Műholdunk, a Hold átlagosan 384.400 3,4 kilométeres távolságra található a Földtől. Évente körülbelül XNUMX centimétert távolodik el. Ez azt jelenti, hogy évmilliók során a Hold megszűnhet a műholdunk lenni. Mi történne, ha a forgatókönyv az ellenkezője lenne? Vagyis ha a Hold minden évben egy kicsit közelebb kerülne bolygónkhoz. Ezt a tényt a Roche limit. Mi ez a Roche-határ?
Ebben a cikkben mindent elmagyarázunk róla.
Ha a hold közelebb kerülne bolygónkhoz
Először is meg kell említeni, hogy ez teljesen fiktív. A Holdnak nincs módja megközelíteni bolygónkat, tehát mindez csak feltételezés. Valójában a Hold minden évben egyre távolabb kerül a Földtől. Menjünk vissza abba az időbe, amikor bolygónk még újonnan alakult, és műholdunk pályája közelebb volt, mint ma. Ebben az időben a bolygó és a műhold közötti távolság kisebb volt. Ráadásul a Föld gyorsabban forgott a tengelye körül. A nappalok mindössze hat órásak voltak, és a Holdnak mindössze 17 nap kellett ahhoz, hogy teljes körpályát teljesítsen.
A bolygónk Holdra gyakorolt gravitációja felelős a forgás lassításáért. Ugyanakkor a Hold által bolygónkon kifejtett gravitáció az, ami lelassítja a forgást. Ezért ma a Földön a napok 24 óráig tartanak. Mivel egy rendszer szögimpulzusa változatlan marad, a Hold az, amelyik távolodik tőlünk, hogy ezt kompenzálja.
A szögimpulzus megőrzését mindkét irányban fontos fenntartani. Ha a Holdnak egy napnál tovább kell keringenie, a hatás ugyanaz lesz, mint amit itt látunk. Vagyis a bolygó forgása lelassul, a műhold pedig távolodik, hogy ezt kompenzálja. Ha azonban a Hold gyorsabban forog a tengelye körül, az ellenkező hatást vált ki: A bolygó forgása felgyorsul, így a nappalok rövidebbek lesznek, a műhold pedig még közelebb kerül, hogy ezt kompenzálja.
A gravitáció hatása a Roche-határra
Ennek megértéséhez tudnunk kell, hogy a gravitációs erő bonyolultabbá válik, ha elég közel kerülünk. Van egy pont, ahol minden gravitációs kölcsönhatás egybeesik. Ez a határ Roche-határ néven ismert. Arról a hatásról van szó, amelyet egy tárgy akkor gyakorol, ha saját gravitációja támogatja. Ebben az esetben a Holdról beszélünk. Ha a hold olyan közel kerül egy másik tárgyhoz, hogy a gravitáció deformálódhat és elpusztíthatja. Ez a Roche-korlát a csillagokra is vonatkozik, asteroides, bolygók és műholdak.
A pontos távolság mindkét objektum tömegétől, méretétől és sűrűségétől függ. Például a Roche határa a Föld és a Hold között 9.500 kilométer. Ezt figyelembe veszi, ha a holdat szilárd testként kezeli. Ez a határ azt jelenti, Ha műholdunk 9500 kilométer vagy annál kevesebb távolságra lenne, bolygónk gravitációja átvenné a sajátját. Ennek eredményeként a hold anyagtöredékek gyűrűjévé válik, amely teljesen összetörik. Az anyagok továbbra is forognak a Föld körül, amíg a gravitáció hatására a felszínre esnek. Ezeket az anyagdarabokat meteoritoknak nevezhetnénk.
Ha egy üstökös 18000 XNUMX kilométernél kisebb távolságra lenne a Földtől, akkor a gravitáció hatásai végül elszakítanák. A nap ugyanilyen hatást képes létrehozni, de sokkal nagyobb távolságból. Ennek oka a nap bolygónkhoz viszonyított nagysága. Minél nagyobb egy tárgy, annál nagyobb a gravitációs ereje. Ez nem csak egy elmélet, hanem a műholdak bolygóik általi megsemmisítése olyan dolog, ami a jövőben meg fog történni. Naprendszer. A legismertebb példa erre a Phobos, egy műhold, amely a Föld körül kering a Mars bolygó és ezt gyorsabban teszi, mint a bolygó önmagában.
A Roche-határon belül a kisebb objektum gravitációja az, amely nem tudja összetartani saját szerkezetét. Ezért, ahogy az objektum közeledik a Roche-határhoz, egyre nagyobb hatással van rá a bolygó gravitációs vonzása. Amikor átlépi ezt a határt, több millió éven belül a műhold a Mars körül keringő töredékgyűrűvé válik. Miután az összes töredék egy ideig pályán van, elkezdenek kicsapódni a bolygó felszínére.
Egy másik példa olyan objektumra, amely közel lehet a Roche határértékéhez, bár nem annyira ismert, a Triton, a bolygó legnagyobb műholdja. Neptuno. Nagyjából úgy becsülik, hogy körülbelül 3600 milliárd év múlva két dolog történhet, amikor ez a műhold megközelíti a Roche-határt: A bolygó légkörébe eshet, ahol szétesik. vagy a bolygó gyűrűjéhez hasonló anyagtöredékek halmazává válik Szaturnusz.
Roche határa és az emberek
Csodálkozhatunk: vajon bolygónk miért nem pusztít el minket a gravitációjával, tekintve, hogy a Roche határain belül vagyunk? Bár ez logikusnak tűnhet, van egy meglehetősen egyszerű válasz. A gravitáció minden élőlény testét a bolygó felszínéhez köti.
Ez a hatás szinte értelmetlen a testet összetartó kémiai kötésekhez képest. Például ez az erő, amely fenntartja a kémiai kötéseket a testünkben, sokkal erősebb, mint a gravitációs erő. Valójában a gravitáció az egyik leggyengébb erő az univerzumban. Szükség lenne egy pontra, ahol a gravitáció intenzíven hat, például a fekete lyuk, hogy a Roche limit képes legyen legyőzni a testünket összetartó erőket.