地球與太陽有一天也會潮汐鎖定嗎?

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答:只要時間足夠長,理論上地球會被太陽潮汐鎖定,預計還需要100億年的時間,到時候太陽早已演化為白矮星,地球可能已經不復存在。


由於天體並非點質量,所以一個天體在引力場中,各處單位質量受到的萬有引力大小是有差異的,這種差異就是潮汐力;比如我們站在地球上,雙腳距離地球更近,所以頭頂和腳之間也存在潮汐力,只不過非常微小。

因為潮汐力的存在,會導致小天體繞著大天體運行時,會被大天體潮汐鎖定;如果兩個天體的質量相差不大,那麼兩者還會相互潮汐鎖定。


潮汐鎖定現象在天文學上很常見,比如月球被地球潮汐鎖定,土星有十多顆衛星被潮汐鎖定,冥王星和它的衛星卡戎相互潮汐鎖定。

潮汐力與距離的三次方成正比,隨距離的增加衰減非常快,距離太陽越遠的行星,潮汐力越弱;如果小天體軌道偏心率太高,還會形成軌道共振,比如水星自轉和公轉週期鎖定為2:3。


理論上只要時間足夠長,八大行星都會被太陽潮汐鎖定,但是地球被太陽潮汐鎖定,預計還需要近100億年的時間,到時候太陽經歷了紅巨星時期,早已演化為白矮星了。

在5億年前,地球自轉週期只有21小時,目前地球的自轉速度還在減慢,當地球自轉週期和公轉週期(大約365天)一樣時,地球就會始終一面朝著太陽。


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潮汐鎖定現象在天體中普遍存在,太陽系中就有不少的例子,例如,月球已經被地球潮汐鎖定,月球的自轉和公轉週期已經同步;而冥王星和卡戎則更極端,它們互相潮汐鎖定,它們的自轉週期與彼此繞行對方的公轉週期都達到同步。那麼,潮汐鎖定現象是如何產生的呢?

這裡以地球和月球系統為例稍作說明。引力的大小與距離有關,月球不同部位與地心的距離是不一樣的,所以所受的地心引力也是有區別的,由此就會產生潮汐力。月球會出現很大的應變,朝向和背向月球的那兩側會形成潮汐隆起。

在月球自轉的過程中,地球引力就會把月球潮汐隆起部分往反方向拉拽,結果導致月球的自轉速度逐漸變慢,自轉週期逐漸延長,直至最終與公轉週期完全相同,產生潮汐鎖定的現象。潮汐鎖定與潮汐力作用有關,而潮汐力與天體的質量成正比,與天體之間的距離立方成反比。由於地球質量遠大於月球,所以月球先被地球潮汐鎖定。而在月球潮汐力的作用下,地球的自轉速度也在逐漸變慢,自轉週期從四十多億年前的4小時逐漸增加至今天的24小時。

雖然太陽的質量比月球大了不少,但太陽與地球的距離遠大於月球與地球的距離,所以月球對地球施加的潮汐力其實要比太陽施加的更大,地球會先被月球潮汐鎖定。數十億年或者上百億後,地球的自轉週期、月球的自轉週期以及月球繞地球的公轉週期都會變成47天,地球和月球就像冥王星和卡戎那樣互相潮汐鎖定。

不過,大約75億年後,在地月潮汐互相潮汐鎖定之前,太陽已經演變為紅巨星,如果地球不被太陽吞噬,那麼,靠近太陽的地球與火星都將會被潮汐鎖定,地球的一側將始終被太陽照射,而另一側則會一直陷於黑暗之中。

這種現象在太陽系外已經被發現,有些系外行星離主恆星很近,導致它們已經被潮汐鎖定,離我們最近的系外行星比鄰星b極有可能就是這樣一個例子。


火星一號


一旦地球象月球一樣被鎖定,那地球完蛋了,一面對著太陽熱死,背面沒有太陽凍死。

地球有人住呀,會被鎖住嗎。杞人憂天。


溫情憶鴻564


恐龍那年頭每天比現在少大半小時。你說呢?


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