月球为什么是死星,月球为什么不和其他星球一样直接围绕太阳转

从引力大小上来看,太阳对月球的万有引力的确要比地球对月球的万有引力要大,前者约是后者的2.5倍月球为什么是死星。

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从地球的角度来看,月球紧密围绕地球作圆周运动,从太阳的角度来看,月球是围绕太阳在做圆周运动,只是在围绕太阳作圆周运动的过程中,受到了地球引力的扰动而已。

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那么为什么月球不能摆脱地球的引力,直接围绕太阳转呢?是因为月球的动能太小,还不够摆脱地球的引力,月球虽然受到地球的引力小于太阳,但是地球对于月球依然有一个强的吸引力,月球的公转速度是1km/s,轨道高度38.4万千米。这个公转速度大于月球轨道处的第一宇宙速度,小于月球轨道处的第二宇宙速度,所以月球无法摆脱地球的引力。

月球的动能决定于月球的初始动能,不管是星云聚散起源还是地球分裂起源说,亦或是捕获学说,月球的动能形成动能不会有太大的变化,因此也无法逃离地球的束缚单独绕太阳公转。

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问题:地球自转可产生引力,为何月球却不能?

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直话直说,这种认知是错误的。万有引力与自转没有毛关系,凡有质量的物体,都存在万有引力,因此引力是物质本质属性,一个原子也不例外,何况月球呼?只不过引力是四种基本力中强度最小的力,在小的物体上很难表现和测量出来而已。

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牛顿发现万有引力定律已经三百多年了,早已经成为一种基本科学常识。万有引力定律表达式为:F=GMm/r^2。这里的F表示引力大小值,G为引力常数,M和m代表两个发生引力相互作用物体的质量,r为作用物体之间的距离。这个公式告诉我们,物体质量越大,引力越强,物体之间距离越远,引力衰减得越快。

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引力大小在天体表面表现为重力大小。地球的质量为5.965*10^24kg,也就是约59.65万亿亿吨;月球的质量为7.349*10^22kg,也就是约7349亿亿吨。地球质量是月球质量约81倍,地球的引力当然就比月球大很多了。在天体表面,作用于物体上的引力主要以重力方式出现,根据引力定律得到的重力公式为:g=MG/r^2。这里g为重力,M为天体质量,G为引力常量,r为天体半径。

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我们知道,地球半径约6371000米,月球半径约1738000米。根据重力公式,可得到地球表面重力g≈9.8N,月球表面重力约1.62N。重力从引力而来,但并不完全等于引力,是引力形成的向心力和天体自转形成的离心力的一个分力,因此重力在一个星球上并不完全一致的,一般随着纬度升高而加大,在两极达到最大,在赤道最小。

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比如地球重力在两极约9.832N,在赤道约9.78N。一个天体自转越快,这种差距就会越明显,月球自转比地球慢多了,27.32个地球日才转一圈,这种差距就会小很多。因此,我们取重力值一般就会取一个大致平均值,地球重力为9.8N,月球重力为1.62牛,这样月球重力只有地球约1/6。

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重力最直观的感受就是重量。重量是物体受重力大小的度量,也就是说同样质量的物质,在重力大的天体上就会越重,重力小的天体上就会越轻,而且会与重力成比例。这样在地球上1kg质量的东西就是9.8N,而在月球上只有1.62N,也就是说地球上60kg的重量,在月球上只有10kg。

因此我们看到阿波罗任务登陆到月球的宇航员们,虽然穿着笨重的宇航服,但走路还是一跳一跳的,因为体重变轻了,随便一用力就会飞起来,且由于宇航服笨重不好迈步,只能作“兔子跳”。这也是在月球上发射登月舱的上升段时,会轻便很多,省很多燃料的原因。

我们嫦娥五号登月器在完成月球采样任务后,上升器从着陆器上分离,发射回到200km高空的环月轨道,也是利用月球重力很小的原理,计算好所需燃料动力实现的。

地球和月球引力相互影响。根据万有引力定律,引力是相互作用,月球围绕着地球转,虽然地球的引力起着主导作用,但月球的引力也是不可忽略的。事实上,月球公转的质心并不是在地球中心,而是地球与月球引力共同形成的一个质点,地球和月球都围绕着这个质点转动。由于地球比月球质量大很多,这个质点依然还在地球以内,但不在地心,而是在地心偏向地表4671km处。

由于地球引力占主导,因此月球早就被地球引潮力潮汐锁定了,自转与公转同步了,只能一面一直向着地球。所谓引潮力是引力的一种变形,一个天体的引力作用于另一个天体,总量是既定的,但作用于由于不同位置的力是不一样的,这就是引潮力。

引力对天体不同位置大小不一,就会导致天体表面变形,对天体起到拉拽作用,这样天体自转受到影响,变得越来越慢。月球就是这样被地球锁定的,在太阳系,被各大行星潮汐锁定的卫星至少有三十多个。月球虽然引力比地球小很多,但其引潮力对地球有着重大影响,尤其是对地球生命有着决定性影响。

没有月球,就不会有我们的存在。别看月球引力比地球小很多,但月球引潮力同样有让地球被潮汐锁定的趋势。科学观测表明,地球自转每年变慢15微秒,就是月球引潮力作用的结果。不过这种变慢即使到50亿年后,每年也只能慢75000秒,一年也慢不了21个小时,因此到太阳系毁灭地球也不会停转,但却显示出月球虽小野心很大,趋势如此。

月球对地球引潮力最大最明显的影响就是大海的涨潮落潮,由于月球距离地球很近,相对距离1.5亿km的太阳,月球对地球的引潮力比太阳要大2.5倍,因此地球大海涨潮落潮主要受月球引潮力影响。月球运行到地球什么位置,那个位置以及地球反面相对位置的潮水就最大,这样地球海洋每天就有两次涨潮落潮,这种气势磅礴的全球运动,是地球的呼吸,生命的呼唤。

科学研究认为,如果没有45亿年前地球与“忒伊亚”,一个和火星差不多大小的行星那一撞,从此地球有了一年四季,诞生了月球有了更大的海洋潮汐,生命就很可能不会孕育和演化出来,就没有今天的你我在这里胡吹海侃了。

综上所述,月球引力不但存在,还严重影响着我们每一个人乃至地球万物的生存和生活。如果现在突然没有了月球引力,地球的一切环境气候将完全改变,所有的生命都将灭绝,地球就会成为一个死星。就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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2022-06-11

2022-06-11