Existe alguma oscilação residual deixada pela rotação da Lua?


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A Lua está trancada na Terra - há muito tempo ela estava girando, mas depois de um tempo, a rotação parou - dois fatores que a estabilizaram: distribuição desigual de massa, criando uma posição de equilíbrio, onde há um eixo "preferido" pelo qual ela enfrenta a Terra - um atrator e as forças dinâmicas da maré agindo como uma tensão sobre sua estrutura, dissipando a energia - um atrito, reduzindo a velocidade de rotação.

Então, em um ponto no tempo, ele não completaria mais uma rotação completa, mas inverteria a direção da curva, começaria a girar na direção oposta, com velocidade máxima de rotação ao redor do momento em que o eixo "preferido" fica de frente para a Terra e depois desacelera novamente , até que seu giro pare e inverta a direção novamente - cada vez que o ângulo menor, conforme as forças dinâmicas atuam na direção da rotação, mas também, com o ângulo de rotação e a velocidade angular caindo, o valor das forças dinâmicas caindo.

Há uma oscilação aparente significativa causada pela excentricidade da órbita e, possivelmente, alguma oscilação contínua real, como resultado - com o eixo atrator ausente da Terra como resultado. Mas existe alguma oscilação de longo prazo dos tempos em que a Lua estava girando - um movimento harmônico em torno de seu eixo de rotação original, que provavelmente não estaria em sintonia com o período orbital? (Imagino que o período dessas oscilações seja muito longo; afinal, trata-se de reverter o giro da Lua para frente e para trás, por uma força que não é tão forte assim.)

Respostas:


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Isso é chamado de "libração física". As librações físicas da Lua e a determinação de seus modos livres (2011) estimam isso usando os retroreflectores da missão Apollo. O resultado deles é muito pequeno. Eles observam que os "tempos de amortecimento para esses dois modos são estimados em x e x anos"; portanto, é um mistério o motivo pelo qual é tão grande quanto seu pequeno resultado. Eles dizem:21042106

Alguns possíveis mecanismos de excitação foram explorados no passado sem explicação satisfatória. Foi demonstrado que um recente impacto meteoróide é uma fonte improvável de tal excitação Peale (1975). Eckhardt (1993) propôs um processo de excitação relacionado a um cruzamento de ressonância do modo normal da longitude (de 2,9 anos) e uma frequência forçada próxima. Durante a evolução da órbita lunar, as frequências livre e forçada mudam lentamente e podem atravessar. No entanto, o mecanismo excita apenas a libração no modo longitude. Yoder (1981) propôs um mecanismo alternativo, baseado na interação turbulenta do núcleo do fluido, para excitar o modo de oscilação. A nova determinação das amplitudes das bibliotecas livres convida a uma nova investigação de seus mecanismos de excitação.

Não procurei ver se alguém aceitou o convite.


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Você pode ter errado o seu quadro de referência. A lua nunca parou de girar em torno de seu próprio eixo, é apenas que uma revolução leva tanto tempo quanto uma órbita ao redor da Terra.

Então, em um ponto no tempo, ele não completaria mais uma rotação completa, mas reverteria a direção da curva

Não, apenas diminuiu a velocidade continuamente até que um lado enfrentasse a terra permanentemente (descontando a libração , o que, como você diz, é devido à elipticidade da órbita).

As forças da maré ficam mais fracas à medida que o bloqueio da maré progride, de modo que a mudança no giro lunar seria maior em épocas anteriores e, então, assintoticamente chegaria a zero quando a lua se tornasse travada pela maré.


Você está dizendo que a rotação diminuiu para um rastejamento primeiro, e só então o desequilíbrio de massa criando a direção do atrator (e finalmente parando a Lua para sempre) apareceu? por exemplo, a lua nunca virou na direção oposta? Além disso, o quadro de referência nunca está errado ou certo, é sempre o que escolhemos;) Eu escolho o quadro com o eixo sempre voltado para a Terra; nesse quadro, a lua não está girando. :)
SF.

