Woher haben wir es, dass der Mond von der Erde wegwandert?

Dieses Argument besteht meines Erachtens aus mindestens vier Teilen: Das erste ist das theoretische Argument, das alles zusammenhält, und der Rest sind Beobachtungsbeweise dafür, dass die Umlaufbahn des Mondes an Größe zunimmt.

1. Das zugrunde liegende theoretische Argument. Dies ist natürlich die Idee, dass die Gezeitenbremsung dazu führt, dass sich die Erde in ihrer Rotation verlangsamt und der Mond sich in seiner Umlaufbahn weiter nach außen bewegt . (Einst führte dies auch dazu, dass der Mond seine Rotation verlangsamte, bis er mit seiner Rotationsperiode = seiner Umlaufperiode gezeitengesperrt wurde.) Dies sagt zwei Dinge voraus: Der Mond sollte sich im Laufe der Zeit allmählich weiter von der Erde entfernen; und 2) Die Erde sollte sich im Laufe der Zeit in ihrer Rotation verlangsamen (Tage werden länger).

Dafür gibt es mindestens drei Belege.

1. Die zunehmende Entfernung des Mondes, abgeleitet von der Mondlaserentfernung. Der entscheidende Punkt hier ist, dass die durchschnittliche Entfernung zunimmt. Da die Umlaufbahn des Mondes elliptisch ist, variiert die Entfernung im Laufe einer Mondumlaufbahn, und es gibt zusätzliche Variationen, die durch den Gravitationseinfluss der Sonne, anderer Planeten, die nicht perfekt kugelförmigen Formen von Erde und Mond usw. eingeführt werden. Dies bedeutet, dass Sie, wenn Sie die Entfernung des Mondes im Laufe der Zeit verfolgen, sehen werden, wie er zunimmt und abnimmt, aber Sie werden auch sehen, dass die durchschnittliche Entfernung allmählich größer wird. (Und das wurde mit den Laser-Ranging-Experimenten gemessen; z. B. dieser Artikel von Dickey et al.die herausfanden, dass die große Halbachse der Umlaufbahn des Mondes um etwa 3,8 cm/Jahr zunahm.)

2. Die Verlangsamung der Erdrotation. Wie es die Grundlagenphysik verlangt, muss, wenn der Mond in seiner Umlaufbahn weiter nach außen kommt und somit an Drehimpuls gewinnt, ein kompensierender Drehimpulsverlust stattfinden, und dies geschieht durch eine allmählich langsamere Drehung der Erde. Dies wurde auf mindestens zwei Arten gemessen:

A. Zeitpunkt historischer Mond- und Sonnenfinsternisse. Es gibt chinesische Aufzeichnungen über Sonnenfinsternisse, die bis etwa 400 v. Chr. zurückreichen, und babylonische Aufzeichnungen, die bis fast 800 v. Chr. zurückreichen, sowie neuere griechische, arabische und europäische Aufzeichnungen. Diese können verwendet werden, um Änderungen in der Länge des Tages auf zwei Arten abzuschätzen. Erstens enthalten einige Aufzeichnungen eine ungefähre Tageszeit, sodass wir unsere Berechnungen rückwärts durchführen und berechnen können, wann eine Sonnenfinsternis, die beispielsweise in Babylon im Jahr 200 v. Chr. Sichtbar war, stattgefunden haben sollte. Und selbst wenn wir nur den Tag (und den Ort) einer Sonnenfinsternis kennen, können wir vorhersagen, wo sie hätte sichtbar sein sollen. Wie in diesem Artikel erläutert, der eine Studie von Stephenson et al.: „Das älteste Ereignis im Katalog, eine totale Sonnenfinsternis, die 720 v ein Viertel der Welt entfernt gesehen wurden, irgendwo im westlichen Atlantik. Die Diskrepanz bedeutet, dass sich die Erdrotation seit dem 8. Jahrhundert v. Chr. allmählich verlangsamt hat.

B. Geologische und paläontologische Messungen der Tageslänge. * Es stellt sich heraus, dass es einige geologische Aufzeichnungen gibt, die verwendet werden können, um die Anzahl der Tage in einem Mondzyklus oder die Anzahl der Tage in einem Jahr abzuleiten, Millionen oder Hunderte von Millionen Jahren in der Vergangenheit.

Ein Weg führt über die Analyse von „Tidal Rhythmites “, die Wechseleffekte von Meeresgezeiten aufzeichnen. Da Gezeiten aufgrund der Erdrotation Zyklen von zweimal pro Tag (Ebbe und Flut) und zweimal pro Mondumlauf ( Spring- und Nipptide ) haben, können Sie die Kombination verwenden, um zu berechnen, wie viele Tage es in einer Mondumlaufbahn gab. Es kann auch jährliche Schwankungen geben, anhand derer Sie herausfinden können, an wie vielen Tagen eines Jahres die Gezeitenrhythmen entstanden sind.

