Как наличие нескольких лун повлияет на приливы?

TLDR

Вы можете смоделировать эффект двух лун, суммируя две синусоидальные волны. Для этого нарисуйте каждую луну как функцию времени и управляйте гравитацией луны, изменяя амплитуду и период обращения, умножая переменную времени.

Последний график, показывающий суммирование других, дает результирующие силы приливов.

Длинная версия

В действительности расчет приливов ОЧЕНЬ сложен, он зависит от многих факторов, включая впадение рек в море, местность вокруг берега, течения, погоду и т.д. ощущение того, как будут работать приливы.

Первое, что нужно установить, это должны ли луны иметь одинаковый период обращения (требуется ли им обоим одинаковое количество времени, чтобы совершить оборот вокруг планеты?). Ответ — нет, у Европы период обращения 85 часов, а у Ганимеда 172 часа. часы. Это означает, что каждая луна может быть независимой друг от друга.

Затем вам нужно определить, находятся ли обе луны в плоскости орбиты, я бы предположил, что да. Ведь все планеты Солнечной системы вращаются в одной плоскости, и это упрощает математику.

Итак, у вас есть две луны с разными массами, обращающиеся по орбите в разные периоды. Вы можете очень легко представить это в виде графика с двумя синусоидами на нем. Приливы в любой день — это совокупная сила лун.

Ради аргумента предположим, что луна А имеет силу 10 и период 10 дней, луна Б имеет силу 15 и период 15 дней. Вы можете нанести это на время, теперь нарисуйте третью линию, которая представляет собой силу луны А плюс силу луны Б. Это фактически ваша таблица приливов. Вы заметите, что у вас есть отливы и приливы, как обычно, но время от времени у вас бывают суперприливы и суперотливы!

Далее все, что вам нужно сделать, это определить максимальную и минимальную высоту прилива и соответствующим образом масштабировать график. Используя эту технику, вы не только получите представление о том, как будут выглядеть приливы, но также сможете вычислить день, когда будут приливы.

В приведенном ниже примере на графике есть две луны (зеленая и красная), чистое влияние этих лун показано синим цветом. Как вы можете видеть, одна луна довольно резко доминирует в приливах (потому что она значительно больше), но влияние красной луны достаточно, чтобы немного исказить приливы. Я издевался над этим с помощью FooPlot :

Ради чистого любопытства я изменил орбитальный период красной луны — теперь вы можете увидеть очень драматические воздействия на линию прилива (синяя). Похоже, что приливы с такой лунной конфигурацией имеют гораздо более продолжительные отливы, которые внезапно обрушиваются.

Чтобы добавить еще немного математики для тех из нас (включая меня), кто давно не изучал тригонометрию. Когда вы возитесь с волнами, есть три значения, которые вы можете настроить: частоту, амплитуду и фазу. Они представляют

• Сколько времени требуется Луне, чтобы совершить оборот вокруг планеты
• Сила (связанная с гравитацией) влияния Луны на прилив
• Синхронизация лун - сдвигает приливы назад и вперед, чтобы вы могли выстроить двойные полные луны и тому подобное.

Вы можете построить это так:

T в данном случае — это время от начала цикла, при его увеличении вы получаете изменение TidalForce. Фаза манипулирует T = 0 и полнолунием (используя FooPlot, по крайней мере, это градусы, поэтому 180 — это половина лунного цикла).

Это означало бы более сложную модуляцию приливов. На Земле мы имеем суперпозицию двух циклов: ровно 12-часовой цикл Солнца и цикл, отклоняющийся от лунного. Лунные приливы преобладают, потому что Солнце, хотя и гораздо более массивное, находится гораздо дальше. Тем не менее, эффекты уже находятся в пределах того же порядка величины.

Результатом этого является характер весенних приливов и приливов. Весенние приливы — это приливы, когда солнечные и лунные приливы совпадают по фазе, поэтому они складываются. Краткосрочные приливы — это когда они прямо противоположны, поэтому солнечный прилив частично нейтрализует лунный прилив.

Теперь, имея несколько лун, вы добавите в смесь дополнительные колебания, которые — при условии, что все луны находятся достаточно далеко, чтобы иметь многодневные циклы — дополнят картину весенних и квадрантных приливов, что сделает эту картину более сложный (в простейшем случае вы получите модуляцию, если высота весеннего/квадратичного прилива создается другими лунами).

Хотя наиболее вероятной орбитой для луны будет экваториальная (или близкая к экваториальной), возможны и другие орбиты (хотя и менее вероятные). Другой крайностью была бы полярная орбита; приливный эффект этого должен был бы иметь точную половину сидериаладневной период (сидериальные сутки — это время одного оборота; солнечные сутки немного отличаются из-за движения планеты по Солнцу). Такая полярная луна будет создавать максимальные дневные приливы над экватором, но не будет ежедневных изменений над полюсом; цикл этого будет временем обращения этой луны. Обратите внимание, что приливы в полярной области, которые равны нулю для луны с экваториальной орбитой, будут иметь цикл обращения с этой луной (конечно, несколько таких лун снова дадут суперпозицию таких циклов, что приведет к полярной весне и квадранту). приливы).

Предполагая, что экваториальная плоскость планеты не слишком сильно наклонена к эклиптике (т. е. у вас есть дни и ночи), вы получите годовую картину того, проходят ли ежедневные («экваториальные») приливы этой полярной - на орбите Луны бывают весенние или квази-приливы из-за вклада солнечных приливов. Конечно, аналогичные соображения справедливы и для приливной суперпозиции с экваториальными спутниками.

