Что главным образом тормозит вращение Земли?
Ответ О.Ю. Смирнова
Главный "виновник" торможения вращения Земли - Луна!
Луна вызывает хорошо знакомые всем приливы, по сути это подъём воды в океанах и, в меньшей степени, земной коры за счёт притяжения Луны в ближайшей и дальней к ней точках.
В физике приливные силы — это явление, возникающее вследствие того, что гравитационное поле, создаваемое массивным телом, действует на протяженный объект неоднородно.
Часто ошибочно считают, что приливы возникают только потому, что Луна «поднимает» воду прямо под собой. На самом деле, приливные силы — это дифференциальный эффект. Простыми словами, это разница в силе притяжения между ближней и дальней стороной тела. Приливный горб есть и на противоположной от Луны стороне Земли.
Из-за того, что Земля вращается быстрее, чем Луна обращается вокруг нас, "приливной горб" всегда чуть обгоняет Луну. Луна тянет горб к себе, то есть гравитация Луны фактически тянет Землю назад — против направления ее вращения.
Наблюдаемым эффектом, с одной стороны, явлется замедление скорости вращения Земли в среднем на 1,8 миллисекунды за 100 лет. С другой стороны, замедляя вращение Земли, Луна "ворует" момент импульса у Земли, улетая от нас подальше, примерно на 3,8 см в год. 4,5 миллиарда лет назад Луна висела на небе в 15-20 раз ближе, чем сейчас, и сутки действительно были в 4-6 раз короче.
В будущем Земля продолжит замедляться, а Луна — удаляться до тех пор, пока вращение планеты и обращение спутника не синхронизируются окончательно. Итоговая продолжительность суток составит около 47 современных земных суток.
На Земле будет примерно 560 часов солнечного света и 560 часов ночи. Одна сторона планеты, обращенная к Луне, будет "видеть" спутник всегда в одной точке неба, а противоположная сторона никогда его не увидит. Конечно такая
картина - математическая абстракция, не учитывающая воздействие Солнца и время его жизни. Отмечу, что вращение Луны уже синхронизировано с вращением Земли - она всегда обращена к нам одной стороной. Причина - та же, воздействие приливных сил. Из-за того, что Луна намного меньше Земли, её вращение синхронизировалось с вращением более крупного объекта значительно раньше. К счастью, Земля никогда не синхронизируется в своём вращении с Солнцем — оно слишком далеко.
В природе есть объекты, вызывающие намного более мощные приливные эффекты.
Например, нейтронная звезда — ядро мертвой звезды, спрессованное до предела. Диаметр — всего 20 км, но масса — как у Солнца. Приливные силы у её поверхности — одни из самых чудовищных во Вселенной (если не учитывать чёрные дыры). Представьте себе объект, приближающийся к нейтронной звезде, какой-нибудь заблудившийся астероид. За десятки тысяч километров начинается то, что астрофизики называют спагеттификацией: ближняя к звезде сторона объекта чувствует притяжение в миллиарды раз сильнее, чем дальняя. Разница сил начинает растаскивать объект. Сначала он превращается в шар, потом в эллипс, потом в «колбаску», а затем в бесконечно тонкую нить раскаленной плазмы.
Другой объект - черная дыра. Допустим, вы падаете в черную дыру звездной массы ногами вперед. Как только вы пересекаете горизонт событий, приливные силы становятся настолько большими, что разница в притяжении между вашей головой и ногами разрывает не только химические связи молекул, но и атомные ядра. Протоны и нейтроны, из которых вы состоите, вытягиваются в нить длиной в несколько километров.
Возвращаясь к основному предмету нашего разговора, Луна — не просто украшает собой ночное небо. Это — "космический тормоз", который уже миллиарды лет меняет ритм нашей планеты.
