Чем можно привязать Луну, если Земля перестанет ее притягивать ?
Давайте посчитаем, каким тросом пришлось бы «привязывать» Луну к нашей планете, если бы не было гравитации? Так будет легче себе представить масштабы силы, с которой Земля притягивает к себе свой спутник
В нашем мире все имеет какую-либо опору, основание. Компьютер, например, стоит на столе, и стол – это опора компьютера. Стол опирается на пол, пол – на стены, стены опираются на фундамент.
Прослеживается, как видно, целая цепочка опор. Можно привести огромное количество примеров с различными предметами, и выстроить множество цепочек. Но в конце каждой цепочки неизменно оказывается земля. А на что опирается сама планета, на которой мы живем?
На чем держится Земля?
Этот вопрос интересовал людей еще тысячи лет назад. Они думали, что наша планета стоит неподвижно, и искали для нее какую-нибудь опору. Возникали самые разные представления об этой «земной опоре».
В Древней Индии считали, что Землю держат четыре огромных слона. Слоны будто бы стоят на огромной черепахе. А черепаха плывет по морю. Но на что опирается море? А вот об этом «даже и спрашивать нельзя» было.
В Древней Руси слонов и гигантских черепах не знали, но знали об огромных китах. Эти киты плавали в северных морях и были намного крупнее слонов. Поэтому на Руси верили, что Земля «стоит на трех китах». Но вот на что опираются сами киты?
Самое правильное представление о Земле, как планете, имели древние евреи. Около трех с половиной тысяч лет назад в Библии было записано: «Он [Бог] распростер север над пустотою, повесил землю ни на чем» (Иов 26:7). Еврейские писания рисуют образ Земли «висящей ни на чем», «в пустоте».
Почему такой порядок в Солнечной системе?
Сегодня человечеству известно, что Земля летит в космическом пространстве с огромной скоростью: около 30 км/сек. Это более 100 тысяч км/час, то есть в сто раз быстрее самолета. Имея такую скорость наша планета, разумеется, не нуждается в какой-либо опоре. Разве опирается на что-нибудь мяч, летящий в воздухе?
Подобно Земле, все планеты Солнечной системы движутся в пространстве на огромных скоростях. Например, Меркурий летит со скоростью около 49 км/сек, а Плутон – в двенадцать раз медленнее, но тоже очень быстро – 4,08 км/сек, или почти 15 тысяч км/час.
Поэтому возникает другой вопрос. Почему Земля и другие планеты не разлетаются в мировое пространство, а кружат вокруг Солнца? Что заставляет их кружить по своим орбитам, не нарушая порядок?
Все дело в том, что Солнце как гигантский магнит притягивает все планеты Солнечной системы к себе. От самого ближнего к нему Меркурия, до самого далекого Плутона, все планеты летят вокруг Солнца, удерживаемые невидимой притягивающей силой. Эта сила называется гравитацией.
Гравитация является разновидностью взаимодействия между всеми материальными телами во Вселенной. Гравитация действует на любых расстояниях и на любые объекты или виды энергии. Чем массивнее объект, тем большее гравитационное поле он может создать.
Именно гравитация собирает планеты вокруг Солнца. Во Вселенной существуют и другие звезды имеющие свои планетные системы. Отдельные звезды, притягивая друг друга, собраны в галактики. Галактики, в свою очередь организованны в скопления галактик, которые удерживаются вместе гравитационным полем.
Как видно, гравитации подвластно все в материальной Вселенной. На сегодняшний день не обнаружено ни одного вида материи или энергии, который не имел бы к гравитации отношения, мог бы ее игнорировать.
Насколько сильна гравитация?
Если сказать простыми словами, то закон всемирного тяготения гласит, что тем тяжелее предметы и чем ближе они друг к другу, тем сильнее они притягивают друг друга. Наша планета имеет примерную массу 6 септиллионов килограммов. Обычно это записывается 6·1024 кг. Луна в 81 раз легче Земли, ее вес – примерно 73 секстиллиона килограммов (7,3·1022 кг). Среднее расстояние от Земли до Луны примерно 384 000 км.
