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Lv 4
HPC 發問時間: 科學天文與太空 · 1 0 年前

為什麼月球離地球越來越遠 是因為海水的關係?

我看到一篇科學人雜誌的一段文章

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月球的實際軌道平均距離地球約38萬3990公里,不過每年會向外移約4公分。為什麼呢?這是海水的潮汐現象所造成。月球的重力再加上地球與月球繞共同的質心轉動,造成海水呈橢圓形,同時間會有兩個滿潮,一個在地球的向月面,另一個則在地球的背月面。與月球的公轉速度比起來,地球的自轉可說是非常快速,所以在向月面,地球會把滿潮的海水拉扯得稍快一些。水對月球的引力會把能量傳遞給月球,不斷把月球軌道一點一點的向外推。

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請問為什麼水要如何把能量傳遞給月球

甚至把不斷把月球軌道向外推呢?

這是為什麼?

8 個解答

評分
  • 愛因斯坦結合時間和空間,提出『四維時空』的概念,但他相信宇宙穩定不變,在數學式中加入『宇宙常數』來抵銷萬有引力作用,希望能讓宇宙維持穩態,後來哈伯發現:『宇宙正在均勻膨脹』修正了愛因斯坦的理論。有興趣的朋友可請教台大物理系與天文物理研究所孫教授;教授今年在聯合報曾發表一篇文章『白象與男孩』提到這件事。

  • 因為月球每天都有星體、隕石落下;又沒大氣層阻擋、磨擦,因此愈來愈重,離心力大於向心力,所以每年以3.8公分的差距離開地球。

    2009-04-27 18:39:49 補充:

    潮汐作用使地球自轉的速度變慢,

    速度慢─使地磁的強度減弱,

    向心力變小,

    離心力漸大,

    所以月球漸漸離開地球。

    2009-05-04 09:52:26 補充:

    意見005:

    萬有引力是萬有引力、地球磁場是地球磁場、大家都知道萬有引力,所以我就省掉萬有引力。並不是所有星球都有像地球這樣的磁場,地球因為有鐵質的核心,因此有強大的引力;萬有引力不會減弱,倘若地磁不能引響月球,那就不能解釋月球何以會逐漸離開地球了。

    意見008:

    若人造衛星點燃煞車火箭,讓公轉速度等於零,就會掉進大氣層;若小行星直衝地球、正面撞擊,體積夠大的,就會造成1911年,西伯利亞通古斯─數百平方公里的森林,如氫彈爆炸般的燬損;以上兩例可說明在沒有離心力的情況會發生甚麼事。

    火星表面乾燥,沒有潮汐。

    2009-05-04 19:56:02 補充:

    火衛一福伯斯和火衛二戴莫斯,都是非常、非常小的衛星,沒有多大的引力,火星本身的引力也不強,所以兩衛星能以距主星表面兩、三萬公里的低空運行,要是在地球上空,這樣的高度,天然星體是絕不可能運行至今的,分別為25公里寬及15公里寬的兩衛星,不會造成甚麼潮汐作用,火星現今既無板塊運動、也無火山爆發,連地震也無!

    2009-05-05 09:46:44 補充:

    這會不會是離題太遠─題目是:『為什麼月球離地球越來越遠,是因為海水關係?』火星現在並無海水,也無潮汐,火星的衛星形狀不規則,很像是小行星,極可能是運行到火星附近的小行星,被火星的引力捕獲,成為火星的衛星,不是潮汐作用拉近滴。火衛的來由跟月球不同,月球因太陽系第三行星在太陽系剛行成的時候,被另一顆大小相等的星體撞擊,結合成地球,飛出去的一塊熔岩形成月球。倘若月球一開始就離開地球,跟海水無關,這也不無道理,然撞擊分離,必有極高的脫離速度,何以又能減速,實令人費解。

    2009-05-05 11:45:21 補充:

