특정 달의 회전주기가 궤도주기와 같은 이유는 무엇입니까?


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우리의 달과 토성의 달인 타이탄에는이 기능이 있습니다. 이 때문에 우리는 달의 한쪽 (반구) 만 관찰합니다. 왜 이런거야? 이것을 설명 할 뉴턴 식 또는 천체 물리학이란 무엇입니까? 시간이 지남에 도착한 일종의 평형 일 것 같지만 이해가 안됩니다.


유튜브 링크는 권장되지 않지만, youtube.com/watch?v=6jUpX7J7y 그래서 간단하게 설명 할 수 있습니다. 자세한 내용은 조력 잠금을 찾아보십시오.
userLTK

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어제 궁금해서
궁금했어.

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우리의 달과 타이탄 만이 아닙니다. 내가 아는 한, 태양계의 모든 큰 달은 이러한 행동을 보입니다. 조석 잠금은 강력한 현상입니다.
마크 포스 키

답변:


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이것에 대한 답은 분명히 조력이지만, 조력이 조석 잠금을 발생시키는 방법 , 즉 회전 속도와 회전으로 인해 궤도를 돌 때 중심 몸체에 동일한면을 보여주는 궤도 몸체를 나타내는 정확한 메커니즘을 설명하지는 않습니다. 비율이 같습니다. Earth-Moon 시스템을 사용하여이 메커니즘을 설명하므로 구체적으로 설명 할 수 있지만 모든 시스템에 동일하게 적용됩니다.

우선, 조력은 신체의 분포 된 질량에 걸친 차등 중력의 결과입니다. 달은 점 덩어리가 아니며 확장 된 크기를 가지고 있습니다. 지구에 의한 달의 중력은 거리에 달려 있습니다 (무엇이든 중력의 힘처럼). 이것이 의미하는 것은 달의 지구를 향한 쪽에서 중력이 강하고 달을 통해 지구의 반대쪽으로 진행함에 따라 중력이 약해집니다. 이것은 달의 지구를 향한 쪽이 지구쪽으로 더 강하게 끌려가는 반면 지구를 향한 쪽은 여전히 ​​지구를 향해 끌려 가면서 강하게 또는 가깝게 끌리지 않는다는 것을 의미합니다. 궁극적으로 이로 인해 달이 변형됩니다.지구 방향으로 약간 비스듬하고 뻗어 있습니다. 이러한 표면의 굴곡을 조수라고합니다.

이제 달이 현재 지구에 잠식되어 있지 않다고 가정하고 실제로는 궤도보다 약간 빠르게 회전합니다. 지구는 달에 조수를 발생시키고 달은 축을 돌고 있습니다. 조력으로 인한 조수는 조력이 적용되는 방향이므로 Earth-Moon 라인과 정렬 된 상태를 유지하려고합니다. 그러나 달을 변형시키기 위해서는 많은 시간과 에너지가 필요합니다. 일단 달이 변형되면, 그것은 회전하고 갯벌 기형을 끌어 당기려고 노력하며, 갯벌을 지구-달 선 앞으로 효과적으로 움직입니다. 지구는 여전히 지구-달 라인을 따라 조력을 적용하여 조력 팽창을 다시 끌어 당기려고합니다. 조력 팽창을 뒤로 (또는 달이 너무 느리게 회전하는 경우) 당기려고하는이 일정한 힘은 운동량의 이동이 달의 속도를 늦출 수있게합니다 (또는 너무 느리면 속도를 높입니다). 여기서 요점은 조력 잠금이 평형 상태라는 것입니다. 달이 너무 느리게 회전하거나 너무 빨리 회전하는 경우 조력 팽창을 지구-문선으로 당기려고하면 지구가 달이 회전 할 때까지 달의 회전 속도가 변경되기 때문에 잠겨 있습니다. 조석이 잠기면 조석이 항상 Earth-Moon 선을 따라이 힘이 사라집니다. 갯벌 팽창을 Earth-Moon 라인으로 끌어 당기려고하는 지구는 달이 회전 할 때까지 달의 회전 속도를 변경합니다. 조석이 잠기면 조석이 항상 Earth-Moon 선을 따라이 힘이 사라집니다. 갯벌 팽창을 Earth-Moon 라인으로 끌어 당기려고하는 지구는 달이 회전 할 때까지 달의 회전 속도를 변경합니다. 조석이 잠기면 조석이 항상 Earth-Moon 선을 따라이 힘이 사라집니다.