Эти огромные массы создают могучие силы взаимного притяжения. Сила притяжения измеряется в ньютонах, и высчитывается умножением масс тел, разделенных на квадрат расстояния между ними. Между Землей и Луной действует сила взаимного притяжения, которая равна 190 000 000 000 000 000 000 (190 квинтиллионов) ньютонов.
Для удобства восприятия переведем ньютоны в знакомые всем килограммы. В инженерных расчетах, не требующих сверхвысокой точности, 1 кг приравнивается к 9,8 ньютонов. Именно с такой силой груз весом 1 кг давит на опору.
190 квинтиллионов ньютонов делим на 9,8 и получаем силу притяжения в килограммах. В цифрах, округленно, это выглядит как 20 000 000 000 000 000 000 (20 квинтиллионов) килограммов.
Давайте еще немного посчитаем
Давайте посчитаем, каким тросом пришлось бы «привязывать» Луну к нашей планете, если бы не было гравитации? Так будет легче себе представить масштабы силы, с которой Земля притягивает к себе свой естественный спутник.
Проволока из высокопрочной стали толщиной в 1 кв. мм может выдержать груз в 200 кг. Значит, трос толщиной 1 кв. метр (1 000 000 кв. мм) может выдержать 200 миллионов килограммов. Сколько же таких тросов понадобится, чтобы удержать Луну?
Считаем дальше. 20 000 000 000 000 000 000 кг (сила притяжения Земли) делим на 200 000 000 кг (столько может выдержать трос толщиной 1 кв. метр) и получаем 100 000 000 000 тросов. Если соединить все тросы вместе, то получится уже не канат, а стальной столб площадью 100 000 000 000 кв. метров. Для удобства и наглядности 100 000 000 000 кв. метров переведем в кв. километры. Получается 100 000 кв. км.
Такой канат, а точнее стальной столб был бы равен по площади Южной Корее (98 500 кв. км), или площади Грузии (69 700 кв. км) и Армении (29 800 кв. км) вместе взятых.
Такой стальной трос, конечно, трудно себе вообразить. Еще один пример: на всей Земле не найдется столько тросов, веревок, канатов и прочих приспособлений, чтобы привязать Луну также надежно, как сила всемирного притяжения. Настолько внушительны силы, действующие между планетами.
Без гравитации жизнь невозможна
Сила гравитации невидима, но жизненно важна для нас. Без гравитации некоторые процессы в живых организмах были бы просто невозможны. Даже воздух, которым мы дышим, зависит от наличия гравитации. Если бы Земля не притягивала к себе воздух, он улетел бы в мировое пространство, растворился бы в космосе. Вот такая она – гравитация.
Статьи по теме
Как рассчитать лунные сутки?
Влияние Луны на жизнь человека чрезвычайно велико. Зная, какой сегодня лунный день и что он нам принесет, можно корректировать свои жизненные планы, избегать неприятностей, достигать успеха в профессиональных и любовных делах.
Читать дальше.
Источник
Что произойдет с океанскими приливами, когда Луна удалится от Земли?
В конце концов, наша Луна перестанет двигаться вместе с Землей, поэтому приливы, которые она вызывает на Земле, прекратятся, но это еще не все.
Наш естественный спутник – Луна – вращается вокруг нашей родной планеты с тех пор, как она была впервые создана почти 4,51 миллиарда лет назад. Круговое движение Луны по своей орбите не только дает нам светящуюся серую сферу, которая появляется в нашем ночном небе, но и вызывает некоторые удивительные явления на поверхности нашей планеты.
Одно из них — приливное движение!
