恐龙时代月球看起来有多大?科学推测月球视面积比现在大1.2%

作者:小夏 来源:小夏工作室 2020-10-18 01:21:29

恐龙时代月球看起来有多大?科学推测月球视面积比现在大1.2%。由于地球-月球系统中存在潮汐作用,由此导致的潮汐能耗散使得月球的轨道持续衰减,这意味着月球与地球的距离会越来越远。现如今,地月之间的平均距离大约为38.44万公里,那么,在恐龙时代,地月距离会是多少?月球看起来要比现在大多少呢?

由于地球各个区域距离月心并不相同,所以月球的引力会让地球产生潮汐作用,地球会沿着地月方向出现潮汐隆起。由于地球本身还在自转,地球的潮汐隆起会受到与自转方向相反的力矩,从而减慢地球的自转速度。

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恐龙时代月球看起来有多大?科学推测月球视面积比现在大1.2%

地月系统的角动量始终是守恒的,地球自转角动量不会凭空消失掉,而是会转移到月球上,使得月球的公转角动量逐渐变高,从而导致月球慢慢地远离地球。那么,月球远离地球的速度会有多快呢?

根据加州大学洛杉矶分校的地球物理学家William M.Kaula教授给出的月球轨道衰减速率公式[1]:

其中k为勒夫数,r为地球的平均半径,G为万有引力常数,m为月球的质量,ε为球坐标系中应变张量的分量,M为地球的质量,a为月球轨道的半长轴。

可以看到,在过去的10亿年里,月球轨道衰减速率没有太大变化,地月距离随时间的变化基本上是线性的。为了方便计算,这里假设过去10亿年里,月球轨道衰减速率与现在一致,大约为3.82厘米/年。

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恐龙时代月球看起来有多大?科学推测月球视面积比现在大1.2%

恐龙最早出现在大约2.4亿年前的三叠纪,那时的地月平均距离比现在近了大约9200公里,大约为37.52万公里。可以看到,这个距离变化并不是很大,因为现在月球离地球最近时仅为36.26万公里。2.4亿年前的月球平均视直径为0.531度,而现在月球的平均视直径约为0.518度,所以2.4亿年前的月球视面积只比现在大了5%,这种微小的变化人眼几乎无法察觉。而在6500万年前,非禽类恐龙灭绝之时,那时的地月平均距离只比现在近了大约2500公里,大约为38.19万公里,那时的月球视面积只比现在大了1.2%,这种差异人眼更是无法察觉。

另据计算,月球在最初刚刚形成之时,它与地球的距离仅为两万多公里。

在月球逐渐离去带走地球自转角动量的同时,地球的自转周期在逐渐变长。目前的地球绕自转轴旋转一周的时间将近24小时,在恐龙时代大约为21小时,而在地球形成之初仅为4小时。

到了遥远的未来,当地球也被潮汐锁定之后,地球和月球完全被互相潮汐锁定,月球的自转和公转周期、地球的自转周期变得完全相同。那时,地球和月球之间的角动量不再发生转移,月球不再远离地球,地球的自转周期也会固定在45天。只是在那时,地球上可能早就没有人目睹这样的景象。

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