Warum driftet der Mond von der Erde weg?

Ich habe einmal im Fernsehen gesehen, dass der Mond langsam von der Erde wegdriftet, etwa einen Zentimeter pro Jahr. Im Verhältnis dazu nimmt der Tag auf Erden auch an Zeit zu. Ich frage mich, warum ist das so?

Antworten (3)

Das sagt es prägnant , wenn es um die Wirkung von Gezeiten geht:

Die Gravitationskopplung zwischen dem Mond und der dem Mond am nächsten gelegenen Gezeitenwölbung wirkt als Drehmoment auf die Erdrotation, wodurch Drehimpuls und kinetische Rotationsenergie aus der Erddrehung abgezogen werden. Der Umlaufbahn des Mondes wird wiederum ein Drehimpuls hinzugefügt, der ihn beschleunigt, wodurch der Mond mit einer längeren Periode in eine höhere Umlaufbahn gehoben wird. Infolgedessen nimmt der Abstand zwischen Erde und Mond zu und die Drehung der Erde verlangsamt sich.

Mit weniger Worten: Es sind die Gezeiten.

Edit: Ich kopiere aus einem Kommentar:

Um das richtige Vorzeichen zu zeigen, muss man zeigen, dass der Bahndrehimpuls des Mondes tatsächlich mit dem Radius zunimmt – trotz abnehmender Geschwindigkeit als Funktion des Radius für a 1 / r Potenzial, m v 2 ∝ m / r sagt v ∝ 1 / r , also der Drehimpuls L = r p = m r v = m r / r ∝ r die mit ansteigt r . – Lubos Motl

Außerdem habe ich diesen besseren Link beim googeln gefunden.