    環繞行星的衛星(如月球)離行星(如地球)較近的半球,它與行星間的重力較大,而較遠的半球與行星間的重力較小,因此行星就有把較近的的半球從另一半拉離的力量,這就是『潮汐力』當拉裂的潮汐力大於衛星本身結合的重力,使得星體裂成碎片,形成環狀結構,例如:土星、木星都有環。『潮汐力』可解釋月球、福伯斯、戴莫斯為何永遠以一面朝向主星的原因,以及土星、木星為何有環的原因,但與衛星遠離或靠近主星無關,因為一半拉近、另一半扯遠,結果還是不進不退,除非有另一顆大小、質量,與衛星相當的星體撞擊了衛星,就像打撞球那樣,破壞了原本的平衡,使衛星離開或接近主星。

    2009-05-05 11:45:30 補充:

    地球體積是月球的49‧09倍,質量是81‧29倍,其他行星比其衛星大上千倍、萬倍,在比例上來說,月球是特大的衛星,在高速脫離地球30多萬公里後,單憑萬有引力不足以抓住月球,而是萬有引力加上太初時期強大的地球磁場(地球是超強力的磁鐵),才能合理解釋地球能抓的住月球的原因,火星從前有全球性的磁場、現在沒有,這表示現在火星的引力已弱化,因兩顆火衛距離太近,一時也不會離開或墜落。

    2009-05-05 12:01:46 補充:

    我的意見是:海水不能將月球推離地球,潮汐力不會推開或拉近月球。

    在萬有引力不變的前提之下,最合理的解釋是─地球磁場的減弱,使得月球瓢離地球。磁場減弱的原因:跟地球自轉速度變慢、板塊運動、火山活動、地殼變動、大陸漂移、地心溫度下降,‧‧‧有關。

    2009-05-06 10:41:21 補充:

    磁鐵的引力當然不敵地心引力,大家都知道滴,

    地球磁場有如超強磁鐵這只是比方,

    當然不能等同磁鐵,

    人類從來沒有探測過地心,

    裡面是怎樣的情形只能判斷、臆測,

    對於地球和月球的內部,我們還有許多未知,

    所以才有很多探討的空間,

    否則的話看科學報導就可以了,

    又何必討論呢,

    從前科學家家對於大陸漂移的說法嗤之以鼻,

    現在都知道這是真的,

    作為一顆地球衛星,

    月球的身材比例實在太巨大,

    與其他行星及其衛星的大小、比例差距非常、非常大,

    因此提出較合理的解釋,

    同意或不同意都無妨─留待以後的科學家證實即可。

    2009-05-06 10:52:24 補充:

    現在討論的內容離發問者設定的議題好像越來越遠了,

    最好是另闢專題討論為宜,

    希望能有科學家參與,

    否則科學問題變成像神學那樣,

    就弄不清楚了。

    2009-05-07 12:56:58 補充:

    地球上的水並不能將能量傳遞給月球,

    地球上的水也不能不斷把月球軌道向外推,

    因為兩個星球相隔38萬3990公里之遠,

    沒有介質水無法傳遞能量,

    月球之所以會離地球越來越遠是另有原因的:

    我們參考木星及其衛星互動的狀況─發現也有衛星離主星越來越遠的情形,

    木星最大的4顆衛星早在1610年就被伽利略所發現─稱為『伽利略衛星』,

    這4顆伽利略衛星產生的引潮力(潮汐力)─使得木星的自轉逐漸減緩、同時這些衛星也逐漸遠離木星;

    月球對地球的引潮力(潮汐力)有使地球自轉減緩的現象,

    地球自轉減緩與月球逐漸遠離地球─這兩件事應該是有關聯的,

    希望有興趣的朋友們能熱烈參與探討。

    (請參閱意見001至023之間,本人所提到的看法,此處就不重複了。)

    2009-05-08 09:46:43 補充:

    根據角動量守衡定理:

    當地球的自轉速度減(少)緩了,

    m(月球的公轉速度)或r(月球與地球間的距離)必需增加,

    但m不可能增加故r增加,

    月球逐漸遠離地球。

    (地球自轉變慢的原因除了月對地的引潮力以外,

    全球暖化─氣溫上升、大氣層膨脹,

    以及地質活動,

    海水摩擦海底,

    都是可能的影響因素。)

    2009-05-09 10:26:03 補充:

    歸納月球逐漸遠離地球的流程如下:

    46億年來太空星體、隕石不斷的加入月球→

    月球的質量、重量持續的增加→

    月球對地球的引潮力增加→

    月之引潮力+地球本身之因素→

    地球的自轉變慢(創世時,可能一天只有16小時)→

    月球與地球間的距離增加→

    月球漸離地球§

    2009-05-10 08:54:10 補充:

    果然有高手加入回答,真是太精彩啦!