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Um quadro ruim de referência pode levar a uma situação mais complicada do que é e levar a conclusões erradas. As forças de maré funcionam em qualquer objeto estendido; você não precisa de uma assimetria interna. Se você olhar "de cima" para o sistema isolado da lua-terra, verá que a lua diminui sua rotação até ficar travada por maré. No seu cenário, a lua teria que diminuir a velocidade mais do que o necessário para o bloqueio das marés e girar novamente. Por que e como isso poderia funcionar? Se você tirar "parar" de cena, tudo fica muito mais simples.
Alex

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Esse é o segundo fator que escrevi sobre: ​​forças de maré dinâmicas agindo como atrito. O primeiro fator é a assimetria de massa, onde as forças das marés causam oscilação. Coloque uma barra muito longa em órbita, apontando para a Terra (não exatamente; em um pequeno ângulo). começará a girar quando a extremidade inferior exceder sua velocidade orbital local e estiver sendo "ejetada para fora", enquanto a extremidade superior fica abaixo da velocidade orbital local e é puxada para baixo. Sua velocidade máxima de rotação está na posição horizontal, então a rotação será revertida quando as extremidades forem revertidas.
SF.

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Esse efeito é muito mais pronunciado do que as forças de maré "friccionais" (perdas de energia devido ao calor devido ao estresse do material causado pelas forças de maré) e leva muito tempo para a barra estabilizar horizontalmente. Da mesma forma, as assimetrias da Lua causam efeito semelhante, embora através da idade as forças "friccionais" tenham extinguido a maior parte do efeito - ou todo; a pergunta pergunta exatamente quanto.
SF.

uh Acabei de perceber que entendi errado o exemplo: uma altitude mais baixa resultará em uma velocidade muito baixa e uma tração para baixo, e vice-versa. A posição estável será vertical. Horizontal é um equilíbrio instável.
SF.

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Sim, a Lua está realmente oscilando e, na verdade, não está realmente travada pelas marés, de fato, está lentamente se afastando da Terra (quando a Lua sair da órbita, o Sol já teria expirado sua vida).

Vamos ver esta foto da Wikipedia :

oscilação da lua

Nesta imagem, a lua fica acelerada, a oscilação completa completa leva cerca de 1 mês para ser concluída.


Esse movimento é o que vemos da Terra; na realidade, a lua está girando em torno de seu eixo em uma direção.
CoffeDeveloper 17/08/16

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A aparência da Lua oscila (chamada de calibração), mas isso não significa que não esteja travado de forma tidal com a Terra.
Dean

Pelo que entendemos, o bloqueio das marés resulta em uma órbita estável (posso estar errada), a órbita da lua não é estável, está diminuindo a velocidade de desaparecer. Se eu estiver errado, peço desculpas :), nesse caso, a órbita da lua é instável e travada por ondas ao mesmo tempo :). Eu acho que um errado detalhes em uma resposta não merece uma downvote qualquer maneira
CoffeDeveloper

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A órbita da Lua é estável tanto que não se degrada ou exibe um comportamento complexo. Só porque a Lua está se afastando lentamente, não significa que não é estável, todas as órbitas evoluem ao longo do tempo e, neste caso, o arrasto dos oceanos da Terra fez com que a Lua recuasse. De qualquer forma, a Lua permanecerá travada em ordem na Terra à medida que se afasta e a rotação da Terra diminui.
Dean

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Logicamente, a lua completou parcialmente o travamento das marés e está a caminho de completá-lo no futuro. Ela acabará tendo rotação angular zero em relação à Terra. No passado, depois que a lua parou de girar, deve ter começado a voltar na direção inversa e continuou indo e voltando desde então, exatamente como um pendulam com movimento harmônico e continuando até hoje. A amplitude do movimento harmônico deve ser reduzida com o tempo devido a perdas cinéticas. Quando a amplitude finalmente se torna zero em um futuro distante, naquele momento estará em maré absoluta travando com a terra.


Por quê? Não há nada que possa diminuir a amplitude do pêndulo.
peterh - Restabelece Monica 20/07/19
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