเส้นที่เส้นศูนย์สูตร

โมเมนตัมการโคจรของดวงจันทร์คือ:

ที่นี่ ม– มวลของดวงจันทร์ รคือรัศมีเฉลี่ยของวงโคจรของมัน v คือความเร็วของวงโคจร

มวลของดวงจันทร์น้อยกว่าโลก 80 เท่า รัศมีวงโคจรของมันมากกว่ารัศมีของโลก 60 เท่า และความเร็วการโคจรของมัน (1 กม./วินาที) มากกว่าความเร็วการหมุนรอบเส้นศูนย์สูตรของโลก 2 เท่า ( 500 ม./วินาที) ดังนั้น โมเมนตัมการโคจรของดวงจันทร์จึงมากกว่าโมเมนต์การหมุนของโลกประมาณสี่เท่า ดังนั้นไม่ว่าในกรณีใดก็ตามดวงจันทร์จะไม่สามารถตกลงสู่โลกได้แม้ว่าในอนาคตอันไกลโพ้นมันจะจบลงในวงโคจรแบบซิงโครนัสก็ตาม

ตัวอย่างเช่น สมมติว่าดวงจันทร์อยู่ในวงโคจรปัจจุบัน และโลกไม่ได้หมุนรอบแกนของมันเลย ในกรณีนี้ พลังงานจลน์จะถูกถ่ายโอนจากดวงจันทร์มายังโลก โลกจะค่อยๆ เริ่มหมุน และดวงจันทร์จะเข้ามาใกล้: ตกลงสู่พื้นโลก แต่มันจะไม่ตก

ดวงจันทร์จะเข้าใกล้โลกแค่ไหน?

โมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจรแปรผันตามรัศมีและความเร็วของวงโคจร ความเร็วของวงโคจรจะแปรผกผันกับรากที่สองของรัศมี ดังนั้น โมเมนตัมการโคจรจึงเป็นสัดส่วนกับรากที่สองของรัศมี หากรัศมีวงโคจรลดลง 2 เปอร์เซ็นต์ แรงบิดจะลดลง 1 เปอร์เซ็นต์ และเปอร์เซ็นต์นี้เนื่องจากการอนุรักษ์ จะถูกถ่ายโอนไปยังโลก เมื่อพิจารณาว่าคาบการหมุนรอบโลกสมัยใหม่ในหนึ่งวันสอดคล้องกับ 25 เปอร์เซ็นต์ของโมเมนตัมการโคจรของดวงจันทร์ จากนั้นหนึ่งเปอร์เซ็นต์จะตรงกับคาบ 25 วัน ช่วงนี้จะสั้นกว่าเดือนจันทรคติซึ่งตามกฎข้อที่สามของเคปเลอร์จะลดลงเพียงสามเปอร์เซ็นต์และจะอยู่ที่ประมาณ 28 วัน นั่นคือโลกจะหมุนเร็วกว่าดวงจันทร์ ส่งผลให้ดวงจันทร์ไม่สามารถเข้าใกล้โลกได้แม้แต่ 2 เปอร์เซ็นต์ แต่จะเข้าใกล้น้อยกว่าเล็กน้อย

อนาคตของระบบโลก-ดวงจันทร์โดยทั่วไปมีดังนี้

ในตอนแรก ดวงจันทร์จะยังคงเคลื่อนตัวออกจากโลกต่อไปโดยได้รับโมเมนตัมเชิงมุมจากมัน แต่โลกไม่มีโมเมนตัมเชิงมุมเหลืออยู่มากนัก - 25% ของโมเมนตัมเชิงมุมในการโคจรของดวงจันทร์ ดังนั้น ค่าสูงสุดที่ดวงจันทร์จะได้รับคือเพิ่มโมเมนตัมเชิงมุมของมันขึ้น 25% รัศมีวงโคจรของมันจะเพิ่มขึ้น 1.5 เท่า (1.25 กำลังสอง) และเดือนจันทรคติจะเพิ่มขึ้นประมาณ 2 เท่า (ตามกฎข้อที่สามของเคปเลอร์คุณต้องเพิ่ม 1.5 ยกกำลัง 3/2) และจะเป็น 60 วัน ดังนั้นวันของโลกก็จะเพิ่มขึ้นเป็น 60 วันด้วย นี่คือระยะทางสูงสุดที่ดวงจันทร์สามารถเคลื่อนที่ออกจากโลกได้

ดวงจันทร์จะใช้เวลานานเท่าใดจึงจะเคลื่อนระยะห่างจากโลก (รัศมีครึ่งหนึ่งของวงโคจรปัจจุบัน)

ระยะทางไปดวงจันทร์ 380,000 กม. อัตราการเคลื่อนตัว 3.8 ซม./ปี เป็นเรื่องง่ายที่จะคำนวณว่าดวงจันทร์จะเดินทางได้ครึ่งหนึ่งในรัศมีภายในห้าพันล้านปีหากมันเคลื่อนที่ออกไปด้วยความเร็วคงที่ แต่อัตราการกำจัดจะค่อยๆลดลง ดังนั้นเราจะต้องเพิ่มอีกสองสามพันล้านปี

เราจะทำอย่างไรต่อไป?