Для тех, кто не знает об этом, все приливы, которые вы наблюдаете в морях и океанах, вызваны луной. Это происходит из-за гравитационного притяжения Луны на нашу планету (также называемого «приливной силой»). Эта сила заставляет Землю и всю воду на ее поверхности «выпячиваться» в сторону, наиболее близкую к Луне.
Красные стрелки показывают, как наша планета и ее океан «выпирают»
Однако оказывается, что наша любимая луна, возможно, не особо наслаждается нашим обществом . потому что она медленно удаляется от нашей планеты!
Почему Луна удаляется от Земли?
Диаметр орбиты Луны вокруг Земли составляет почти 768 000 километров, но этот диаметр увеличивается на 3,8 сантиметра каждый год.
Возможно, вы уже знаете, что Луна и Земля «приливно заблокированы», что означает, что движение обоих этих небесных тел синхронизировано таким образом, что мы всегда видим одну и ту же сторону Луны. Теперь, поскольку Земля совершает один оборот вокруг своей оси за 24 часа, а Луна совершает один оборот вокруг Земли за 27,3 дня, выпуклость на Земле имеет тенденцию «ускорять» Луну. Другими словами, Земля тянет Луну вперед по ее орбите.
В то же время Луна также притягивает приливную выпуклость нашей планеты (выпуклость, которую в первую очередь помогла создать Луна), немного замедляя ее скорость вращения. Вот почему почти через 100 лет день на Земле будет на 2 миллисекунды дольше, чем сейчас.
Поскольку Земля больше Луны, ее гравитационное притяжение сильнее, поэтому Луна ускоряется, и с годами ее орбита становится все больше и больше.
Хотя увеличение на 3,8 сантиметра может показаться незначительным, в течение многих лет (мы говорим о миллиардах) эта величина накапливается и становится очень значительной.
Предположим, что орбита Луны становится такой большой, что она полностью покидает окрестности Земли. что тогда будет с приливами на нашей планете?
Что будет с земными приливами, если Луна уйдет?
На самом деле это довольно просто. если Луна удалится достаточно далеко от Земли и полностью покинет орбиту нашей планеты, то в наших океанах не будет приливов.
Как обсуждалось в предыдущем параграфе, приливная блокировка между Луной и Землей замедляет скорость вращения последней. При нынешних темпах, по прогнозам ученых, примерно через 50 миллиардов лет Земля замедлится настолько, что навсегда останется лицом к Луне, а последняя перестанет двигаться в сторону от Земли.
Другими словами, через 50 миллиардов лет или около того в наших морях и океанах не будет приливов.
Почему нам не нужно беспокоиться о том, что Луна убежит
Хотя потеря приливов в океанах Земли, безусловно, была бы ужасной вещью, нам не нужно беспокоиться об этом, поскольку есть и другие вещи.
Если верить оценкам, центральная звезда нашей солнечной системы — Солнце — скорее всего поглотит и Землю, и Луну примерно через 5 миллиардов лет.
Солнце продолжает гореть из-за процесса, называемого ядерным синтезом, который постоянно происходит внутри его ядра. Подумайте вот о чем: Солнце сжигает 600 миллионов тонн водорода каждую секунду. Вот насколько невероятно обширен процесс слияния внутри Солнца.
По мере того как ядерный синтез внутри ядра Солнца прогрессирует, Солнце становится почти на 10% ярче каждые миллиард лет. В свое время это нанесет ущерб нашей планете — вскипятить земные океаны, растопить оставшиеся ледяные шапки и лишить атмосферы.
В двух словах, если Луна уйдет с Земли, на планете не будет приливов. Но задолго до того, как это произойдет, гораздо более вероятно, что оба этих небесных тела будут поглощены Солнцем!
Источник
Что произойдет, если Земля рано потеряет Луну?
Согласно современной теории планет, Луна была создана около 4,5 миллиардов лет назад после массивного столкновения между землей и блуждающим небесным телом, масса которого немного меньше массы Марса.
