Si la Tierra tuviera dos lunas diminutas como las lunas de Marte en lugar de una gran luna, ¿qué influencia tendrían en las mareas?

Gracias por A2A.

Bueno, hagamos los cálculos. Tampoco sé la respuesta. ¡Veamos qué tiene que decir Matemáticas!

En primer lugar, un poco de teoría. Las mareas son causadas por la fuerza gravitacional ejercida por la Luna (y el Sol) sobre la Tierra. La ley de gravitación de Newton nos dice que la fuerza gravitacional es proporcional al producto de masas de dos cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de distancia entre ellos.

Matemáticamente,

[matemáticas] F = \ frac {G M_1 M_2} ​​{r ^ 2} [/ matemáticas]

Ahora, suponiendo que mantengamos la distancia entre nuestras nuevas lunas y la tierra igual que la distancia entre la tierra y la luna actual, el único parámetro variable es la masa de la luna. es decir, M2 en la ecuación anterior. Todas las demás cantidades son constantes, podemos tomar una relación para comparar el efecto de dos lunas nuevas.

Masa de nuestra luna = [matemáticas] 7.34 \ veces 10 ^ {22} kg [/ matemáticas]

Masa de Fobos = [matemáticas] 1.06 \ veces 10 ^ {16} kg [/ matemáticas]

Masa de Deimos = [matemáticas] 1.47 \ veces 10 ^ {15} kg [/ matemáticas]

Relación de masas de fobos a luna = [matemáticas] 1.444 \ veces 10 ^ {- 7} kg [/ matemáticas]

Relación de masas de Deimos a Luna = [matemática] 1.99 \ veces 10 ^ {- 8} kg [/ matemática]

Ahora, nuestro viejo amigo Wikipedia dice:

La amplitud teórica de las mareas oceánicas causadas por la luna es de aproximadamente 54 centímetros (21 pulgadas) en el punto más alto, que corresponde a la amplitud que se alcanzaría si el océano poseyera una profundidad uniforme, no hubiera masas de tierra y la Tierra girara en sintonía con la órbita de la luna.

¡Significa que la marea causada por Phobos (masiva de dos lunas) solo será 0.0000001444 veces 54 centímetros! Solo 0.00000779 cm. En otras palabras, insignificante.

¡Una ola de viento normal será más alta que eso! 😀

Sí, y puede calcular la escala de las mareas con bastante facilidad preguntando cómo se comparan las nuevas lunas pequeñas en tamaño angular (como se ve desde la superficie de la Tierra) con la Luna actual. La aceleración de las mareas es proporcional al tamaño angular del objeto que genera la marea en cubos , y también proporcional a la densidad media del objeto, que razonablemente puede suponerse que es aproximadamente la misma que la Luna actual por el bien del escenario. Entonces, si miras hacia el cielo y ves una pequeña luna que es la mitad del diámetro aparente de la luna actual, entonces las mareas se reducirían ocho veces. Si la luna pequeña tiene un diámetro aparente diez veces menor que la luna actual, entonces las mareas se reducirían en un factor de mil (diez en cubos).

Si imaginamos colocar una luna como Phobos en órbita alrededor de la Tierra a una altitud tal que tenga el mismo tamaño aparente que Phobos visto (en su tamaño máximo) desde la superficie de Marte, sería aproximadamente cuatro veces más pequeño que nuestra luna . Por lo tanto, las mareas que podría inducir serían menores en un factor de 64. Y, por cierto, las resonancias serían significativamente diferentes y dependerían de la velocidad relativa a la que esta luna nueva cruza el cielo. Si agregamos Deimos a la imagen, su efecto es insignificante. Con un diámetro angular aproximadamente 18 veces más pequeño que nuestra luna, su capacidad de generar mareas sería casi 6,000 veces más pequeña que las mareas de la luna actual. Eso podría detectarse con observaciones cuidadosas en algunas circunstancias resonantes.

Por cierto, en su párrafo descriptivo sobre las mareas del Sol solo, sugirió que las mareas solares puras ocurrirían regularmente al mediodía y la medianoche. Ese no es el caso, al menos no para las mareas oceánicas. La fuerza impulsora alcanzaría su punto máximo en esos momentos, pero la respuesta del océano tiene un retraso de fase que puede ser de casi cualquier número de horas. Las mareas solares puras tienen una relación casi fija con la posición del Sol en el cielo, pero no es tan simple como saber cuándo está en el meridiano.

Gracias por el A2A Sr. Williams,

Sinceramente, no creo que haya mareas causadas por las dos lunas. Eso, por supuesto, supone que las dos lunas orbitan a la altitud a la que orbita la Luna. Ves que la Luna es mucho más grande que Phobos (y obviamente Deimos)

Por otro lado, Phobos orbita en una pequeña altitud …

Sin embargo, incluso a esa altitud sobre la Tierra, o más cerca, la masa de Fobos no crea la fuerza gravitacional necesaria para causar ningún tipo de marea.

Ah y Deimos? Deimos es demasiado pequeño y demasiado lejos. Por supuesto, no tendría ningún impacto.

Dado que las mareas producidas por el sol son casi la mitad de la amplitud que las producidas por la luna, solo con el sol, las mareas serían aproximadamente un tercio de las mareas de corriente más altas hasta aproximadamente la misma que las mareas de corriente más bajas. Ver mareas y niveles de agua.

Dos lunas del tamaño de las de Marte no producirían mareas notables. Las mareas surgen de las fuerzas gravitacionales diferenciales en lados opuestos de la Tierra. Hay un poco más de esto debido a los efectos dinámicos y la inercia, pero ese es el punto de partida. Dado que las fuerzas gravitacionales funcionan como el cuadrado inverso de la distancia a una excelente aproximación con cosas en el rango de masa y tamaño de la Tierra y más pequeñas, las fuerzas de marea funcionan como el cubo inverso de la distancia (con cálculo diferencial es fácil mostrar que el diferencial de 1 / r ^ 2 es proporcional a -1 / r ^ 3).

Al juntar la baja masa y el cubo inverso de la distancia para los efectos de las lunas del tamaño de Marte, se producen efectos de marea muy pequeños que ni siquiera se podían medir en comparación con las mareas solares porque serían más pequeños que los tamaños de las olas oceánicas aleatorias.