Приливы с 3 большими лунами

Использование комментария «Приливы и отливы — важная сюжетная особенность. Остальное можно настроить». Я рекомендую единственную массивную луну (относительно массивную по сравнению с большинством естественных лун, о которых мы знаем) на высокоэллиптической орбите, приближающуюся к планете каждые 30-40 дней . Когда он приближается, у вас есть удивительные приливы, которые вы хотите. В остальное время меньшие приливы вызываются звездой.

Используя в качестве примеров Землю и Луну, потому что влияние (используя здесь расплывчатые термины, а не конкретные научные) гравитации увеличивается экспоненциально по мере уменьшения расстояния, если бы Луна перешла на орбиту, на которой она была бы только наполовину дальше от Земли, его гравитационное влияние не удвоилось бы, а увеличилось бы вчетверо. Это не обязательно означает, что приливы будут в 4 раза более драматичными, чем сейчас, потому что есть много других факторов, помимо простой гравитации (например, форма и расположение береговой линии, частоты волн и резонанс и т. д.), но это хороший начальный пример. объяснить это.

Если вы уменьшите среднее расстояние наполовину таким образом, но не изменив форму орбиты (которая в настоящее время довольно близка к круговой), вы получите гораздо более быструю орбиту, может быть, полный оборот каждые 10 дней, вместо нынешних 28 или так. Но если вы затем растянете орбиту до длинного тонкого овала, снова увеличив среднее расстояние, чтобы она вернулась к 30- или 40-дневной орбите, вы можете приблизиться НАМНОГО ближе, чем в настоящее время (массивные приливы в течение нескольких дней или около того), а затем он отступит намного дальше, чем в настоящее время (уменьшая приливы, когда он отступает, и увеличивая, когда он снова начинает приближаться).

Вы не можете достичь того, чего хотите, с реальностью

Я должен был четко объяснить это, когда впервые написал ответ. Прошу прощения за то, что не сделал этого. Я не верю, что можно достичь эффектов, которые вы описываете, с реальностью. Луны, достаточно большие, чтобы создавать приливные волны, и приливные сдвиги, которые вы описываете, сделали бы жизнь на планете несчастной (вулканизм, например), и приливные волны возникали бы все время. Нет никакого совпадения и в том, что меньшие луны могут их вызвать.

Это оставляет вам только два варианта: отказаться от того, что вы хотите для своей истории, или счастливо жить с приостановкой неверия.

С целью приостановки недоверия, да, вы можете

«Приостановка недоверия» описывает баланс между детализированной реальностью и вымыслом, чтобы ваш читатель наслаждался историей, не отвлекаясь на «нереальность» того, что вы описываете. Честно говоря, вы действительно хотите просто использовать любое расписание для своей истории. Если вы хотите, чтобы это редкое событие происходило только раз в месяц или около того, сделайте это. Вам нужно правдоподобное решение — не обязательно научно точное решение.

Сказав это, не позволяйте нашим поклонникам науки на этом сайте выйти из-под контроля. Время от времени они так заводятся, говоря: «Вы не можете этого сделать!» что они забывают, что вы пишете рассказ, а не учебник по лунной орбитальной механике.

Так что я могу сделать?

С тремя лунами вы можете создать правдоподобные условия практически для любого вида приливной структуры.

Луна №1  немного меньше нашей Луны и примерно на том же расстоянии. Он вращается вокруг мира примерно за 30 дней, а мир вращается за один день, что и создает ежедневные приливы. Это хорошая отправная точка.

Луна № 2  — большая луна. Насколько больше, зависит от того, насколько большая разница приливов вам нужна. Здесь не нужно сходить с ума. Мы не говорим о чем-то более чем в 1,5 раза больше Луны. Он находится немного дальше по орбите и вращается медленнее, чем Луна № 1, так что две луны выстраиваются в линию только примерно каждые 30-40 дней. Теперь ваша планета совершает оборот один раз в день, а это означает, что вода прямо под любой лунойпритягивается к указанной луне, поскольку планета вращает ее под указанной луной. Ваши приливы сейчас довольно сложны. Большая луна находится дальше, поэтому ее общий эффект более или менее такой же, как и у более близкой и меньшей луны. По сути, теперь у вас есть два прилива в день. Но когда эти две луны выстроятся в линию, вы получите ОГРОМНЫЕ приливы. Вам нужно помнить, что по мере того, как две луны приближаются друг к другу (и, следовательно, удаляются друг от друга), эффект постепенно ухудшается. Итак, хотя худший день — это когда они выстроились в очередь, у вас есть неделя впереди и неделя позади ужасных приливов.