Hallo Anna, nur ein Detail. Um das richtige Vorzeichen zu zeigen, muss man zeigen, dass der Bahndrehimpuls des Mondes tatsächlich mit dem Radius zunimmt – trotz der abnehmenden Geschwindigkeit als Funktion des Radius – was nicht offensichtlich ist, aber nach kurzer Rechnung stimmt.
Für ein 1 / r Potenzial, m v 2 ∼ m / r sagt v ∼ 1 / r , also der Drehimpuls L ∼ r p ∼ m r v ∼ m r / r ∼ r die mit ansteigt r .
Ja ok das ist glaube ich jetzt klar, aber was wenn der Mond wegdriftet, wird die Wirkung der Gezeiten nicht geringer (mit zunehmender Entfernung) und was ergibt sich daraus?
Richtig: Mit der Zeit wird dieser Effekt schwächer. Die Endphase wird die „Gezeitensperre“ sein, in der die Rotationsperiode der Erde dieselbe ist wie die Umlaufzeit des Mondes (ein Tag = ein Mondmonat). An diesem Punkt wird die Gezeitenwölbung auf der Erde immer direkt unter dem Mond sein, und es wird kein Drehmoment geben. Diese Gezeitenblockierung ist bereits für den Mond passiert: Vermutlich drehte sich der Mond an einem Punkt schneller als heute, aber Gezeitendrehmomente auf dem Mond (genau wie die hier betrachteten Gezeitendrehmomente auf der Erde) verlangsamten seine Rotation, bis sie gleich blieb Gesicht zur Erde.
Tatsache ist, dass die Erde nicht an Drehimpuls verliert, weil sie sich schneller dreht. Diese Erklärung widerspricht der Erfahrung.
@Ted, also wird die Situation ähnlich sein wie bei den inneren Planeten des Sonnensystems, die fast synchron mit der Rotation sind
Sebastian: Eigentlich glaube ich nicht, dass irgendwelche Planeten auf diese Weise durch Gezeiten eingeschlossen sind. Merkur ist irgendwie so: er ist in einer lustigen 3-2-Resonanz (3 Umdrehungen entsprechen 2 Umdrehungen oder umgekehrt oder so). Vermutlich ist Merkur durch den gleichen Mechanismus so geworden, aber es ist immer noch irgendwie anders. Die Venus ist nicht gezeitenabhängig. Aber viele, viele Monde im Sonnensystem sind gezeitenabhängig, also ist es ein weit verbreitetes Phänomen im Sonnensystem. (Ich wollte dies in meinem ursprünglichen Kommentar hinzufügen, aber ich stieß auf die Zeichenbeschränkung.)
@Helder: Nein. Die Erde verliert an Drehimpuls und allmählich nimmt die Spinrate ab. Es ist möglich, dass einige Erdbeben die Masse auf der Erde ausreichend neu anordnen, um die Spinrate vorübergehend zu erhöhen, aber der Drehimpuls wird durch solche Ereignisse konserviert.
@Ted. Wenn wir nur die Erde und den Mond hätten und wir genug Zeit hätten, würde das passieren. Aber die Mondumlaufbahn kann nicht zu groß werden, bevor sie anfängt, sich um das Sonnensystem zu wundern, da andere Gravitationseffekte, wie die Sonne und andere Planeten, Erde und Mond trennen würden. Aber die IIRC-Gezeitendissapation skaliert wie die umgekehrte 6. Potenz der Entfernung, so dass die Zeitskala sehr lang wird, es dauert mehr als 4 Milliarden Jahre, um so weit zu kommen, wie sie derzeit ist, und bis sie 10-20% weiter von der Sonne entfernt ist wird seine rote Riesenphase erreichen, und das Spiel wird vorbei sein.
@Omega Centauri: Wie können Sie sagen, dass "die Spinrate abnimmt"? Es ist das Gegenteil! Die Erde dreht sich schneller, da wir die LOD-Variation hier tycho.usno.navy.mil/leapsec.html sehen können , wie in meiner eigenen Antwort erklärt.
@Omega Centauri – Danke für diese Information! Ich bin sicher, Sie haben Recht mit der Zeitskala: Ich habe nicht darüber nachgedacht, aber im Nachhinein scheint es offensichtlich, dass die Zeitskala für die Gezeitensperre länger sein muss als die erwartete Lebensdauer der Sonne. Ich habe keine gute Intuition in Bezug auf Längenskalen - das heißt, es ist für mich nicht sofort offensichtlich, dass der endgültige Orbitalradius so groß ist, dass die Umlaufbahn effektiv ungebunden ist (vergleichbar mit 1 AU, denke ich). Aber es klingt auf jeden Fall plausibel, und obwohl es vermutlich keine harte Rechnung ist, nehme ich Sie einfach beim Wort!

aus Astrometric Solar-System Anomalies von Anderson und Nieto, 2009, Seite 9,
Zunahme der Exzentrizität der Mondumlaufbahn

Während die mittlere Bewegung und die großen Halbachsenraten der Mondumlaufbahn mit physikalischen Modellen für die Dissipation in Erde und Mond übereinstimmen, zeigen LLR-Orbitallösungen durchweg eine anomale säkulare Exzentrizitätsvariation. Nach Berücksichtigung von Gezeiten auf der Erde, die eine Exzentrizitätsänderung von erzeugen 1.3 ∗ 10 − 11 j r − 1 und Gezeiten auf dem Mond, die eine Änderung von bewirken − 0,6 ∗ 10 − 11 j r − 1 , gibt es eine anomale Rate von ( 0,9 ± 0,3 ) ∗ 10 − 11 j r − 1 , was zusätzlichen 3,5 mm entspricht j r − 1 in Perigäums- und Apogäumsentfernung (Williams \& Boggs 2009). Diese anomale Exzentrizitätsrate wird nicht verstanden und stellt ein Problem dar .