Обратите внимание, однако, что земная луна необычайно велика по сравнению с размером Земли; большинство лун намного меньше и поэтому оказывают гораздо меньшее влияние на приливы. Также обратите внимание, что луны не могут иметь произвольные орбиты, потому что, если они подойдут слишком близко друг к другу, они будут слишком сильно мешать орбите друг друга, так что она не будет оставаться стабильной.

Также обратите внимание, что я предположил примерно круговые орбиты; эллиптические орбиты вызвали бы дополнительные эффекты, потому что приливы были бы сильнее, когда Луна была ближе.

Конечно, все эти возможности также будут иметь влияние на фазы луны (и положение луны). В самом деле, предсказывать приливы и отливы можно было бы, просто взглянув на фазы луны. У луны с полярной орбитой были бы особенно интересные лунные фазы, где была бы сезонная смена между нормальными лунными фазами (когда Солнце находится в орбитальной плоскости Луны; время, когда у этой луны будет свой солнечный весенний прилив) и непрерывным полу- луна (когда направление солнца перпендикулярно плоскости орбиты луны, время, когда у этой луны будет свой солнечный прилив).

Приливы довольно предсказуемы даже в случае нескольких тел. Если предположить, что все луны вращаются вокруг планеты за время, превышающее сутки, приливы будут иметь период 1/2 дня (очень похоже на наш 12-часовой цикл приливов на Земле).

Каждое гравитационное тело создает прилив на линии, соединяющей центры двух тел. Выпуклость находится на ближней и дальней стороне. Если вы добавите вторую луну, это снова создаст приливную выпуклость на соответствующей линии, соединяющей центр. Эти два приливных эффекта будут накладываться друг на друга. Таким образом, когда две луны находятся в фазе (обе находятся прямо над головой в одно и то же время ночи), их приливные эффекты будут складываться. Когда луны не совпадают по фазе (одна только выходит за горизонт, а другая находится над головой), эффекты частично исчезают. Сила каждого эффекта зависит от массы и расстояния до Луны. Добавление большего количества лун добавит еще одну суперпозицию.

Конечно, это приближение первого порядка. Формы водоемов, массивов суши, глубины и частоты орбит — все они имеют эффекты более высокого порядка, но в зависимости от вашей цели эти эффекты могут быть незначительными.

Это повлияет на наш прилив, а также на распределение света на Земле.

Что, если бы у Земли было две Луны? Эта статья, кажется, очень похожа на то, о чем вы говорите. Но это говорит о том, что произойдет, если на Землю прибудет другая луна.

Людям придется адаптироваться к вызовам этой Земли с двумя лунами. Более высокие приливы, создаваемые Луной, сделают жизнь на берегу практически невозможной — разница между приливами и отливами будет измеряться тысячами футов.

Комбинированный свет Луны и Луны сделает ночи намного ярче, а их разные периоды обращения будут означать, что на Земле будет меньше полностью темных ночей.

В конце концов Луна и Луна столкнутся; как Луна сейчас, обе луны будут удаляться от Земли. Их возможное столкновение отправит обломки в атмосферу Земли и приведет к еще одному массовому вымиранию.

Таким образом, мы можем сказать, что несколько лун усилит влияние на земные приливы, ничего не нейтрализуя на самом деле.

Исходя из этого, я бы сказал, что если бы рядом с одной планетой было много лун, эффект был бы минимальным, поскольку они привыкли к этому. Единственная дополнительная вещь заключалась бы в том, что, возможно, жизнь на их планете выглядела бы по-другому из-за дополнительного гравитационного притяжения, создаваемого многими лунами.

физические форумы

http://www.thecbg.org/index.php?topic=34731.10;wap2

http://www.madsci.org/posts/archives/1999-02/917414217.Es.r.html

https://answers.yahoo.com/question/index?qid=20110928103836AAVxPY7

Будут ли они компенсировать друг друга, усиливать эффекты, вызывать менее предсказуемые приливы или что-то в этом роде?

Все вышеперечисленное! В зависимости от их относительного положения и расстояния (например, апогея или перигея) и массы они могут либо компенсировать друг друга, либо усиливать эффекты. Расчеты могут быть регулярными и предсказуемыми, но также и более сложными, что приводит к иллюзии менее предсказуемого.

Стоит иметь в виду, что земная луна довольно велика по сравнению с другими в Солнечной системе относительно размера планеты, вокруг которой она вращается.

Затмения? Привыкайте к ним, их будет много. Месяц считать? Эммм.. Что это была за луна? Ночное небо? Каждая луна добавляет яркости. и т.п.

Также проверьте Skyrealms of Jorune :)

Мне нравится идея состязания лунных богов!

Люди могли бы не понять взаимосвязь между лунами и приливами, но могли бы, если бы цикл был очевиден.

На острове в глобальном океане без опоясывающего содержимого, блокирующего прилив и удерживающего воду в отдельных выплескивающихся чашах, это будет работать так, как показано на графиках выше, и, за исключением части, касающейся также работы на задней стороне, будет видно, что луна поднимает приливы, и все они тянут по отдельности.

Теперь на большом массиве суши в форме запятой в южном полушарии коренные народы видят хаотический прилив без очевидной связи. Вода движется по локациям круговоротами, и они качаются приливом, как детские качели качаются ногами. Это не будет работать так хорошо, если прокачка не в чистом ритме. Круговорот может делать сумасшедшие вещи и даже менять направление.

Люди северных морей приходят на юг и имеют представление о приливах и отливах, и с навыками, подобными нашим полинезийцам, они выясняют существование круговоротов. Как разница в явлениях повлияет на их систему убеждений и чему они могут попытаться научить южан?

Добавьте к этому разные звезды и астрологические интерпретации, которые могут внести большой творческий вклад.