Der Mond ist uns immer zugewandt. Rotiert es? Gibt es im Universum noch andere Himmelskörper dieser Art?

Diese Frage stellen sich viele Menschen. Wir sehen jeden Tag dieselbe Seite des Mondes. Alle Himmelskörper rotieren, warum also ist der Mond so „stur“ und weigert sich einfach, sich zu drehen?

Tatsächlich gibt es zu dieser Frage zwei Missverständnisse: Erstens, dass der Mond nicht stillsteht, sondern sich nur langsam dreht; der zweite Grund besteht darin, dass es im Weltraum viele Himmelskörper gibt, die sich auf die gleiche Weise wie der Mond drehen, und dass diese „Sturheit“ nicht nur auf den Mond beschränkt ist.

Die Rotation des Mondes wird als Gezeitensperre bezeichnet.

Was ist Gezeitensperre? Das heißt, dass die Himmelskörper aufgrund ihrer Gravitationskraft ihre Rotation gegenseitig beeinflussen. Im Bereich der Gravitationswechselwirkung wirken auf die beiden Himmelskörper neben der Gravitation auch Gezeitenkräfte. Schwerkraft und Gezeitenkräfte sind im Allgemeinen Gravitationseffekte, es gibt jedoch einige Unterschiede. Unter Schwerkraft versteht man die Kraft zwischen zwei Himmelskörpern als Ganzes, und die Gezeitenkraft ist ein bestimmter Effekt, der durch die unterschiedlichen Schwerkraftkräfte an verschiedenen Positionen eines Himmelskörpers verursacht wird.

Das Gesetz der universellen Gravitation kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden: F=GMm/R^2. Diese Formel bedeutet, dass der Wert der Gravitationskraft F direkt proportional zum Produkt aus der Gravitationskonstante G und den Massen der beiden Himmelskörper M und m und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung R zwischen M und m ist.

Dieser Gesamtgravitationswert erklärt jedoch nur die Gesamtwechselwirkung zwischen den beiden Himmelskörpern und ist die Formel zur Berechnung des Gesamtgravitationswerts. Wenn die Schwerkraft auf einen Himmelskörper einwirkt, ist die Kraftverteilung in den verschiedenen Teilen des Körpers ungleichmäßig. Gemäß dem Gesetz, dass die Schwerkraft umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ist, ist die Schwerkraft dort am größten, wo die Oberflächen der Himmelskörper einander am nächsten sind. Mit zunehmender Entfernung nimmt die Gravitationskraft schnell ab, wodurch eine ungleichmäßige Zugkraft auf verschiedene Teile des Himmelskörpers entsteht und während der Rotation des Himmelskörpers Quetsch- und Reibungskräfte entstehen.

Dieser Effekt verzerrt die Oberfläche von Himmelskörpern. Der deutlichste sichtbare Effekt ist die Flüssigkeit. Die auf unserer Erde entstehenden Gezeiten werden hauptsächlich durch das Gezeitenkraftverhältnis zwischen Erde, Sonne und Mond verursacht. Die Gezeitenkraft wirkt sich nicht nur auf Flüssigkeiten aus, sondern kann auch zu Verformungen und Verzerrungen starrer Körper wie Felsen führen. Es ist nur so, dass die Verformung kleiner ist und mit bloßem Auge schwer zu erkennen ist.

Die langfristige Wirkung dieser Gezeitenkraft führt dazu, dass die Rotation der Himmelskörper immer langsamer wird. Schließlich wird in der gegenseitigen Gravitationsbeziehung der kleinere Himmelskörper zuerst durch die Gezeitenkräfte gebunden sein, d. h., eine Seite wird immer dem größeren Himmelskörper zugewandt sein und scheinbar aufhören, sich zu drehen. Als Mond und Erde erstmals eine Master-Satelliten-Beziehung eingingen (die Erde war der Masterplanet und der Mond der Satellit der Erde), rotierte der Mond relativ schnell. Vielleicht wurde es nach Hunderten von Millionen Jahren der Gezeitenkraft allmählich zu dem, was es heute ist.

Tatsächlich dreht sich der Mond immer noch.

Die sogenannte Gezeitensperre bedeutet, dass Umdrehung und Rotation synchronisiert sind, aber nicht, dass keine Rotation stattfindet. Der Mond ist immer mit einer Seite der Erde zugewandt, aber für die Menschen auf der Erde scheint er sich nicht zu drehen. Wenn Sie jedoch das komplette Erde-Mond-System aus der Entfernung im Weltraum betrachten, werden Sie feststellen, dass sich der Mond zwar immer noch dreht, jedoch synchron zur Erdumlaufbahn und sehr langsam.