Über die anomale säkulare Zunahme der Exzentrizität der Umlaufbahn des Mondes , von L. Iorio, 2011, untersucht mehrere Alternativen, um das Problem zu erklären. Alle von ihnen waren unbezahlbar und kamen zu dem Schluss:

Somit bleibt die Frage offen, eine zufriedenstellende Erklärung für das anomale Verhalten der Exzentrizität des Mondes zu finden.

auch von Iorio-Folien ON THE ANOMALOUS INCRETION OF THE EXCENTRICITY OF THE LUNAR ORBIT: SEARCH FOR POSSIBLE ERKLÄRUNGEN , 2011, versucht er Folgendes anzubieten: EINE TATSÄCHLICHE, empirische ERKLÄRUNG

Nehmen wir an, dass es eine kleine radiale Extrabeschleunigung der Form gibt ...

Dieses Verfahren wird „Datenanpassung“ genannt und ist offensichtlich überhaupt keine ERKLÄRUNG .

Ich habe meine andere Antwort auf die abnehmende LOD-TATSACHE gestützt, und alle anderen Antworten sagen das Gegenteil.
Mit dieser Antwort weise ich darauf hin, dass eine Anomalie vorliegt und die heutige Physik nicht in der Lage ist, diese zu modellieren.

Wieder weise ich auf ein MODELL hin, bei dem die gemeldete Anomalie nicht vorhanden ist, da die Daten mit der Theorie einhergehen (Gl. 35 und 36).

Ich erwarte eine Rezeption dieser Antwort im Einklang mit der Rezeption der anderen Antwort.
Es kann sein, dass einige Zweifel in Ihren Köpfen die Notwendigkeit wecken, „out-of-the-box“ zu lesen und zu versuchen zu sehen, ob die Sonne-Erde-Anomalie (AU-Anstieg) oder die Pioneer-Anomalie durch dieses Modell erklärt werden kann.
Wenn wir die Möglichkeit haben, genauere Maßnahmen zu ergreifen, müssen wir eine Anomalie melden.
Ein Haufen Anomalien ist ein Ruf nach einem neuen Modell.
Ich erwarte, dass eines Tages jemand diese Zeitung lesen wird. Es ist ein kosmologisches Modell, das DM, DE und kosmologische Konstante nicht benötigt, es passt gut zu GR und stimmt mit Daten sowohl auf lokaler Ebene als auch auf kosmologischer Ebene überein.

Der Gezeiteneffekt sollte die Erdrotation verlangsamen und den verlorenen Drehimpuls auf den zurückweichenden Mond übertragen.

Aber die Fakten sprechen dagegen: LOD - Length Of Day nimmt ab .

Der Mond-Erde-Abstand zeigt eine Zunahme von 3,8 cm/Jahr der großen Halbachse von 384.399 km. ([Williams JG et al, 2008]) Es gibt eine Zunahme des Orbitalradius in einem Verhältnis von 2 H 0 wie hier modelliert (Gl. 35 und 36).

Das ist für viele eine Überraschung.

BEARBEITEN hinzufügen (um einige Bedenken auszuräumen, die in den Kommentaren offensichtlich sind)

Aussage 1: Gefestigte Theorie: Jegliche Impulsübertragung wird nur durch die Gravitationsgeschwindigkeit (die übliche leichte 'c'-Geschwindigkeit) verzögert. In einem gravitativ gebundenen System wie dem Mond-Erde kommt es vor, dass der Drehimpuls erhalten bleibt.
Aussage 2: Es ist ein weit verbreiteter Glaube (ein Wunsch ist keine Theorie, Ok?): Die Erde verlangsamt die Rotation aufgrund von Gezeiteneffekten. Das Papier mit den Berechnungen ist ..., bitte?
Aussage 3: Fakten: Wir zeichnen die genauesten direkten Messungen auf, die je gemacht wurden:
- Der Mond geht zurück.
- Die LOD (Länge des Tages) wird immer kürzer, was bedeutet, dass der Drehimpuls der Erde zunimmt!
Eine Wahl ist obligatorisch, weil es einen internen Widerspruch zwischen den Aussagen 1, 2 und 3
gibt. Meine Wahl ist, dass der Gezeiteneffekt von niedriger Ordnung sein muss.
Bleibt die Frage: Warum geht der Mond zurück?

