Откуда мы взяли, что Луна мигрирует от Земли?

Я думаю, что в этом аргументе есть по крайней мере четыре части: первая — это теоретический аргумент, который связывает все это воедино, а оставшаяся часть — это наблюдательные данные о том, что орбита Луны увеличивается в размерах.

1. Основной теоретический аргумент. Это, конечно, идея о том, что приливное торможение заставляет Землю вращаться медленнее, а Луну отодвигать дальше по своей орбите . (Когда-то это также заставляло Луну замедлять свое вращение, пока она не стала приливно-запертой, с периодом ее вращения = периоду обращения.) Это предсказывает две вещи: Луна должна постепенно удаляться от Земли с течением времени; и 2) Земля должна замедлять свое вращение (дни становятся длиннее) с течением времени.

Есть по крайней мере три набора доказательств, подтверждающих это.

1. Увеличение расстояния до Луны по данным лунной лазерной локации. Ключевым моментом здесь является то, что увеличивается среднее расстояние. Поскольку орбита Луны эллиптическая, расстояние меняется в течение одной лунной орбиты, и есть дополнительные вариации, вносимые гравитационным влиянием Солнца, других планет, несовершенно сферическими формами Земли и Луны и т. д. Это означает, что если вы проследите расстояние до Луны с течением времени, вы увидите, как оно увеличивается и уменьшается, но вы также увидите, что среднее расстояние постепенно увеличивается. (И это то, что было измерено в ходе экспериментов по лазерной дальнометрии; например, эта статья 1994 года, написанная Дикки и др.который обнаружил, что большая полуось орбиты Луны увеличивается примерно на 3,8 см в год.)

2. Замедление вращения Земли. Согласно требованиям базовой физики, если Луна удаляется дальше по своей орбите и, таким образом, приобретает угловой момент, должна быть компенсирующая потеря углового момента, и это происходит из-за того, что Земля постепенно вращается все медленнее. Это было измерено как минимум двумя способами:

A. Время исторических лунных и солнечных затмений. Существуют китайские записи о затмениях, относящиеся примерно к 400 г. до н.э., и вавилонские записи, восходящие почти к 800 г. до н.э., а также более поздние греческие, арабские и европейские записи. Их можно использовать для оценки изменений продолжительности дня двумя способами. Во-первых, в некоторых записях указано приблизительное время суток, так что мы можем провести наши расчеты в обратном направлении и вычислить, когда должно было произойти затмение, видимое, скажем, в Вавилоне в 200 г. до н.э. И даже когда мы знаем только день (и место) затмения, мы можем предсказать, где оно должно было быть видно. Как поясняется в этой статье, описывающей исследование 2016 года, проведенное Stephenson et al.: «Самое старое событие в каталоге, полное солнечное затмение, которое произошло в 720 г. до н. э., наблюдалось астрономами в Вавилоне (ныне современный Ирак). были замечены за четверть мира, где-то в западной части Атлантического океана. Несоответствие означает, что вращение Земли постепенно замедляется с 8 века до нашей эры».

Б. Геологические и палеонтологические измерения продолжительности дня. * Оказывается, есть некоторые геологические записи, которые можно использовать для определения количества дней в лунном цикле или количества дней в году, за миллионы или сотни миллионов лет в прошлом.

Один из способов — анализ «приливных ритмитов », которые фиксируют чередующиеся эффекты океанских приливов. Поскольку у приливов есть циклы два раза в день (приливы и отливы) из-за вращения Земли и дважды на лунную орбиту ( весенние и квазиприливы ), вы можете использовать комбинацию, чтобы определить, сколько дней было на лунной орбите. Могут быть и годовые вариации, что позволяет определить, сколько дней в году было, когда формировались приливные ритмиты.

Другой способ — изучение определенных окаменелостей, где рост части организма регистрируется как в суточной, так и в годовой вариации: например, рост раковины может меняться в течение дня, но также и в течение года. (например, больше роста летом, меньше зимой). Сложив это вместе, вы сможете выяснить, сколько дней было в году, когда организм был жив. Захватывающим недавним примером является это тщательное исследование окаменелости рудиста (вымершего вида моллюска) возрастом 70 миллионов лет, которое показывает, что год тогда состоял из 372 дней, так что каждый день длился 23,5 часа, а не 24 часа.

Орбита астрономического тела вокруг другого астрономического тела представляет собой эллипс с главной точкой в ​​одном из двух фокусов эллипса. Таким образом, вращающееся тело приближается к первичному объекту, пока не достигнет своей ближайшей точки, а затем удаляется от него, пока не достигнет своей самой дальней точки, а затем снова приближается.

Когда астрономическое тело обращается вокруг другого астрономического тела, оно будет набирать скорость по мере приближения к своему основному телу, но увеличение скорости заставит его двигаться дальше от своего основного тела, и по мере удаления от своего основного тела оно будет терять скорость, пока не потеряет скорость. заставляет его двигаться ближе к первичному, в вечном цикле.

Согласно Википедии, перигей Луны, ее ближайшее расстояние к Земле, составляет около 362 600 километров, но варьируется от 356 400 до 370 400 километров, поскольку орбита Луны постепенно становится более эллиптической, а затем становится менее эллиптической.

Согласно Википедии, апогей Луны, ее самое дальнее расстояние от Земли, составляет около 405 400 километров, но варьируется от 404 000 до 406 700 километров, поскольку орбита Луны постепенно становится более эллиптической, а затем становится менее эллиптической.

Это означает, что апогей Луны примерно на 42 800 километров дальше от Земли, чем перигей Луны. Поскольку орбита Луны постепенно становится более или менее эллиптической, разница между апогеем и перигеем колеблется от 34 000 до 50 300 километров.

Между тем, приливные взаимодействия между Землей и Луной заставляют вращение Земли постепенно замедляться, так что продолжительность земных суток становится длиннее, а Луна медленно удаляется от Земли.

Как медленно Луна постепенно удаляется от Земли?

Измерения лазерных отражателей, оставленных во время миссий «Аполлон» (эксперименты по дальнометрии Луны), показали, что расстояние до Луны увеличивается на 38 мм (1,5 дюйма) в год (примерно со скоростью, с которой растут ногти человека).

Википедия: Луна # Приливные эффекты

Таким образом, при такой скорости Луне потребуется около 26 315,789 лет, чтобы среднее расстояние Луны отошло от Земли на 1 километр, и около 42 240 лет, чтобы среднее расстояние Луны от Земли отошло от Земли на 1 милю.

А за один месяц расстояние Луны от Земли меняется примерно на 42 800 километров или 26 594,687 миль.

Так что очень медленное и постепенное постоянное перемещение среднего расстояния между Землей и Луной от Земли реально, но гораздо меньше по масштабу, чем месячное движение Луны к Земле, а затем от Земли в течение одного оборота вокруг Земли. Земля.