¿Qué pasaría si la masa gravitacional de la Luna fuera igual a la masa gravitacional de la Tierra?

La tierra y la luna comenzarían a acercarse y eventualmente colisionarían.

Primero, comprendamos cómo funciona el movimiento orbital actual. Supongamos un movimiento circular de la luna por simplicidad. Como la luna tiene cierta velocidad en la dirección perpendicular a la línea que une ambos cuerpos, se moverá un poco en esa dirección, lo que aumentará ligeramente la distancia entre la tierra y la luna.

Pero también, la atracción gravitacional entre ellos acercará un poco la luna durante ese tiempo. Entonces, sobre todo, suponiendo un movimiento perfectamente circular, la distancia entre los dos cuerpos sigue siendo la misma a pesar de que la luna ha ido más lejos en su órbita.

He intentado (mal) explicarlo en la siguiente imagen, realizada con MS Paint.
(He mostrado una distancia muy grande cubierta con respecto a la órbita completa. Considérela como una distancia muy corta en un período de tiempo muy corto, por ejemplo, la distancia cubierta en una hora en comparación con todo el año).

Ahora supongamos que la fuerza gravitacional de la luna se vuelve igual a la de la tierra. “Fuerza” es una palabra incorrecta para usar, ya que la fuerza involucra necesariamente al menos dos cuerpos. Supongo que lo que estás tratando de decir es que el campo gravitacional o la atracción gravitacional de la luna se vuelve igual que la tierra.

En ese caso, el movimiento vertical en el diagrama sería el mismo en ese intervalo de tiempo muy corto, pero el movimiento horizontal sería mayor. Entonces, la posición final de la luna estaría un poco más cerca de la tierra. La distancia disminuiría gradualmente. Como puedes imaginar, la luna eventualmente chocaría con la tierra. (En realidad, ambos chocarían entre sí ya que la tierra también comenzaría a moverse)

Para evitar eso, necesitaría aumentar la velocidad de la luna en la dirección de la tangente al círculo de tal manera que compense el desplazamiento hacia adentro debido a la gravedad.

Esta es una explicación muy simplificada. Por supuesto, en realidad, la órbita no es completamente circular, por lo que la distancia entre la tierra y la luna cambia. ( La órbita tiene una excentricidad promedio de 0.0549, necesita ser cero para ser circular. ) Vea Orbit of the Moon

Además, he asumido que la tierra permanecerá estacionaria. Debido a que la tierra tiene mucha masa en comparación con la luna, el efecto de la luna en la tierra se limita al aumento del nivel del mar, mientras que el efecto de la tierra en la luna hace que la luna gire.
Vea el siguiente GIF del sistema Plutón-Charon.
Charon (luna)
Aquí, nada de la masa es tan grande que permanecería estacionaria. Entonces ambos orbitan alrededor del centro de masa del sistema. Nuestra tierra es tan masiva en comparación con la luna ( 81 veces – Luna en comparación con la Tierra), que permanece estacionaria.

Pero si supones que la atracción gravitacional de la luna se vuelve igual a la de la tierra, eso significa que la masa de la luna debe haberse convertido en la misma que la tierra.
Porque el tirón gravitacional o el campo gravitacional de la luna =
G * masa / (distancia) ^ 2
G = constante
La distancia sigue siendo la misma.

Entonces la masa debe haber cambiado para que coincida con la tierra . De hecho, sería lo mismo que la tierra . Entonces, si la luna tuviera suficiente velocidad, ambos girarían alrededor de su centro de masa. Pero aquí, el sistema no tiene velocidad adicional ni energía cinética. Entonces, tarde o temprano, se encontrarían.

Espero que esto ayude.

PD: Perdona mis pobres habilidades de MS Paint.

Si encoge el diámetro de la luna para que la gravedad de la superficie sea de 1 g, con la misma masa, entonces no obtendremos eclipses solares tan agradables y el cielo nocturno estará bastante oscuro todas las noches, en lugar de solo cuando la luna no está afuera . Otros efectos serían menores.

Si la masa de la luna coincidiera con la masa de la tierra, entonces cada uno orbitaría un centro de masa combinado a medio camino entre los dos.

Las mareas serían bastante diferentes y mucho más poderosas, lo que probablemente resultaría en que la rotación de la Tierra girara a una velocidad mucho mayor. Entonces, nuestro día actual sería mucho más largo ahora (si la luna siempre hubiera tenido la misma masa que la tierra).

Los eclipses solares serían mucho más comunes y tendrían más probabilidades de dejarnos en la oscuridad nocturna. Los eclipses lunares serían menos dramáticos. Pero el cielo nocturno sería mucho más brillante. ¿Alguna vez has notado lo bien que puedes ver el lado oscuro de la luna durante las fases parciales de la luna? Esa es la luz de la tierra. Encontraríamos lo mismo: una superficie mucho más grande que refleja la luz del sol hacia nosotros.

No hubiéramos podido aterrizar en la luna y despegar nuevamente en la década de 1960. Hubiera requerido aterrizar un Saturno V totalmente alimentado en la luna, en lugar del LEM.

La velocidad de escape del sistema Tierra-Luna sería mayor, lo que haría más caro el vuelo espacial interplanetario.

La masa significativamente mayor de la luna eventualmente conduciría a una colisión \ U0001f4a5

(También es probable que exista una ecuación para determinar cuántas órbitas, o el tiempo que tomaría antes de que esta colisión tuviera lugar en función de la distancia y la masa de los dos objetos y la velocidad y rotación orbitales de ambos. Pero este es un aspecto I No estoy realmente bien informado. Pero la respuesta real a su pregunta; estoy seguro)

Primero, necesitamos información sobre el cambio de masa que se necesita para aumentar la fuerza gravitacional.

si la masa de la luna aumenta pero el tamaño permanece igual y la velocidad también permanece igual.
Entonces la luna y la tierra tendrán una órbita elíptica una alrededor de la otra. Es poco probable que choquen, pero tendré que verificar los números.

Entonces tendremos enormes maremotos. Tal vez kilómetros de altura. Tan grande que la mayoría de las masas de tierra no serían adecuadas para vivir a menos que encontremos soluciones flotantes.

la mejor parte, la luna tendría atmósfera. para que tengamos vida en eso.
Me encantaría vivir en tal situación si la Tierra y la Luna tuvieran un sistema gemelo perfecto. 😛

Girarán alrededor de su centro de masa común (CM), como un problema de dos cuerpos. La órbita de la Tierra probablemente cambiará. La trayectoria de la Tierra será reemplazada por la trayectoria del CM. El CM rotará alrededor del Sol casi exactamente como lo tenemos hoy en la Tierra.

El nivel del mar se elevará a una existencia que toda la tierra, excepto las montañas altas, se sumergerá en el agua.

Dejará de girar alrededor de la tierra … supongo que sí. Y mucho más puede suceder.