Alle früheren Studien über die Vergangenheit, basierend auf Proxys, sollten ignoriert werden, weil die Widersprüchlichkeit jetzt besteht, und wir müssen eine glaubwürdige Antwort suchen, um die Gegenwart zu erklären.
Diese Studien verdienen ein paar Worte:
Finsternisse – Das Fehlen einer korrekten Zeitmessung in der Vergangenheit und Ungenauigkeiten bei der Aufzeichnung von Zeit und Ort von Finsternissen können diese Studien ruinieren.
Gezeiten - die Gezeitenamplitude kann von mehreren lokalen Faktoren beeinflusst werden, wie z. B. der Konfiguration der Küstenlinie, wie tief der Ozean hier und da ist usw. Heute wie in der Vergangenheit sind die Gezeitenwerte nicht überall auf der Erde einheitlich ist ein dynamisches System. Es reicht nicht aus, einige Werte aneinander zu reihen.

Ich frage mich, warum die Verbreitung des Missverständnisses über die LOD fortbesteht?
(IMO, die unangenehme Antwort darauf liegt außerhalb des Bereichs von PSE und ich werde sie für mich behalten)

LOD - von maia.usno.navy.mil/lplot1.png

Einige Kommentare zu dieser Antwort finden Sie in einem früheren Beitrag, der dieselbe Handlung enthält.
@dmckee: Ich frage mich, warum die Verbreitung von Missverständnissen über die LOD? Tatsache: Der Mond geht zurück. Bewährte Theorie: Der von der Erde verlorene Drehimpuls wird auf den zurückweichenden Mond übertragen. Überraschende Tatsache: Die Erde erhöht den Drehimpuls! Dies steht im Gegensatz zu Established. Zur Erklärung: Warum geht der Mond zurück? (Anstatt abzulehnen, geben Sie eine vernünftige LOGISCHE Erklärung, bitte)
Nicht mein Fachgebiet, aber Wikipedia - Referenzen Williams, George E. (2000). "Geologische Einschränkungen der präkambrischen Geschichte der Erdrotation und der Umlaufbahn des Mondes". Reviews of Geophysics 38 (1): 37–60. Bibcode 2000RvGeo..38...37W. doi:10.1029/1999RG900016 als Beweis für die Änderung von Tag und Monat über die geologische Zeitskala. Etwas über die Schichten in alten Wattflächen.
@dmckee: auch in Ihrem Link: "Die durchschnittliche Rezessionsrate des Mondes betrug zwischen damals und heute 2,17 ± 0,31 cm / Jahr, was etwa der Hälfte der gegenwärtigen Rate entspricht." Woher? Wir wissen der Theorie zufolge, dass diese Rate abnehmen muss. Ich akzeptiere, dass die jüngsten Satellitenmessungen präziser denn je sind. Die Erde beschleunigt sich, und ich akzeptiere es als Tatsache. Da jede Momentübertragung unmittelbar ist, kann niemand die übliche Interpretation logisch aufrechterhalten.
@Helder: Der Artikel verweist auch auf Jean O. Dickey (1995): "Earth Rotation Variations from Hours to Centuries". In: I. Appenzeller (Hrsg.): Höhepunkte der Astronomie. Vol. 10 pp.17..44 , was angeblich die verschiedenen Quellen kurzfristiger Schwankungen erklärt. Ich vermute, dass die meisten davon mit Massenverschiebungen innerhalb der Erde selbst zusammenhängen.