그것은 대답의 약 절반을 다룹니다. 달을 지구에 잠그려고 할 때는 두 가지 기간을 고려해야합니다. 앞 단락에서 설명한 첫 번째는 축을 중심으로 한 달의 회전 시간입니다. 다른 하나는 지구 주위의 달의 혁명 시간입니다. 둘 다 일치해야합니다. 이전 단락에서는 축을 중심으로 한 달의 회전 시간이 어떻게 영향을받을 수 있는지에 대해 설명했지만 지구 주위의 달의 회전 시간에 영향을주는 방법도 있습니다. 다행히도 이것은 위와 거의 동일한 메커니즘입니다. 실제로, 달은 또한 지구에 갯벌 팽창을 일으킨다. 그리고 지구가 돌고 있기 때문에이 갯벌 팽창은 Earth-Moon 라인과 직접 정렬되지 않을 것이다. 지구의이 조석 팽창은 달의 궤도 속도로 에너지를 전달하는 역할을합니다. 속도를 높이거나 늦 춥니 다. 덧붙여서, 각운동량의 보존을 통해 이것은 달이 작지만 지속적인 속도로 우리로부터 멀어지게합니다.

요약하면 조력은 조력 잠금을 유발하지만, 장기간에 걸쳐 복잡하고 느린 힘을 통해 발생하며, 평형이 발견 될 때까지 달의 궤도 속도와 회전 속도에 영향을 미칩니다. 그 평형은 조석 잠금입니다.


이것이 어떤 시스템에도 적용된다면, 지구가 결국 태양에 갯벌에 잠기 게 될 것입니까?
Liren

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@Liren 예, 시간이 오래 걸리지 만 실제로 지구는 달에 먼저 잠기 게됩니다.
Mark H

어느 나라가 달을 보게 될지 궁금합니다. :)
NikoNyrh

@Liren 기술적으로 지구 / 태양 만있는 경우 발생할 수 있습니다. 문제는 우리가 목성 같은 다른 행성들이 지구에 눈에 띄는 중력 교란을 가지고있어서 조석 잠금의 평형에 도달하는 것을 막는 것입니다. 그러나 우리는 행성이 수성 (달과 1 : 1이 아닌 2 : 3 공명을하더라도)이나 최근에 발표 된 TRAPPIST-1 시스템의 행성과 같이 별들에 조용히 고정되는 것을 볼 수 있습니다.
zephyr

@NikoNyrh 아마 그들 중 아무도 없습니다. 지구가 달을 잠그는 데 500 억 년 이상 걸릴 것으로 예측됩니다 (지구에 대한 달의 영향이 너무 작아서 더 빨리 할 수는 없음). 그런데 태양계가 오래 지나갈 것이라는 것을 우리는 알고 있습니다. 태양은 약 5 십억 년 안에 레드 자이언트에 갈 것입니다.
zephyr

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간단한 답은 중력의 2 차 효과 인 조력입니다. 달이 지구의 바다에서 낮고 높은 조수를 일으키는 것과 마찬가지로 지구도 달에 비슷한 영향을 미칩니다.

힘은 같은 기원이지만 지구의 질량 때문에 훨씬 더 강합니다. 이 조력은 달의 회전에 토크를 유발하기 때문에 지구와 동일한 면만 보여줍니다.

재미있는 사실, 명왕성과 달 카론은 조력으로 인해 궤도에서 한 얼굴 만 보여줍니다. 또한 조력이 지구의 회전 속도를 늦추고 있습니다.


조력은 비대칭에 의존합니까? 만약 달이 모든 곳에서 더 완벽하게 대칭이라면, 조력이 여전히 존재하거나 같은 효과가 있을까요?
0tyranny 0poverty

그것들은 질량과 중력의 일정하지 않은 성질에 의존합니다. 즉, 두 몸체 사이의 중력 인력은 서로 마주하는 측면에서 더 강하다. 희망이 도움이됩니다.
Rumplestillskin

@ 0tyranny0poverty 일종의. 달의 질량 분포를 완벽하게 대칭으로 만들 수 있다면 (달의 질량 분포가 고르지 않은 것으로 알려져 있음 ) 달의 회전주기의 변화 속도는 줄어들지 만 조력 자체는 표면에 갯벌 팽창을 일으 킵니다. 조석 잠금의 영향을 제거하려면 완벽하게 딱딱한 몸체가 있어야하며 물리적으로는 불가능합니다.
PM 2Ring

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@ 0tyranny0poverty 많은 달과 고리가있는 복잡한 시스템이기 때문인 것 같습니다. 이로 인해 중력 효과가 혼란스러워지고 위성이 동기화되는 데 약간의 시간과 운이 필요합니다.
Barmar

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@ 0tyranny0poverty 조력은 서로 다른 중력 의 결과이기 때문입니다 . 기본적으로 뉴턴의 중력의 법칙을 구별해야하므로 조력이 비례합니다r3. 자세한 내용 은 위키 페이지 를 참조하십시오.
zephyr
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