¿Por qué la luna está mareada a la tierra?

Parece que la Luna, en el pasado distante, estaba mucho más cerca de la Tierra de lo que está ahora. Se sabe que hoy se aleja de la Tierra a un ritmo lento pero mensurable.

Las fuerzas de marea aumentan a medida que el cubo inverso de la distancia, por lo tanto, el arrastre de marea en la rotación de la Luna habría sido muy alto poco después de que se formara el sistema Tierra-Luna. (Esto podría estar en el escenario de colisión para la formación de la Luna, o en un escenario de captura).

Más que eso, la órbita de la Luna es elíptica con una excentricidad bastante alta, por lo que esto hace posible una resonancia de órbita giratoria. Las fuerzas de marea en la Luna son mayores cuando la Luna alcanza el perigeo. Entonces resulta que, dada tal configuración, y también dado que la Luna tiene tres momentos de inercia principales, todos muy ligeramente diferentes, una resonancia de giro de órbita 1: 1 es realmente estable para la Luna.

Si girara un poco más rápido, entonces la Luna recibiría una patada de las fuerzas de marea que la ralentizaría en cada órbita, si fuera un poco más lenta, obtendría una patada acelerándola, en perigeo.

Entonces, la explicación probable es que poco después de que se formó la Luna, estaba lo suficientemente cerca de la Tierra para que su rotación se redujera a una resonancia de órbita giratoria 1: 1, o se aceleró en una, y allí se ha mantenido desde entonces.

Observemos el sistema Tierra – Luna desde una distancia saludable desde arriba. Veremos que la parte del océano que está más cerca de la luna se curvará hacia la luna creando la marea alta y la parte opuesta del océano que está más lejos de la luna también mostrará la marea alta como si estuviera colgando hacia abajo. de la Tierra al espacio.

La parte más cercana tendrá una marea alta porque siente la atracción gravitacional más fuerte de la Luna, mientras que la parte opuesta mostrará una marea alta ya que siente la atracción gravitacional más débil. El resto de los océanos sentirán un tirón gravitacional promedio y alimentarán las dos partes de la marea con agua, por lo tanto, perderán agua y exhibirán marea baja.

Ahora, si aceleramos el tiempo, veremos que la Luna gira lentamente alrededor de la Tierra (aproximadamente 28 días) mientras la Tierra gira rápidamente (1 día por rotación). El océano siempre tendrá una forma de fútbol americano, es decir, marea alta hacia la Luna y el lado opuesto, mientras que la marea baja en aquellas partes de la Tierra donde aparece la Luna en el horizonte.

A medida que la Luna gira lentamente alrededor de la Tierra, también lo hace la marea alta que sigue a la Luna. Pero la Tierra debajo del océano está girando mucho más rápido. Ese es el punto crucial, ya que habrá fricción entre el lecho oceánico, que es parte de la Tierra y gira 360 grados una vez al día, y la marea alta, que es solo la parte de marea del océano y que siempre apunta hacia la Luna. La Tierra gira rápidamente bajo la parte de marea del océano que gira lentamente.

Esta fricción entre el agua del océano y el lecho marino tendrá varias consecuencias. Primero, ralentizará la Tierra a un ritmo mensurable (puede buscarlo en Google). Pero si la Tierra se está desacelerando, algo debe recibir la fuerza opuesta, como sabemos por Newton (y de la vida real), que para cada fuerza siempre hay una fuerza opuesta e igualmente fuerte.

Si observamos el sistema Tierra – Luna desde arriba, veremos que la rotación de la Tierra se ralentiza, pero también que la Tierra tratará de darle esta energía a la Luna y tratará de acelerarla. La Luna está desacelerando la Tierra con la ayuda de la marea, pero la Tierra, como contrapeso, acelerará la rotación de la Luna y la obligará a volar más rápido en el espacio.

Ahora viene la parte difícil. Si (la Tierra) aceleramos la Luna, usaremos esta velocidad adicional para volar lejos de la Tierra, así como cuando aceleramos la Estación Espacial Internacional, comenzará a orbitar en un camino más alto, más lejos de la Tierra. Comenzamos generalmente cuando vuela 360 km (225 millas) sobre la Tierra y lo acelera a una velocidad que lo elevará hasta 400 km (250 millas). Luego lo dejamos volar y la fricción atmosférica lo ralentiza y lo lleva nuevamente a 360 km.

Lo mismo le está sucediendo a la Luna, excepto por la desaceleración atmosférica. Le damos un impulso para que vuele más rápido y se aleje de la Tierra. ¡Pero! Una órbita más alta significa un tiempo de órbita más lento. Si le toma a la Luna exactamente 28 días hacer una órbita alrededor de la Tierra ahora, luego de que se aleje 1 km de donde está ahora, tomará 28 días y unos segundos para hacer una órbita en su nueva ruta más alta.

Lo mismo es cierto para el planeta. Cuanto más lejos orbitan del Sol, más años les lleva hacer una órbita completa. Para Mercurio (el más cercano al Sol) solo unos pocos meses. Para la Tierra exactamente un año. Para Plutón, toma 248 años hacer una sola órbita alrededor del Sol.

En resumen, la Tierra rotará más lentamente y la Luna se alejará de la Tierra y orbitará más lentamente. Esto durará hasta que la Tierra no tenga más fricción entre el lecho oceánico y la marea oceánica, es decir, hasta que lleguemos a una situación en la que la rotación de la Tierra sea exactamente tan larga como la órbita de la Luna alrededor de la Tierra. Entonces, un día en la Tierra será tan largo como un mes, es decir, el tiempo que le toma a la Luna orbitar la Tierra y será más la longitud actual de un mes a medida que la Luna orbitará más lentamente que (mayor velocidad, más larga tiempo en órbita).

