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为什么潮汐锁定,如果锁定了人类的命运会怎样

来源:整理 时间:2022-06-01 12:09:41 编辑:科技知识 手机版

对于潮汐锁定现象,大部分卫星被行星引力锁定,而行星很少被恒星引力锁定。为什么?潮汐锁定中的情况不仅限于被行星锁定的卫星和被恒星锁定的行星。行星也可能被卫星锁定,恒星被另一颗恒星锁定。潮汐锁定现象是如何产生的?行星更难被恒星潮汐锁定。

地球为什么没有被太阳潮汐锁定?如果锁定了人类的命运会怎样

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潮汐锁定的为什么绝大部分是卫星,而很少有行星?

我们都知道,月球永远只以一面朝向地球,这是因为月球已经被地球的引力潮汐锁定了。对于潮汐锁定这一现象,大部分都是卫星被行星的引力所锁定,而行星很少被恒星的引力所锁定,这为什么呢?最重要的原因是距离。潮汐锁定的动力来自于潮汐力,其影响因素是两个天体的质量之比和天体之间的距离。卫星与行星的质量之比和行星与恒星的质量之比相差不多,基本处于一个数量级,但两者之间的距离却差了好几个数量级。

地球与月球的距离为38万千米,而地球与太阳的距离却有1.5亿千米,差了大约400倍。不仅如此,距离对潮汐锁定的影响是大于质量比的,随着距离的增加,潮汐力是呈三次方衰减的,也就是说,距离增大到两倍,潮汐力就只有原来的八分之一了。所以行星是比较难以被恒星潮汐锁定的。不过,潮汐锁定的情况可不仅仅只限于卫星被行星锁定以及行星被恒星锁定,行星也有可能被卫星锁定,恒星也会被另一颗恒星锁定。

冥王星和它的卫星卡戎就是一对怪胎,不仅卡戎被冥王星锁定,冥王星同时也被卡戎锁定。这是因为它们的质量相差不大,而潮汐力的作用使相互的,冥王星对卡戎存在潮汐力,卡戎也会对冥王星反作用一个潮汐力,最终导致它们都被对方锁定。对于两颗恒星,如果它们的质量相差不大,也会像冥王星和卡戎一样互相锁定,如果质量相差很大,小质量恒星就会像行星一样被锁定。

地球会被太阳潮汐锁定吗?

潮汐锁定现象在天体中普遍存在,太阳系中就有不少的例子,例如,月球已经被地球潮汐锁定,月球的自转和公转周期已经同步而冥王星和卡戎则更极端,它们互相潮汐锁定,它们的自转周期与彼此绕行对方的公转周期都达到同步。那么,潮汐锁定现象是如何产生的呢?这里以地球和月球系统为例稍作说明。引力的大小与距离有关,月球不同部位与地心的距离是不一样的,所以所受的地心引力也是有区别的,由此就会产生潮汐力。

月球会出现很大的应变,朝向和背向月球的那两侧会形成潮汐隆起。在月球自转的过程中,地球引力就会把月球潮汐隆起部分往反方向拉拽,结果导致月球的自转速度逐渐变慢,自转周期逐渐延长,直至最终与公转周期完全相同,产生潮汐锁定的现象。潮汐锁定与潮汐力作用有关,而潮汐力与天体的质量成正比,与天体之间的距离立方成反比。

由于地球质量远大于月球,所以月球先被地球潮汐锁定。而在月球潮汐力的作用下,地球的自转速度也在逐渐变慢,自转周期从四十多亿年前的4小时逐渐增加至今天的24小时。虽然太阳的质量比月球大了不少,但太阳与地球的距离远大于月球与地球的距离,所以月球对地球施加的潮汐力其实要比太阳施加的更大,地球会先被月球潮汐锁定。

几十亿或几百亿年后,地球自转周期、月球自转周期和绕地球公转周期将变成47天,地球和月球就像冥王星和卡戎一样相互潮汐锁定。然而,大约75亿年后,在地球和月球的潮汐相互锁定之前,太阳已经演化成一颗红巨星。如果地球没有被太阳吞噬,那么地球和靠近太阳的火星都会发生潮汐锁定,地球的一边会一直被太阳照亮,而另一边会一直处于黑暗中。

文章TAG:为什么潮汐锁定锁定潮汐命运人类

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