月球已被地球潮汐鎖定,若地球也被太陽潮汐鎖定,會有哪些變化?

2021-01-08 科學信仰孫晨

月球是地球唯一的一顆天然衛星,也是一顆被地球潮汐鎖定的衛星。

何為潮汐鎖定呢?簡單來講,就是大質量天體的引力作用導致小質量天體失去了自主自轉的能力。以地球為例,地球自轉一周的時間約為24小時,也就是我們所說的一天,而地球圍繞太陽公轉一周約為365天,也就是我們所說的一年,地球的自轉是一種自主行為。

但月亮就不同了,由於月球已經被地球潮汐鎖定,所以月球的自轉並不是自主行為,而是受地球引力控制的。正因如此,月球自轉一周的時間與其繞行地球公轉一周的時間是相等的。簡言之,月球上的一天和一年都等同於地球上的一個月。

同樣是因為潮汐鎖定的關係,月球永遠都只有一個面朝向地球。

準確一點來說,月球表面大約有41%的部分是永遠背對地球的,所以月球對於地球而言也就有了正面和背面之說。既然月球可以被地球潮汐鎖定,那麼我們的地球是否也會被太陽潮汐鎖定呢?

如果地球被太陽潮汐鎖定,那麼會給地球帶來怎樣的變化呢?可以說,如果這種假設成立的話,那麼對於地球環境而言將會造成翻天覆地的變化。當地球被太陽潮汐鎖定之後,地球會和月球一樣失去自主自轉的能力,也就是說鎖定後的地球自轉是受到太陽引力控制的。

被潮汐鎖定後的地球自轉速度將會變得與公轉速度相等。

也就是說,地球上的一年約為原來的365天,而一天也等於原來的365天。而對於地球環境影響最大的還是光照的問題,被太陽潮汐鎖定之後,地球也會像月球一樣,一面永遠朝向太陽,而另一面永遠背對太陽,也就是說地球的一面永遠都是白晝,而另一面則永遠暗無天日。

在暗無天日的一面,由於永遠無法接觸到陽光,溫度會急劇下降,零下一百多攝氏度的低溫將會讓這裡變得寸草不生。而永遠都處於白晝的一面,情況也不會好多少,因為持續的光照會導致氣溫的不斷升高。

以目前地球上的生命形式來看,在永遠處於白晝狀態的地球上,生命同樣是無法存活的。

當然,地球的生命也還不至於因此而全部滅絕,因為在晝夜相交的區域還是能夠保持一定程度的宜居環境,也就是說在這一區域,動植物是可以存活的,只不過地球物種會因此極具減少。

值得慶幸的是,以人類現有的科學水平來看,即使地球被太陽潮汐鎖定,也不會導致人類出現生存困境。被太陽潮汐鎖定後的地球雖然大部分區域生存環境都變得較為惡劣,但還沒到極端的情況,人類憑藉科學力量的幫助,還是可以在這些區域建造基地來維持正常的生存環境的。

說了這麼多,地球到底是否會被太陽潮汐鎖定呢?

地球的自主自轉能力並不是無端產生的,理論上認為地球之所以能夠自轉是由於很久很久以前遭受宇宙天體撞擊而導致的,事實上地球的自轉速度也的確是在緩步變慢。

所以從理論上將,只要擁有足夠的時間,地球是可以被太陽潮汐鎖定的,但一個變數會對這個結果產生影響,這個變數就是月球。月球作為一顆天然衛星,其與所繞行行星的比實在是太大了,由於月球引力的作用,地球被太陽潮汐鎖定的機率已經變得非常微小,因此可以預見在未來十分久遠的時間之中,地球都能夠保持自主自轉的能力,而不會被太陽潮汐鎖定。