Die Umlaufzeit des Mondes beträgt 27,32 Tage, das heißt, er benötigt 27,32 Tage, um die Erde zu umrunden. Es scheint, als sei der Mond immer der Erde zugewandt, doch tatsächlich macht er, während er sich um die Erde dreht, auch einmal eine Rotation. Dies ist die Synchronisierung von Rotation und Umdrehung. Würde er sich während seiner Umlaufbahn nicht drehen, würden wir auf der Erde einen anderen Mond sehen, wie auf der rechten Seite des obigen Bildes dargestellt.

Viele Monde im Sonnensystem sind gezeitengebunden

Es gibt 8 große Planeten im Sonnensystem, von denen 4 terrestrische Planeten sind, die wie unsere Erde von einer Lithosphärenschicht mit hoher Dichte und Härte umgeben sind. Dies sind Merkur, Venus, Mars und Erde. Bisher wurden weder für Merkur noch für Venus Satelliten gefunden. Die Erde hat einen Satelliten, den Mond, und der Mars hat zwei Satelliten, Phobos und Deimos.

Neben den vier terrestrischen Planeten gibt es vier sogenannte Gasplaneten oder Jupiterplaneten. Die Merkmale dieser Planeten sind ihre Größe und ihre große Masse sowie ihr großes Volumen. Der kleinste Planet, Uranus, hat eine 14,5-mal so große Masse wie die Erde, und der größte Planet, Jupiter, hat eine 318-mal so große Masse wie die Erde. Diese Riesenplaneten haben viele Satelliten, darunter 79 für Jupiter, 82 für Saturn, 27 für Uranus und 14 für Neptun.

Viele dieser Satelliten, wie beispielsweise der Mond, sind durch die Gezeitenkräfte an ihren Mutterstern gebunden. Es gibt 32 bekannte gezeitengebundene Satelliten großer Planeten, darunter 2 des Mars, 8 des Jupiter, 15 des Saturn, 5 des Uranus und 2 des Neptun. Diese fixierten Satelliten sind immer ihrem Mutterstern zugewandt und wirken sehr loyal. Doch um dies zu erreichen, muss er sich bei seiner Umlaufbahn um die Sonne einmal um die eigene Achse drehen, sonst kann er seine Aufrichtigkeit nicht immer zum Ausdruck bringen.

Theoretisch werden alle Himmelskörper irgendwann durch die Gezeiten gebunden sein.

Manche Menschen glauben, dass die Rotationsperioden von Merkur und Venus sehr lang sind: 58,5 Erdentage für Merkur und 243 Erdentage für Venus, was in beiden Fällen nahe an ihren Umlaufzeiten liegt und sogar länger als die Umlaufzeit der Venus ist. Dies ist auf die Gravitationsblockierung der Sonne zurückzuführen. Diese Aussage ist jedoch umstritten. Man geht davon aus, dass die aktuelle Rotations- und Umlaufgeschwindigkeit der Planeten sowie die unterschiedlichen Neigungswinkel ihrer Rotationsachsen durch sehr komplexe Faktoren bestimmt werden und mit einigen Himmelsereignissen in der frühen und späteren Entstehung des Sonnensystems zusammenhängen.

Allerdings verlangsamt sich die Rotation aller Planeten, was bedeutet, dass die Gravitationsgezeiten der Sonne einen Einfluss auf die Planeten ausüben und dazu führen, dass die Planeten tendenziell durch die Gezeitenkräfte blockiert sind. Gleichzeitig wird auch die Sonne durch die Schwerkraft der Planeten nach unten gezogen und neigt dazu, blockiert zu sein.

Studien haben gezeigt, dass die Erde vor 600 Millionen Jahren für eine Umdrehung nur 22 Stunden brauchte, heute jedoch nur 24 Stunden. Basierend auf dieser Änderung können wir berechnen, dass sich die Rotationsperiode um 0,012 Millisekunden pro Jahr verlangsamt. Wenn sich dieser Trend weiterhin linear verlangsamt, wird sich die Erdrotation in einer Milliarde Jahren um 12.000 Sekunden verlangsamen, sodass ein Tag und eine Nacht 27,33 Stunden dauern werden. und in fünf Milliarden Jahren verlängert sich eine Rotation um 60.000 Sekunden, so dass ein Tag und eine Nacht 36,67 Stunden dauern.

Die Lebensdauer unseres Sonnensystems beträgt nur etwa fünf Milliarden Jahre. Das bedeutet, dass die Erde bei der Zerstörung der Welt noch nicht durch die Gezeitenkräfte der Sonne gebunden sein wird. Obwohl alle Planeten und Sterne dazu neigen, durch die Gravitation an die Gezeitenkräfte gebunden zu sein, kann es sein, dass sie während ihrer Lebenszeit nicht tatsächlich gebunden sind.

Das ist alles, herzlich willkommen zur Diskussion, danke fürs Lesen.

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