    ────────────────

    月球在太陽系中算是一顆體型很大的衛星,

    距離體型不大的主星又是這樣遙遠,

    必然會受到其他星球引力的影響,

    當月球距離地球150萬公里的時候,

    月球對地球的引潮力將變得十分微弱,

    地球的自轉速度不再減緩,

    木星的引力對月球加強作用,

    月球的自轉、公轉潮汐鎖定現象就會解除,

    月球的公轉將會比自轉慢,

    最後脫離地球的引力範圍,

    成為木星家族的一員。(木星的引力非常強大,所有的64顆木衛都在木星的磁帶上,4顆伽利略衛星本身有磁場、大氣層,木星再大一點就成了恆星。)

    2009-05-10 09:27:03 補充:

    月球受到太陽引力的作用,也有可能成為一顆小行星。

    星際的引力,也是月球逐漸離開地球的諸多原因之一。

    2009-05-12 19:41:37 補充:

    為什麼專家都是自認全對,

    別人就是全不對,

    沒有肯定別人觀點的雅量呢?

    令人頗覺遺憾。

    像我就樂意肯定別人,

    所以我就不是專家。

    2009-05-12 19:44:55 補充:

    部分觀點對,

    部分觀點不對,

    這樣才有討論的餘地,

    否則就只有一言堂了。

    2009-05-13 17:52:40 補充:

    既談科學、立論就該精確,

    精確就是對、不精確就是不對,

    不能說這個(海水)就是那個(角動量守衡),

    差之毫釐、失之千里,

    在科學界沒有人百分之百的正確,

    後面的人修正前面的人的說法,

    科學才會越來越進步。

    2009-05-14 17:14:22 補充:

    沒有指名一定要誰回答問題呀,

    這是一個開放的園地,

    有興趣的人─都可以上來發表意見,或

    解答問題的;

    若沒有時間,或認為命題水準不夠,

    不願意回答─也沒關係。

    另外,順便一提:我不會寫火星文。

    2009-05-14 21:59:30 補充:

    自己觀察實驗最可靠,

    但別人不一定會相信。

    2009-05-15 18:19:14 補充:

    報紙引用的時候可能漏掉了附註罷。

    2009-05-16 08:37:47 補充:

    岩石在光線與陰影的巧合之下、造成人臉的形象,

    這張照片被人渲染運用應該預期的到的,

    美太空總署可以公布其他照片、不要公布這張,

    既然不是驚人發現、何必公布了又加上附註,

    徒增想像空間;

    羅斯威爾幽浮墜毀傳聞、本屬子虛,

    也喧嚷了50年,

    老美的行事、實在教人不懂;

    像登月順利的登陸幾次之後,

    嘎然而止,

    停了幾十年到現在沒動,

    實在搞不懂ㄚ。

    2009-05-21 08:19:27 補充:

    然則幾十年來美國連發射環繞月球的無人太空船都無,

    探月總比探火星便宜,

    不打阿富汗、伊拉克就有錢研究月球,

    尖端太空科技又可轉移到醫療及日常生活,

    改善人類的生活及福祉,

    探月比打仗省錢多了。

    2009-05-22 06:35:30 補充:

    月球蘊藏大量的氦-3,若研發開採運回使用,可作為未來石油枯竭後的新能源,投資報酬率應合乎成本效益。

    2009-07-15 18:18:03 補充:

    7月16日適逢美國登月40周年,

    NASA將在網路上公布登月實況,

    讓質疑登月真實性的人,

    無話可說。

    2009-07-16 15:52:11 補充:

    今天是人類登月40周年。

    2009-07-18 12:20:23 補充:

    1969年美國登月成功後,

    前蘇聯放棄登月,

    人類蹉跎40年;

    才有日本、中共、印度的探月計畫,

    美國又將重新登月。

    可見:有競爭才會進步,

    太空競賽比打仗有意義。

    參考資料: 綜合知識+各家議論以及自己的看法, 角動量守衡定理, 綜合歸納已知資料+自己的意見看法, 資料演繹+自己的看法, 自己的推論
  • 阿凱
    Lv 4
    1 0 年前

    愛因斯坦都沒有辦法全對,

    相對論還有修正版哩。

    2009-05-14 18:04:10 補充:

    知識+裡面的最佳解答未必就是正確無訛,

    例如:有間廟地震倒了10年,到現在還沒重建,仍然廢墟一片,

    那個最佳解答還說風景優美呢!

    NASA講的也未必全對,

    多年前無人探測器飛越火星的時候,

    宣佈飛越一個火星城市的上方,

    又說火星有猴面石和金字塔,

    後來才知道是誤認!

    科學界講錯是常有的事,

    所謂『真正的問題』就由各人自行認定吧,

    想答就答,

    一切隨緣。

    2009-05-14 21:36:17 補充:

    正確與否如何認定,

    客觀的標準在哪裡?

    2009-05-14 22:23:06 補充:

    是NASA發布的,報紙上新聞有刊登,

    後來雖更正,

    但八卦雜誌卻以訛傳訛。

    廟的事讓我感觸良深:

    我就住在廟的附近,

    沒有重建我當然知道,

    並提供廟的電話可以查證,

    但發問者和回答者都不理,

    投票者也不相信─沒人查證,

    有啥辦法!

    2009-06-12 09:54:09 補充:

    日本輝夜探月衛星昨天經地面遙控撞向月球完成階段任務.

    美國本月將繼阿菠羅計畫後再射探月衛星.

    2009-06-12 10:28:47 補充:

    南韓也有探月計畫.

    真希望台灣也有探月計畫.

    2009-06-12 10:30:26 補充:

    不但有計畫還要實行.

    2009-06-20 23:33:54 補充:

    美國今已發射探月飛船了。

    2009-07-17 21:01:54 補充:

    2020年美國將重登月球。

    2009-07-17 21:04:55 補充:

    7月22日,500年來歷時最長(6分鐘)的日全蝕即將登場,長江流域都能觀測到。

  • 1 0 年前

    除了最佳解答的答案..

    第一位意見所講的 宇宙膨脹..

    還有 G值減少..

    都曾經是候選答案之一..但是沒有充分證據來證明...

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  • 1 0 年前

    關地磁什麼事了?

    沒地磁難道月球會飛走?

    把把萬有引力與地磁扯一起,兩者一點關係也沒有.

    月球沒有地磁,但是一樣有萬有引力.

  • ?
    Lv 7
    1 0 年前

    月球與地球距離

    當年美國太空人登陸月球時曾在月球表面放置了一面鏡片,由於月球是永遠以同一面朝向地球的,那面鏡片也亦永遠面向地球了。科學家從地球向月球上的鏡片發射雷射光束,再紀錄光束反射回來所需的時間,輕易便能準確計算出地球和月球間的距離。這個測距方法精度極高,地月之間遠達384,000千米的距離,誤差僅有3厘米。全靠這麼高的精度,我們才發現月球正以約每年3厘米的速度遠離地球。[1]。 一個說法是,太陽與地球的距離是地球與月球的395倍遠,而太陽的直徑也「正好」是月球的395倍,因此從地球上看太陽與月球幾乎是一樣大。注意。此說法並沒有考慮某時刻地月日的相對位置,不宜引用於嚴謹的科學討論中。

    [編輯] 正面與背面

    月球是一顆同轉衛星,月球的正面永遠向著地球。另一方面,除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而間中可見之外,月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒有太空探測器的年代,月球的背面一直是個未知的世界。

    月球背面的一大特色是它幾乎沒有月海這種較暗的月面特徵。而當探測器運行至月球背面時,它將無法與地球直接通訊。

    圖片參考:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thum...