Спасибо @Eth за указание на то, что мой первоначальный комментарий о том, что M2 двигает волосы медленнее, неправдоподобен. Рассматривая скорость движения каждой луны, подумайте об этом следующим образом: Луна M1 совершает оборот вокруг себя один раз каждые 30 дней, и мы хотим, чтобы они пересекались каждые 40 дней или около того. M2 пройдет часть своей орбиты, в то время как M1 проходит до 133% своей орбиты. Чем меньше число (которое должно быть меньше 100%), тем более правдоподобным является сценарий.

Луна № 3.  Первые две луны находятся в одной орбитальной плоскости. Этой луны нет. Он наклонен, как Плутон. Это имеет множество сложных эффектов, но если упростить их: (а) приливы для этой луны отрываются от приливов других лун. Приливы будут сложными, но и немного «сглаженными». (б) Помните, что приливы возникают из-за притяжения воды к Луне, и это притяжение ближе к тропикам Козерога и Рака, где Луны №1 и №2 притягиваются к экватору. Но вот самое интересное: (c) Теперь у вас есть условие, при котором все три луны могут выстроиться в линию.Из-за наклона орбиты такое расположение имеет драматический эффект. Теперь вы можете получить свои приливные волны с помощью приостановки недоверия (три луны на самом деле не могут этого сделать. Никакая луна или комбинация лун не могут. Но вы хотите рассказать хорошую историю, а не написать учебник).

Используя любую комбинацию этих трех лун, их размера и их орбитальной скорости, вы можете создать любую правдоподобную приливную систему, которую захотите. Не беспокойтесь о математической правильности. Если вы хотите большую приливную волну, сделайте Луну № 2 или Луну № 3 немного больше. Если вы хотите, чтобы они выстраивались реже, увеличьте орбитальную скорость Луны №2 или Луны №3. Настройте его ровно настолько, чтобы люди могли поверить в то, что вы им рассказываете, и сосредоточиться на истории, которую вы действительно хотите рассказать.

Я прокомментировал другой ответ Британа и Далилы. Они указали, что эллиптическая орбита будет производить мощные приливы только при близком сближении.

Орбитальный период зависит только от большой оси орбитального эллипса. Таким образом, вы понизите перигей, скажем, на 150 000 км и поднимете апогей на столько же, период останется тем же 28 дней, что и сейчас. Там есть квадратный корень из оси куба. Таким образом, если вы удвоите длину оси, период увеличится на квадратный корень из 2^3 или примерно на 3 — примерно 90 дней.

Однако у этого есть некоторые побочные проблемы:

A: Действительно массивные приливы будут иметь огромный эрозионный компонент. Вы снова и снова накачиваете 50 футов воды, и течения, которые перемещают эту воду в океан и обратно, омывают землю. У вас не будет илистых отмелей. У вас будет голая скала. Если в течение 11-часового цикла прилива обнажается 30 миль отмелей, тогда средняя скорость прилива составляет 60/11 — около 5 миль в час. В первом приближении они синусоидальны, поэтому максимальная скорость будет примерно 7,5 миль в час. Это означало бы, что приливы приходят со скоростью, с которой большинство людей не могут бежать на большие расстояния. Это лучше, чем 4-часовой марафон.

Посмотрите приливы в Ла-Манше. Посмотрите также приливные течения. Умножьте на 8. Добраться до берега будет непросто.

На приливы влияет форма суши. Залив Фанди направляет приливы и отливы, поэтому вместо 4-6 футов здесь есть места с приливами до 40 футов. На Тихоокеанском побережье возле Китимата сейчас приливы достигают 15-25 футов.