Удар вызвал отсоединение кусков обломков от вновь образовавшейся Земли. Со временем они превратились в Луну.
За последние пару миллиардов лет гравитация Луны сыграла решающую роль в формировании жизни, которую мы знаем о Земле. До образования Луны Земля была всего лишь гигантским огненным шаром, непригодным для обитания не только людей, но и любых форм жизни.
Сейчас Луна находится в среднем на расстоянии 380 000 км от Земли и удаляется от нее со скоростью 5 см в год. При такой скорости гравитационное притяжение Луны к Земле будет продолжать постепенно уменьшаться, и примерно через 3-4 миллиарда лет Земля и Луна будут полностью отделены друг от друга.
Но что произойдет, если вместо 3-4 миллиардов лет Земля потеряет Луну раньше? Я уверен, что вы имели в виду тот же вопрос. Итак, давайте выясним. Мы уверены, что у вас был тот же самый вопрос. Так что давайте выясним.
Гравитационное влияние Луны
Из 150 естественных спутников нашей Солнечной системы Луна Земли, пожалуй, самая уникальная почти во всех смыслах. По сравнению с Землёй, это примерно четверть размера, что огромно по сравнению с другими лунами относительно их планет-хозяев.
Это научный факт, что Луна управляет приливами Земли. Её массы достаточно, чтобы постоянно притягивать на Землю океанскую воду, вызывая приливно-отливное выпячивание с обеих сторон (из-за инерции).
Но многие не понимают, что океанские приливы контролируются и Солнцем. Но из-за огромного расстояния Солнца от нашей планеты его гравитационное воздействие на Землю намного меньше лунного.
Однако, как только луна выйдет из уравнения, Солнце возьмет полный контроль, глобальные цунами разрушат береговые линии по всему миру по мере того, как воды поднимутся в сторону гравитационного притяжения Солнца.
Глобальное цунами и морская жизнь
Можно только представить себе катастрофу, которая произойдет, если Луна вдруг исчезнет с неба. В одно мгновение океанская вода начнет подниматься, вызывая глобулярное цунами, то, что никто из нас не никогда не видел. Измененные океанские течения и хаотические погодные условия также разрушат пищевую цепочку.
Влияние на устойчивый осевой наклон Земли
Система Земля-Луна (схема)
Отсутствие Луны, безусловно, нарушит морскую биологию и даже прибрежную жизнь здесь, на Земле, но, возможно, самое значительное влияние на нашу Землю окажет ее устойчивый осевой наклон.
Обычные четыре сезона, которыми мы наслаждаемся здесь в течение всего года, обусловлены уникальным осевым наклоном Земли на 23,5 градуса. Без луны этот наклон будет проходить через быстрые, сильные изменения либо под гравитационным влиянием Солнца, либо других планет.
Луна действует скорее как стабилизатор, удерживая нашу земную ось в одном месте. Если вы хотите стать свидетелем того, как это было бы без Луны, то вам не надо далеко идти, это планета Марс.
В отличие от Земли, Марс не имеет фиксированного наклона оси и проходит через некоторые драматические изменения в течение миллиона лет. Открытие водяного льда, погребенного внутри марсианского экватора, является одним из возможных доказательств этого катаклизма.
С такими осевыми вариациями мы могли бы просто оказаться как Марс с кусками льда возле экватора и зеленью на полюсах. Несмотря на то, что на эти изменения потребуются тысячи или даже миллионы лет, и если к тому времени люди каким-то образом смогут выжить, это будет очень странное место, где мы должны быстро адаптироваться к суровым условиям.
Вывод
Поскольку 3-4 миллиона лет-это очень долгое время, и нет никаких доказательств саморазрыва Луны, нам не нужно беспокоиться.
Трудно представить себе жизнь на Земле без Луны, так как это может быть просто другой Марс или другая планета в нашей Солнечной системе. Без нее наша Земля была бы совершенно неузнаваема и, возможно, пригодна для обитания.
Источник