    圖片參考:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thum...

    正面(地球上可見)

    背面(地球上不可見)

    [編輯] 軌道

    月球約一個農曆月繞地球運行一周,而每小時相對背景星空移動半度,即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同,月球的軌道平面較接近黃道面,而不是在地球的赤道面附近。

    相對於背景星空,月球圍繞地球運行(公轉)一周所需時間稱為一個恆星月;而新月與下一個新月(或兩個相同月相之間)所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恆星月長是因為地球在月球運行期間,本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。

    因為月球的自轉週期和它的公轉週期是完全一樣的,我們只能看見月球永遠用同一面向著地球。自月球形成早期,月球便一直受到一個力矩的影響引致自轉速度減慢,這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此,部分地球自轉的角動量轉變為月球繞地公轉的角動量,其結果是月球以每年約38毫米的速度遠離地球。同時地球的自轉越來越慢,一天的長度每年變長15微秒。

    月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一。

    [編輯] 公轉軌道

    月球和地球是一對伴侶,組成地月系,共同圍繞著公共質心運轉不息,地月系質心離地心約4,671公里,因此,環繞質心與環繞地心的橢圓軌道相差不大。月球在環繞地球作橢圓運動的同時,也伴隨地球圍繞太陽公轉,每年一周。月球不但處於地球引力作用下,同時也受到來自太陽引力的影響,所以具有十分複雜的軌道運動。其中主要的軌道變化有:偏心率變化、軌道傾角變化、拱線運動、交點西退、中心差。

    [編輯] 偏心率變化

    月球軌道偏心率變化在1/15到1/23的範圍內,偏心率的平均值為0.0549,接近1/18。

    嚴格來說,地球與月球圍繞共同質心運轉,共同質心距地心4'671千米(即地球半徑的2/3處)。由於共同質心在地球表面以下,地球圍繞共同質心的運動好像是在「晃動」一般。從地球北極上空觀看,地球和月球均以逆時針方向自轉;而且月球也是以逆時針繞地運行;甚至地球也是以逆時針繞日公轉的。

    很多人不明白為甚麼月球軌道傾角和月球自轉軸傾角的數值會有這麼大的變化。其實,軌道傾角是相對於中心天體(即地球)而言的,而自轉軸傾角則相對於衛星(即月球)本身的軌道面。這個定義習慣很適合一般情況(例如人造衛星的軌道)而且數值是相當固定的,但月球卻非如此。

    [編輯] 拱線運動

    月球圍繞地球的橢圓軌道,在它自己的平面上也不是固定的,其橢圓的拱線(近地點和遠地點的連線)沿月球公轉方向向前移動,每8.85年移動一周。中國早在漢代,賈逵就提出月球視運動的最疾點每九年運動一周,這實際上正是拱線運動的結果。

    [編輯] 軌道傾角變化

    月球軌道(白道)對地球軌道(黃道)的傾角變化在457~519之間,平均值為509。

    月球的軌道平面(白道面)與黃道面(地球的公轉軌道平面)保持著5.145 396的夾角,而月球自轉軸則與黃道面的法線成1.5424的夾角。因為地球並非完美球形,而是在赤道較為隆起,因此白道面在不斷進動(即與黃道的交點在順時針轉動),每6793.5天(18.5966年)完成一周。期間,白道面相對於地球赤道面(地球赤道面以23.45傾斜於黃道面)的夾角會由28.60(即23.45+ 5.15)至18.30(即23.45- 5.15)之間變化。同樣地,月球自轉軸與白道面的夾角亦會介乎6.69(即5.15 + 1.54)及3.60(即5.15 - 1.54)。月球軌道這些變化又會反過來影響地球自轉軸的傾角,使它出現0.002 56的擺動,稱為章動。

  • cdh
    Lv 7
    1 0 年前

    或許跟宇宙膨脹有關.

  • 1 0 年前

    因為沒有地心引力會漂走

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