相關焦點

  • 若地球被太陽的潮汐鎖定,人類還會出現嗎?
    因為月球被地球的潮汐鎖定了,所以,月球的背面是永遠不會對著地球的,所以,多年來關於月球的「陰謀論」才會層出不窮,不多,在我國的嫦娥四號成功在月球背面著陸之後,很多人也就對此不再感到懷疑了。那麼,月球被潮汐鎖定了,它還會圍繞著地球運行嗎?
  • 什麼是潮汐鎖定?我們在地球上為什麼看不到月球的背面?
    想想地球和月球。我們總是看到月球的同一面,從未從地球上瞥見它的另一面。這是因為月球被地球潮汐鎖定。月球每28天繞地球旋轉一周,而月球每28天自轉一周。潮汐鎖定對於雙方都有作用,在之前的例子中可知月球和地球對彼此產生作用力,這種作用力總在彼此相對的那側更強,也就是說這種作用力在月球和地球相對的那側更強。
  • 太陽系潮汐鎖定的星球知多少?
    所謂潮汐鎖定,就是指兩個天體本來都有自己的公轉和自轉規律,但由於距離較近,引力分配到天體上的力不均衡,就會出現潮汐力。最典型的就是月亮與地球的引力潮汐力,可以從地球上的海水看到。地球雖然作為主星,比月球大很多,引力佔主導地位,已經鎖定了月球,但反過來月球也對地球有引力。
  • 月球、太陽對地球的潮汐影響
    本文主要是計算月球和太陽對地球表面的潮汐力的大小,以及廣闊海域的潮汐高度。前提條件:1、地球本身是完全剛性的球2、海水的分子間作用力忽略,不考慮液體張力3、月球、太陽看成質點4、非相對論01月球對地球的潮汐力如下圖,一個單位質量的物體在地球表面的P點,P到月球的距離為
  • 月球上看太陽會動嗎?看地球會下山嗎?能看到星星嗎?
    月球上能看到日出與日落,只是時間比較久,大概相當於地球上一個月的時間才能看到一次日出與日落,但地出就不能了,在月球上看地球,要麼背面看不到,如果在正面能看到,那麼除了地球上晝夜變化外,地球在月球空中的位置是不會變化的!為什麼月球上的日出日落周期是一個月?
  • 在月球上看到的地球有多大?
    月球每隔大約27天會環繞地球運動一周,在此期間,我們可以看到月相的變化。雖然月球的公轉會造成它的陰晴圓缺,但由於月球的自轉周期與公轉周期同步,我們實際上只能看到月球正面。我們都在地球上看過月球,那麼,在月球上看地球又會是怎樣的景象呢?地球看起來會有多大呢?
  • 月球對地球產生潮汐作用的基本分析
    前面幾節運用二體運動向心力導出計算式與萬有引力定律相結合,就月球對地球產生的引潮力進行了粗略的計算分析,我這裡的分析結論是:1.根據月球對地球產生的引潮力計算結果可知,在面對月球的一面,由月球引起的引潮力方向與月球引力方向相同,月球對單位質量的引力大於單位質量隨地球環繞月球做圓周運動產生的慣性離心力,潮汐由引力引起,體現為引力潮;在背離月球的一面,由月球引起的引潮力方向與月球引力方向相反
  • 從地球上明明看不到月球的背面,為什麼還說它有自轉?
    為什麼從地球上永遠只看到月亮的一面在地球引力的作用之下,月球被地球「鎖定」,永遠以同一面朝向地球,這種「鎖定」,有一個專有名詞,叫做「潮汐鎖定」。什麼叫潮汐鎖定潮汐大家都知道,是水平面一種周期性的漲落現象,尤其指海平面。但實際上「潮汐」的概念更為寬泛,指代外有引力的不均勻作用。
  • 用以太風法計算月球引起地球潮汐
    地球在自轉,我們人是跟著地球一起轉的,但潮和汐不跟著地球轉,盯著天上的月亮不動,所以相對跟著地球轉的我們來說一天一夜差不多就有兩次,一次潮,一次汐。為啥是差不多呢?因為月球也在繞地球轉,而且和地球自傳的方向一致,這樣,地球上每天潮汐的時間都會向後滯後一些。
  • 月球以每年3.8釐米的速度離開地球,這是為什麼?
    然而我對月球正在越來越靠近太陽的說法無法苟同,它的確是在逐漸遠離地球,所以在其運行到靠近太陽一側的軌道上時它的確是離太陽更近了,但是在遠離太陽的另一側軌道它卻是在逐漸遠離太陽。軌道變大的原因是月球引力引起的地球上的潮汐現象。因為地球面向月球的那一面離月球更近,所以它受到的引力比地球中心更強。同樣地,地球背對月球的那部分受到的引力小一些。這種效應使得地球被拉伸,從而變得更像橢圓形。
  • 26萬的IWC月相潮汐腕錶是什麼水平?