ดวงอาทิตย์จะยังคงชะลอการหมุนของโลกต่อไป (กระแสน้ำสุริยะ)

แต่ทันทีที่โลกหมุนช้าลง ดวงจันทร์ก็จะเคลื่อนเข้ามาใกล้ขึ้นอีกนิดและการหมุนจะเร็วขึ้นอีกครั้ง ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนช้าลงอีกครั้ง และดวงจันทร์จะเข้ามาใกล้อีกครั้งและเร่งความเร็วขึ้น และอื่นๆ ในแง่หนึ่ง โลกโชคดีที่มีดวงจันทร์ ในช่วงวัยรุ่น เมื่อโลกของเราหมุนเร็วมาก มันก็ส่งโมเมนตัมไปยังดวงจันทร์และรักษามันเอาไว้ แท้จริงแล้ว ภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำบนดวงจันทร์ โมเมนตัมเชิงมุมของโลกจะไม่สูญหายไป แต่จะถูกกระจายใหม่ในระบบโลก-ดวงจันทร์เท่านั้น และภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำสุริยะที่อ่อนลงมันก็จะหายไป แต่กระแสน้ำเหล่านี้สามารถดึงโมเมนตัมเชิงมุมไปจากโลกได้เท่านั้น แต่เป็นเวลานานแล้วที่ส่วนหลักของโมเมนตัมเชิงมุมของระบบโลก-ดวงจันทร์มุ่งความสนใจไปที่การเคลื่อนที่ในวงโคจรของดวงจันทร์ และกระแสน้ำสุริยะไม่สามารถทำอะไรกับมันได้ โลกให้ส่วนแบ่งการหมุนรอบตัวเองของสิงโตไปยังดวงจันทร์ และส่วนแบ่งนี้ยังคงปลอดภัย และหลังจากผ่านไปหลายพันล้านปี ดวงจันทร์ก็จะค่อยๆ กลับหมุนกลับมายังโลก

ในช่วงเวลาใดก็ตาม ดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลกไม่เกิน 361,000 กิโลเมตร และไม่เกิน 403,000 กิโลเมตรจากโลก ระยะทางจากดวงจันทร์ถึงโลกเปลี่ยนไปเนื่องจากดวงจันทร์หมุนรอบโลกไม่ใช่เป็นวงกลม แต่เป็นวงรี นอกจากนี้ดวงจันทร์ยังเคลื่อนตัวออกไปจากโลกทีละน้อยโดยเฉลี่ยปีละ 5 เซนติเมตร ผู้คนเฝ้าดูดวงจันทร์ที่ค่อยๆ ลดลงมาเป็นเวลาหลายศตวรรษ วันนั้นอาจมาถึงเมื่อดวงจันทร์จะแยกตัวออกจากโลกและบินสู่อวกาศกลายเป็นเทห์ฟากฟ้าที่เป็นอิสระ แต่สิ่งนี้อาจไม่เกิดขึ้น ความสมดุลของแรงโน้มถ่วงทำให้ดวงจันทร์อยู่ในวงโคจรของโลกอย่างมั่นคง

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ:ดวงจันทร์เคลื่อนห่างจากโลกประมาณ 5 เซนติเมตรทุกปี

ทำไมดวงจันทร์จึงเคลื่อนตัวออกจากโลก?

ร่างกายที่เคลื่อนไหวใดๆ ต้องการโดยความเฉื่อย เพื่อเดินต่อไปเป็นเส้นตรง วัตถุที่เคลื่อนที่เป็นวงกลมมีแนวโน้มที่จะแยกตัวออกจากวงกลมและลอยไปในทิศทางที่สัมผัสกัน แนวโน้มที่จะแยกตัวออกจากแกนการหมุนนี้เรียกว่าแรงเหวี่ยง คุณรู้สึกถึงแรงเหวี่ยงในสวนสาธารณะของเด็ก ขี่ชิงช้าความเร็วสูง หรือเมื่อขับรถ เมื่อมันหักเลี้ยวอย่างแรงและดันคุณไปชนประตู

คำว่า "แรงเหวี่ยง" แปลว่า "วิ่งจากศูนย์กลาง" ดวงจันทร์ยังพยายามติดตามแรงนี้เช่นกัน แต่ถูกแรงโน้มถ่วงยึดไว้ในวงโคจร ดวงจันทร์ยังคงอยู่ในวงโคจรเพราะแรงเหวี่ยงสมดุลกับแรงโน้มถ่วงของโลก ยิ่งดาวเทียมอยู่ใกล้ดาวเคราะห์มากเท่าใด ดาวเทียมก็จะหมุนรอบเร็วขึ้นเท่านั้น