Eine andere Möglichkeit ist die Untersuchung bestimmter Fossilien, bei denen das Wachstum eines Teils des Organismus sowohl in täglichen als auch in jährlichen Schwankungen aufgezeichnet wird: Beispielsweise kann das Wachstum einer Muschel im Laufe eines Tages, aber auch im Laufe eines Jahres variieren (z. B. mehr Wachstum im Sommer, weniger im Winter). Wenn Sie dies zusammensetzen, können Sie herausfinden, wie viele Tage in einem Jahr der Organismus lebte. Ein faszinierendes aktuelles Beispiel ist diese sorgfältige Untersuchung eines 70 Millionen Jahre alten Fossils eines Rudisten (einer ausgestorbenen Weichtierart), die zeigt, dass ein Jahr damals 372 Tage hatte, sodass jeder Tag 23,5 Stunden lang war statt 24 Stunden.

Die Umlaufbahn eines astronomischen Körpers um einen anderen astronomischen Körper ist eine Ellipse, wobei sich die Primärbahn in einem der beiden Brennpunkte der Ellipse befindet. Somit nähert sich der umlaufende Körper dem Primärkörper, bis er seinen engsten Punkt erreicht, und entfernt sich dann weiter vom Primärkörper, bis er seinen entferntesten Punkt erreicht, und kommt dann wieder näher.

Wenn ein astronomischer Körper einen anderen astronomischen Körper umkreist, gewinnt er an Geschwindigkeit, wenn er sich seinem Primärkörper nähert, aber wenn er an Geschwindigkeit gewinnt, entfernt er sich weiter von seinem Primärkörper, und wenn er sich weiter von seinem Primärkörper entfernt, verliert er an Geschwindigkeit, bis er an Geschwindigkeit verliert bewirkt, dass es sich in einem ewigen Kreislauf dem Primären nähert.

Laut Wikipedia beträgt das Perigäum des Mondes, seine engste Entfernung zur Erde, etwa 362.600 Kilometer, variiert jedoch zwischen 356.400 und 370.400 Kilometern, wenn die Umlaufbahn des Mondes langsam elliptischer und dann weniger elliptisch wird.

Laut Wikipedia beträgt der Apogäum des Mondes, seine weiteste Entfernung von der Erde, etwa 405.400 Kilometer, variiert jedoch zwischen 404.000 und 406.700 Kilometern, wenn die Umlaufbahn des Mondes langsam elliptischer und dann weniger elliptisch wird.

Das bedeutet also, dass das Apogäum des Mondes etwa 42.800 Kilometer weiter von der Erde entfernt ist als das Perigäum des Mondes. Da die Umlaufbahn des Mondes langsam mehr oder weniger elliptisch wird, variiert der Unterschied zwischen Apogäum und Perigäum zwischen 34.000 und 50.300 Kilometern.

Währenddessen führen die Gezeitenwechselwirkungen zwischen Erde und Mond dazu, dass die Erdrotation langsam langsamer wird, sodass die Länge eines Erdtages länger wird und sich der Mond langsam weiter von der Erde entfernt.

Wie langsam entfernt sich der Mond allmählich von der Erde?

Messungen von Laserreflektoren, die während der Apollo-Missionen (Mondentfernungsexperimente) zurückgelassen wurden, haben ergeben, dass die Entfernung des Mondes um 38 mm (1,5 Zoll) pro Jahr zunimmt (ungefähr die Geschwindigkeit, mit der menschliche Fingernägel wachsen).

Wikipedia: Moon#Tidal-Effekte

Bei dieser Rate sollte es also etwa 26.315,789 Jahre dauern, bis sich die durchschnittliche Entfernung des Mondes um 1 Kilometer von der Erde entfernt, und etwa 42.240 Jahre, bis sich die durchschnittliche Entfernung des Mondes von der Erde 1 Meile weiter von der Erde entfernt.

Und in einem einzigen Monat variiert die Entfernung des Mondes von der Erde um etwa 42.800 Kilometer oder 26.594.687 Meilen.

Die sehr langsame und allmähliche konstante Bewegung des durchschnittlichen Abstands zwischen Erde und Mond von der Erde weg ist also real, aber viel kleiner als die monatliche Bewegung des Mondes auf die Erde zu und dann von der Erde weg während einer einzigen Umlaufbahn die Erde.