Sie können auch erkennen, dass sich die Länge des Tages über historische Zeitskalen hinweg verändert hat, indem Sie sich alte Sonnenfinsternis-Aufzeichnungen ansehen: cambridge.org/aus/catalogue/catalogue.asp?isbn=9780521461948 . Die Idee ist, dass wir berechnen können, wie lange (in Sekunden) eine Sonnenfinsternis vergangen sein sollte, und dies mit dem Kalenderdatum vergleichen, an dem sie beobachtet wurde. Auch wenn die Änderung der Tageslänge sehr gering ist, summiert sie sich über ein paar tausend Jahre zu mehreren Tagen. Diese Methode bestätigt das Standardbild einer sich verlangsamenden Rotationsgeschwindigkeit.
@all: Ich habe meine Antwort bearbeitet, um auf Ihre Kommentare einzugehen.
Die Rate der Gezeitendissapation, die die Rezessionsrate steuert, wird stark von feinen topografischen Details bestimmt. Irgendwo habe ich gelesen, dass die meisten der aktuellen Gezeitenverluste in der Irischen See stattfinden. So können kleine Änderungen in der Form, einschließlich der Tiefe, der Ozeane einen großen Einfluss auf die Rate haben. Änderungen in der Massenverteilung auf dem Planeten, einschließlich solcher Dinge wie Erdbeben, Vulkanausbrüche, Gletscherschmelzen und Änderungen der Meeresströmungen, können das Trägheitsmoment des Planeten verändern.
Was ist mit der Wirkung von Sonnengezeiten auf der Erde? Sie machen etwa 50% der Mondfluten aus. Ist es denkbar, dass ein gewisser Anstieg von der Erde kommt, die ein Drehmoment von der Sonne erhält?
@anna: 30% (und nicht 50%) wie aus Mythen über Schwerkraft und Gezeiten Seite 1: "aber nicht so hoch, da die Sonne nur etwa 30% zum Gezeiteneffekt beiträgt."
@Omega: Der Wert der Gezeiten an jedem Ort hängt von vielen Details ab, siehe [Looking_for_algorithm in der Diskussionsseite von WP] ( en.wikipedia.org/wiki/… ), suchen Sie auch nach "Real Tides" in Myths about Schwerkraft und Gezeiten
Nun, Wikipedia hat es bei 46%, aber vielleicht sind sie ausgeschaltet, obwohl auf Seite 4 Ihrer Referenz dasselbe steht, "dass der solare Gezeitenzug nur 178/390 = 0,46 des lunaren Gezeitenzugs beträgt".
@anna: Die Häufigkeit der Mondfluten ist +- doppelt so hoch wie die der Sonnenfluten und der Solar-Nettoeffekt muss unter 46% liegen. "Darüber hinaus und noch wichtiger ist, dass nicht die Größe des Gravitationszugs an sich für einen Gezeitenmechanismus verantwortlich ist, sondern ein subtiler Unterschied im Gravitationszug auf Wasser an verschiedenen Stellen eines Beckens." „Wir sehen, dass die Anziehungskraft der Sonne pro Masseneinheit etwa 178-mal stärker ist als die Anziehungskraft des Mondes, kaum ein überraschendes Ergebnis, da die Erde die Sonne umkreist, nicht den Mond.“
@Ted Bunn: Ich kann es mir nicht leisten, dieses Buch über Sonnenfinsternisse zu bezahlen, aber vor einigen Jahren habe ich im Internet eine Arbeit zu diesem Thema gefunden. Trotzdem müssen die erwähnten Gleichungen 35 und 36 auf das System Erde-Sonne angewendet und die Erde näher an die Sonne bewegt werden. Die Eclipse-Aufzeichnungen müssen unter seinem Licht erneut analysiert werden.
hier zu finden: Williams, George E. (2000). „Geologische Beschränkungen der präkambrischen Geschichte der Erdrotation und der Umlaufbahn des Mondes muss ich untersuchen, weil 400 Tage/Jahr iznogud, dh die kürzlich gemeldete Zunahme der AU, eine solche Zahl nicht zulässt.
Warum driftet der Mond von der Erde weg?
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