    月亮的潮汐力示意圖在廣闊大洋裡,潮漲起時約有1米高,而在海岸沿線以及江河口處,潮漲得更為洶湧澎湃。需要注意的是,面對月亮一側的海水會隆起,背對月亮一側的海水同樣會隆起。因為面對月球的一側,是海水被潮汐力拉向月亮,離地球而去;而背對月亮一側的情況則相反,是地球被拉向月亮,離海水而去,海水被留下來形成隆起。
  • 月球離地球越來越遠,地球自轉周期或延長到30天,為何會這樣?
    筆者:三體-小遙太陽東升西落,地球每天上演著不同的故事,大海也有潮漲潮落的過程,億萬年來滄海桑田,一切都值得我們觀察和研究。在此過程中,人們發現大海的潮汐作用十分有趣,並且試圖通過深入的研究找到其中的奧秘,好在牛頓發現了萬有引力,為我們打開了新世界的大門。
  • 月亮引力對地球的影響更大,主要表現為潮汐,因為月亮離地球較近
    太陽和地球之間也存在引力,只不過太陽距離地球比較遠,相距一點五億千米,所以對潮汐的影響並不十分明顯。而月球距離地球三十七萬六千千米,對地球的引力就大得多了。潮汐對自然界的一部分生物會產生極大的影響,有些小小的海洋魚類會在一年中漲潮最厲害的一天,跟隨漲潮的方向遊動,故意被潮水推上岸來,然後在沙灘上產卵。
  • 月亮對潮汐的作用
    但潮汐是怎麼形成的,要搞清楚可不容易。直到公元1000年,北宋官員餘靖根據實測,認為潮汐的形成主要與月亮有關,即「月亮起潮論」,並將之寫入自己的《海潮圖序》中。他指出潮汐是以月亮作用力為主而引起的,這個後來成為中國科技史上一篇重要的論文,並為地方海塘建設、治潮防災和海洋貿易等產生了指導性作用,有效地促進了生產活動。潮汐現象具體是如何形成的?
  • 神秘的月亮與潮汐現象:潮汐是如何形成的(圖)
    配圖:資料圖    大洋潮汐是在月球、太陽等天體引力作用下所產生的,在萬有引力的作用下,月亮對地球上的海水有吸引力,人們把吸引海水漲潮的力叫引潮力,地球表面各地離月亮的遠近不一樣,所以,各處海水所受的引潮力也出現差異,一般正對著月亮的地方引潮力就大,而背對著的月亮的海水所受引潮力變小,離心力變大了,海水在離心力的作用下,象背對月亮那面跑,於是也會出現長潮,由於天體是運動的,各地海水所受的引潮力不斷在變化,使地球上的海水發生了時漲時落的運動,從而形成了潮汐現象。
  • 一直說潮汐力在減緩地球自轉,為什麼現在地球自轉卻加速了?
    以往我們常說,由於太陽、月球對地球的潮汐制動效應,會減少地球的自轉動量,地球的自轉速度會一直減小,周期一直加長。但是2020年地球的自轉卻加速了,平均來說自轉一圈的時間不到24小時(毫秒級別),最為明顯的一天是2020年7月19日,這一天地球自轉的周期比24小時短了1.4602毫秒,創下了半個世紀以來的記錄。
  • - 中科院地質地球所
    其實,所謂的水逆,全稱是「水星逆行」,這裡面的水星,就是我們太陽系八大行星中最靠近太陽的那一顆。因為是行星,所以在地球上觀測水星,它的軌跡,有時候和其他天體同向,也就是自東向西運行;但有時候又會反過來,由西向東跑一段,就被稱為是「水逆」了。
  • 為什麼月球能自轉卻仍有背面?
    月球永遠只有一個面對著地球,因此定義出了正面和背面,對著地球的那一面被定義為月球的正面,背對著地球的那一面就是月球的背面。因為地球大月球小,在地球上看月球,能夠看到大約59%的月球表面,其餘那部分在地球上是不可能直接觀察到的。
  • 月球公轉與自轉完全同步,這不是巧合而是自然規律
    水星自轉3周,圍繞著太陽公轉才2周,因此水星與太陽實際上是3:2軌道共振關係。金星自轉速度非常慢,金星圍繞著太陽公轉一圈,需要224.7天,而自轉一周卻需要243天。這樣,金星的一天比一年還要漫長,但這並非是潮汐鎖定。太陽系八大行星除了水星和金星,有6顆行星擁有衛星,除了地球,其餘的5顆行星衛星都比地球多。
  • 月球上有晝夜嗎?如果有,月球上的一天會是地球上的多少天?
    月球上有晝夜之分,月球自轉周期是27.32天,但是月球上的一個晝夜為29.53天,大約就是農曆中的一個月。月球繞著地球轉,由於月球被地球潮汐鎖定,所以月球的公轉周期和自轉周期完全相等,對於地球參考系來說,月球公轉一周的時間為27.32天。