Может ли гравитация Земли разорвать Луну на части?

Луна была спутником Земли на протяжении миллионов лет. И хотя она почти наверняка останется таковой, у земной гравитации есть способ разрушить ее.

Луна является постоянным спутником Земли на протяжении миллионов лет, и все же мы часто забываем о том, как сильно она влияет на Землю. Она ответственна за некоторые явления, происходящие на поверхности Земли, такие как приливы и отливы, погодные условия, стабилизация вращения Земли и т.д.

Мы также знаем, что она медленно удаляется от нас. Хотя кажется, что в конце концов она вырвется из-под земного притяжения, предсказывают, что Солнце превратится в красного гиганта и поглотит их обоих прежде, чем это произойдет.

Однако, поскольку Луна становится все меньше, а Солнце все больше, полные солнечные затмения, несомненно, останутся в далеком прошлом.

Однако давайте рассмотрим другой случай. Возможно ли, чтобы земное притяжение уничтожило Луну? Какие условия для этого необходимы?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны понять концепцию предела Роша и его значение для нахождения точки, когда гравитация начинает разрушать космические объекты.

Предел Роша и приливные силы

Чтобы лучше понять концепцию предела Роша, нам необходимо прояснить, что такое приливные силы и какое отношение они имеют к данному обсуждению.

Приливные силы возникают из-за того, что гравитационные силы имеют два разных значения в разных точках одного и того же тела.

Рассмотрим сначала систему Земля-Луна. Точка на поверхности Луны, расположенная ближе к Земле, будет испытывать большую гравитационную силу, чем точка, расположенная дальше от поверхности Земли. Кроме того, чистая гравитационная сила на северном полюсе направлена вниз, к ее ядру, а на южном полюсе - вверх.

Чистый эффект этих различий и аномалий заключается в том, что Луна становится слегка вытянутой вдоль экватора и сплюснутой вдоль полюсов. Луна и Солнце оказывают аналогичное влияние на Землю. Это приводит к растяжению и сжатию Земли вдоль ее экватора и полюсов, соответственно.

Что касается предела Роша, то это минимальное расстояние от планеты, на котором любой меньший объект (например, спутник, астероид и т.д.) может приблизиться к ней, не будучи разорванным на части приливными силами. Если объект пересечет предел Рош планеты, гравитация планеты разорвет его на множество мелких фрагментов.

Когда объект оказывается внутри предела Роша планеты, разница в гравитационных силах между противоположными концами объекта становится достаточно большой, чтобы преодолеть силу, удерживающую объект связанным вместе. Мы можем утверждать, что когда объект находится в пределе Роша планеты, приливной эффект достаточно силен, чтобы разорвать его на части.

В нашей Солнечной системе было несколько случаев, когда объекты входили в предел Роша планеты и, как следствие, раскалывались на части.

Знаменитые кольца Сатурна могли возникнуть таким образом от спутника или любого другого крупного объекта, который мог пересечь предел Роша и разрушиться в процессе. Кольца Сатурна лежат в пределах этого предела, что предполагает, что они могли возникнуть от спутника, который подошел к нему слишком близко.

Другой случай произошел, когда комета Шумейкер-Леви 9 была разрушена на более чем 20 фрагментов из-за приливного эффекта, вызванного гравитацией Юпитера. Комета уже распалась, когда ее обнаружили в 1993 году. Дальнейшие наблюдения показали, что комета вошла в пределы Роша Юпитера в июле 1992 года. Все фрагменты кометы врезались в Юпитер в июле 1994 года.

До сих пор мы описывали предел Роша с точки зрения планеты. Однако факт заключается в том, что каждый объект во Вселенной имеет свой собственный предел Роша. У каждой звезды, планеты, спутника и черной дыры есть свой предел Роша.

Еще один момент, который следует отметить: люди, животные, растения, спутники и любые другие подобные объекты, находясь внутри земного предела Роша, не распадаются. Этому могут быть две причины.

Одна из причин заключается в том, что предел Роша применяется к гравитационно связанным объектам. Животные и растения удерживаются вместе химическими связями, возникающими под действием электромагнитных сил. Таким образом, предел Роша здесь неприменим. Кроме того, гравитационное притяжение между ними и Землей значительно меньше, и приливные эффекты в таких случаях будут слишком слабыми, чтобы что-то сделать.

Будет ли Луна разрушена?

После обсуждения того, как гравитация может разрушать объекты, мы можем рассмотреть возможности сценария, при котором Луна распадется на части под действием земной гравитации. Наши текущие измерения с помощью лазерного дальномера показывают, что она удаляется от Земли со скоростью 3,78 см в год. Таким образом, если все останется как есть, очевидный ответ заключается в том, что земная гравитация не разорвет ее на части.

Но предположим, что мы рассмотрим случай, когда некий массивный межзвездный объект прилетает и воздействует на систему Земля-Луна, в результате чего Луна становится намного ближе к Земле. В этой ситуации она, вероятно, распадется после того, как войдет в предел Роша Земли. Если это произойдет, у Земли образуется система колец, подобная системе Сатурна.

Тем не менее это не единственный случай. Если Луна войдет в предел слишком быстро, она непосредственно врежется в Землю, поскольку у земной гравитации не будет достаточно времени, чтобы разрушить ее. Это положит конец большинству видов жизни на Земле. Этот сценарий похож на формирование Луны. Миллиарды лет назад планета, похожая на Марс (часто называемая Тейя), столкнулась с Землей, и Луна образовалась из обломков, оставшихся после столкновения.

Однако не исключено, что даже в предыдущем случае крупные фрагменты Луны врежутся в Землю, нанеся серьезный ущерб всем формам жизни и климатическим условиям на тысячи лет.

Короче говоря, кажется очень маловероятным, что Луна будет уничтожена земным притяжением. Для того чтобы это произошло, должны произойти очень необыкновенные или экстраординарные ситуации. И хотя этого почти наверняка не произойдет, последствия будут очень тяжелыми для жизни на Земле, если это случится.

Лучше, чтобы Земля и Луна оставались такими, какие они есть. Их взаимоотношения отвечают за морские приливы и отливы и контролируют скорость вращения Земли, ее наклон и климат. Если бы Луны не существовало, некоторые природные явления на Земле были бы гораздо более экстремальными. Температуры бы сильно различались, а ледниковые периоды случались бы чаще.