Ahora no es solo el océano el que muestra los fenómenos de marea alta, sino también la corteza sólida de la Tierra. Como es mucho más fuerte que el agua, no sube y baja con la marea varios metros solo un pie.

Puedes imaginar que si la gravedad de la Luna es teóricamente suficiente para ralentizar la Tierra tanto que su rotación estará “bloqueada por la marea” a la órbita de la Luna, es decir, un día igual a un (nuevo) mes, es mucho más fácil y también mucho más rápido para que la Tierra, que es 81 veces más pesada que la Luna, ejerza una fuerza de marea sobre la corteza de la Luna y cause fricción entre las diferentes capas de la corteza de la Luna y ralentice su rotación hasta el punto cuando un día lunar (= uno la rotación alrededor del propio eje de la Luna) es igual a un mes lunar (= una órbita de la Tierra alrededor de la Luna, o debería decir una órbita de la Tierra y la Luna una alrededor de la otra, o incluso más exactamente alrededor del punto central de gravedad de la Sistema Tierra – Luna. Una vez que un día es igual a un mes, el sistema se bloquea, ya no hay más fuerza de marea, pero también observe que tal bloqueo significa que la Luna siempre muestra el mismo lado hacia nosotros. Una vez (y si) la Tierra se desacelera el día es igual al nivel de un mes al muestre el mismo lado de la Tierra a las personas lunares a partir de ese momento. Para decirlo de otra manera, si alguien vivirá en una ciudad donde la Luna es visible, será visible desde esa ciudad para siempre, aparte del ángulo de la Luna que cambiará debido a la inclinación del eje de la Tierra y puede la luna debajo del horizonte por unos meses.

Por supuesto, a medida que la Luna vuela lejos de nosotros, que también podemos medir con mucha precisión, su fuerza de marea se está debilitando, por lo que será una carrera interesante si realmente puede ralentizarnos antes de que vuele muy lejos.

Adiós por ahora,

Felix

Ver, por ejemplo

La respuesta de Robert Frost a ¿Cómo se produce el bloqueo de las mareas entre los cuerpos celestes?

La respuesta de Dragi Raos a ¿Por qué el giro de la luna es igual a la rotación de la tierra?

Bloqueo de mareas – Wikipedia

Bloqueo de mareas – YouTube

La luna está totalmente bloqueada a la tierra debido a la atracción gravitacional de la tierra y la atracción gravitacional de la luna también. La gravedad de la luna afecta a los océanos mientras orbita la tierra.

Uno de mis mentores siempre dijo que sigan la energía, una práctica con la que estoy totalmente de acuerdo.

Las mareas no pueden suceder mágicamente, la energía debe venir de algún lado. Ese lugar debe ser la Luna (y en menor medida el Sol). La Luna realmente solo tiene energía cinética y energía potencial gravitacional. Sabemos que la Luna se está alejando, por lo que debe provenir de la energía cinética rotacional. Por lo tanto, la energía y el impulso se han transferido de la Luna a la Tierra, a través de las mareas, hasta el punto de que ya no se puede extraer; ese es el punto en el que se ha producido el bloqueo.

Ahora la Luna está bloqueada, la Tierra se está desacelerando y con el tiempo estará bloqueada a la Luna, ¡aunque esto no sucederá antes de que el Sol se vuelva gigante rojo!

El bloqueo de mareas es muy común en el sistema solar, lo que excluye algunas de las respuestas dadas.

Puede que no tenga todos los detalles, pero puedo darle algunas ideas.

Como saben, la luna tiene más cráteres en el otro lado. El lado cercano tiene algunas áreas más oscuras que son algo más lisas. ¿Porqué es eso? En algún momento del pasado, la luna tenía mucha actividad volcánica en un lado. La lava se derramó sobre la superficie y formó los planos (las áreas más oscuras).

Ahora que se formaron los planos, la luna está algo abultada. El bulto tiene una masa mayor que el lado opuesto. Durante miles de millones de años, la atracción gravitacional del bulto ha ralentizado la rotación de la luna hasta el punto en que su período de rotación coincide con el de su órbita.

La Tierra produce una protuberancia en la Luna debido a los efectos de las mareas. La protuberancia frenó la Luna, mientras la impulsó a una órbita más alta (conservación del momento angular). Entonces, la Luna está bloqueada por la marea a la Tierra, porque la cantidad máxima de momento angular se ha eliminado de la Luna, lo que la deja bloqueada por la marea a la Tierra.

Una vez escuché a un tipo bastante inteligente decir que si has aprendido los conceptos básicos de un tema muy rápidamente … lee un libro para niños sobre el tema. Los puntos más importantes se hacen en pocas palabras fáciles de entender.

Dicho esto, a menos que su pregunta esté mal redactada, la tiene al revés. La luna no está bloqueada por la marea a la tierra, las mareas están bloqueadas a la luna.

Las mareas no “bloquean” la luna a la tierra, no. Las mareas son consecuencia de la atracción gravitacional entre la tierra y la luna. La gravedad “bloquea” la luna a la tierra, y las mareas cambiantes reflejan el dinamismo de esa relación.

Porque es pequeño y está cerca, y gira lentamente.

Es demasiado pequeño para aplicar cualquier atracción seria en la tierra, y la atracción de la tierra ha ralentizado su rotación hasta el punto en que su rotación coincide con su giro.

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