B: Приливы бывают не только у морей. Воздух тоже. Гуглите лунные колебания атмосферного давления. (4 мб?) Сейчас довольно маленький. Тот же фактор будет применяться к этим изменениям. Даже сейчас есть немного большая вероятность штормов в новолуния и полнолуния, отчасти из-за более сильного воздушного прилива. Вы можете использовать это, чтобы сделать еще несколько катастроф.

C: Воздушные потоки будут скользить по атмосфере. Вам нужен естественный процесс, который регенерирует атмосферу. Найдите происхождение атмосферы.

Д.: Земная кора также будет деформирована приливами. Это изгибание генерирует тепло. У вас будет намного больше землетрясений и намного больше вулканизма. Вулканизм генерирует много CO2. В некоторых случаях вымирания на Земле обвиняют крупные вулканические явления либо как основные, либо как спровоцировавшие события. Это решит вашу проблему с воздухом, но у вас закончится азот. Это также поможет восстановить разрушенные побережья.

Э: Из-за большей вариации расстояний таблицы приливов и отливов будут намного сложнее.

F: Правильно выберите расстояние, и луна в периге замедлится и остановится. Луна будет вращаться с той же скоростью, что и Земля. Это удлинит период прилива. Чтобы отдать должное этому, вам нужно инвестировать в достойный орбитальный симулятор.

G: Прямо сейчас орбита Луны составляет тридцать градусов и наклонена к вращению Земли. Это оказывает стабилизирующее влияние на наклон Земли. Помещение под еще более крутым углом приведет к тому, что картина приливной волны не будет повторяться так часто.

H: Когда-то на Земле был 6-часовой день. Буксиры приливов замедлили движение Земли, а энергия увеличила диаметр лунной орбиты. Это произошло бы быстрее с эллиптической орбитой. Этот процесс имеет тенденцию делать орбиту более круговой, поскольку большая часть передачи энергии происходит в перигее. Вы должны объяснить, почему это не круглее. (Вы можете оставить это как неразгаданную загадку. Затем в продолжении постулируйте некоторые Машины Бога, которые питают станцию, поддерживающую станцию. Нивену пришлось сделать это, когда студенты Массачусетского технологического института обнаружили, что Кольцо не стабильно.)

Простейший способ моделирования распространения и дисперсии волн — это синусоидальная волна. Давайте начнем с моделирования эффекта отдельной луны в 1 постоянном положении, используя следующее уравнение:

WaterSurfaceElevation = Амплитуда × sin (( Частота × T ) + Фаза)

Для наших целей:
Амплитуда = Сила Луны во время ее пика
Частота = Сколько раз Луна совершает полный оборот по орбите за единицу времени
T = Время с начала цикла Луны
Фаза = Фаза при T(0), где 360 приравнивается на один 1 полный цикл

Красная луна имеет: амплитуду 1,5, частоту 1,2 и фазу 0 Лунный синий имеет: амплитуду 1, частоту 0,7 и фазу 90.

Зеленая линия представляет собой чистый эффект обеих лун. Этот процесс можно использовать для любого количества лун.

Проверка в реальных условиях:

Я спрашивал на этом форуме, Physics.SE и нескольких других научных форумах, возможны ли множественные значимые луны.

Критерии:

• Должен был иметь визуальный диаметр не менее 1/2 градуса (как у Луны).
• Примерно такой же плотности.

Из всех существующих примеров многотельных систем в Солнечной системе первичные объекты НАМНОГО массивнее спутников.

До сих пор все ответы были либо «Нет», либо вообще не были получены ответы.

Я играл с симулятором, пробовал одну луну размером с луну и одну 1/2 диаметра (= 1/8 массы) на 1/4 расстояния. Это дает приливы того же размера, что и Луна, визуально больше Луны.

Я потратил некоторое время на настройку орбит, пытаясь попасть в резонанс или избежать его. Большинство либо выбросило меньшую луну из системы, либо врезало ее в землю.

В качестве контрпримера у нас есть Марс с двумя лунами на довольно близкой орбите, но с небольшими массами — настолько маленькими, что даже если бы на Марсе были океаны, приливы были бы незначительными.