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月球固定一面永遠朝向地球是否太過巧合了?

2014-03-22知識

反對

@九時用茶

的答案以及所有僅僅回復「潮汐釘選/重力釘選」的答案。

後面一種,我很理解你們,因為我乍一看到這個問題也下意識的想回四個字「潮汐釘選」,但,稍微多想一秒鐘就應該知道:其實你根本沒有解釋好麽!雖然中文的維基詞條「潮汐釘選」和「同步自轉」是分開的(其實同步自轉的詞條下面也有「建議歸入潮汐釘選」的提示),英文維基的詞條tidal locking和synchronous rotation就是一個詞條,搜尋synchronous rotation就能自動跳轉到tidal locking,也就是說,現在基本是公認這兩個詞是同一個意思,是同一個現象的兩個不同叫法而已,所以你們就說個潮汐釘選是幾個意思?你得解釋下為什麽形成潮汐釘選好麽……

潮汐釘選的原理部份

@山醒

的回答基本說清楚了,我覺得我根本沒辦法說的那麽通俗科普啊你們都好厲害o(╯□╰)o。所以我就吐槽下

@九時用茶

的答案,順便 做一點補充 好了~直接上原文~

事實上,月球的存在對於現代天文學上的確是一個無法解釋的奇跡。
比如樓主所說,它自傳和公轉的速度剛好使它永遠只有一面朝向地球;它的直徑是太陽直徑的400份之一,而它距地球的距離,剛好又是太陽距地球距離的400份之一,這種巧合使得日全食的現象得以發生;還有,它圍繞地球的公轉軌道幾乎是一個完美的圓形,這和絕大多數天體橢圓形的運行軌道並不相符;它與地球的距離不會近得被地球的重力撕裂,又不會遠得脫離地球重力,適中得可怕(雖然每年都以幾釐米的振幅向外偏離)。

答主來來來我們好好理一遍:

1.自傳和公轉的速度剛好使它永遠只有一面朝向地球

答主你知道有多少星體存在這種同步自轉麽?維基列了個list,對的,除了月球和地球,太陽系裏還有這麽多星體是始終固定的一面面向其公轉星體的:

http://www. wikiwand.com/en/Tidal_l ocking

太陽系內已知的有:

與地球釘選的:
月球

與木星釘選的:
Metis
Adrastea
Amalthea
Thebe
Io
Europa
Ganymede
Callisto

與土星釘選的
Pan
Atlas
Prometheus
Pandora
Epimetheus
Janus
Mimas
Enceladus
Telesto
Tethys
Calypso
Dione
Rhea
Titan
Iapetus

與天王星釘選的
Miranda
Ariel
Umbriel
Titania
Oberon

與海王星釘選的
Proteus
Triton

與冥王星釘選的
Charon (這個有點特殊,冥王星本身也被Charon釘選,所以其實是雙星系統)

同時,同步自轉這個狀態也不是永恒的,很多星體都可以被證實過去並不是同步自轉,只是現在在同步自轉的狀態,這個舉例我能力有限,僅就自己的研究方向略有了解的,透過撞擊坑統計可以推測月球和Ganymede曾經就不是同步自轉,甚至還可以估計出同步自轉大約發生在多少年前。

2. 它的直徑是太陽直徑的400份之一,而它距地球的距離,剛好又是太陽距地球距離的400份之一,這種巧合使得日全食的現象得以發生

這點我不是這個方向的說不好,但地月距離最初認為是比現在小的,現在在這個特殊的比例上,但同時月球又在緩慢的遠離地球,將來肯定也不在這個比例上了。所以說這個恰巧「的距離或許不過是宇宙行程中的某必然的階段而已,我個人還是挺贊同Balbus (Dynamical, biological, and anthropic consequences of equal lunar and solar angular radii,2014)的那個」人擇理論「的腦洞的(

為什麽太陽和月球看起來幾乎一樣大,是巧合嗎? - 王力樂的回答

),是剛好在這個比例的時候,地球上碰巧產生了生命而已,也就是說,說不定」太陽和月球看起來幾乎一樣大「不是巧合,高等智慧生物的出現且有視覺且能根據看到的現象產生思考才是巧合o(╯□╰)o

3. 它圍繞地球的公轉軌道幾乎是一個完美的圓形,這和絕大多數天體橢圓形的運行軌道並不相符

」公轉軌域是一個完美的圓形「,專業的說法叫做軌域離心率(Orbital eccentricity),反映的是軌域長半軸和短半軸的差距, 完美的圓軌域離心率為0 ,橢圓的軌域離心率在0到1之間,也就是說在這個範圍內,離心率越大,軌域就橢圓的越厲害(長短半軸差距越大)。下面還是直接用維基的數據(

http://www. wikiwand.com/en/Orbital _eccentricity

http://www. wikiwand.com/en/List_of _gravitationally_rounded_objects_of_the_Solar_System

):

月球繞地球公轉的軌域離心率是 0.0549 ,確實比較小,這就」完美的圓形「啦,那麽其他星體呢?

地球繞太陽的軌域現在可推的歷史上最小離心率低達0.0034(Eccentricity Graph),現在也有0.0167
金星 0.0068
火星 0.0934
木星 0.0484
土星 0.0542
谷神星 0.080
Varuna 0.051

什麽你說它們不是衛星?分分鐘秒殺你!看看誰不比你圓?!

火星的衛星:

Phobos 0.0151
Deimos 0.00033

木星的衛星:

Io 0.0041
Europa 0.009
Ganymede 0.0013
Callisto 0.0074

土星的衛星:

Mimas 0.0202
Enceladus 0.0047
Tethys 0.02
Dione 0.002
Rhea 0.001
Titan 0.0288
Iapetus 0.0286

天王星的衛星:

Miranda 0.0013
Ariel 0.0012
Umbriel 0.005
Titania 0.0011
Oberon 0.0014

海王星的衛星:

Triton 0.00002

冥王星的衛星:

Charon 0.0022

當然,這裏的大和小是相對而言的,實際上即使是0.00X的量級的離心率,對星體受到的潮汐力變化影響也是不容小視的。

4. 它與地球的距離不會近得被地球的重力撕裂,又不會遠得脫離地球重力,適中得可怕(雖然每年都以幾釐米的振幅向外偏離)

請先定義一下什麽叫」適中「好麽!還」適中得可怕「!」 與地球的距離不會近得被地球的重力撕裂,又不會遠得脫離地球重力 「就叫適中?你告訴我八大行星的衛星們(如果有)哪個不符合這個要求?!就像上面說的,行星和衛星間的距離不是持久不變的(當然對人的壽命尺度來說可以認為不變),很多衛星過去並不在行星的軌域上,後來因為靠近或者遠離行星的運動」暫時「穩定在了這個軌域上(或者說」被某顆行星的軌域捕獲「),將來或許又會離開這個軌域。比如火星的兩顆衛星Phobos和Deimos,目前的觀測和研究基本傾向於認為:Phobos在靠近火星移動,Deimos在遠離火星移動(當然很慢不要用人類的壽命來衡量!在你有生之年它們都會在現在的軌域上好好的!),最終結果是Phobos進入火星的洛希極限(Roche limit)然後碎掉,Deimos最終會脫離火星軌域。


————————————————— 結論 —————————————————

綜上,你告訴我月球特殊在哪裏了?我承認,」奇跡「這個詞有很強的主觀色彩,比如」我生下來早產才4斤(原來說的4公斤,但其實我心裏想的是4斤orz謝謝指正!)也活下來了真是奇跡「,有些人對」奇跡「的定義點比其他人低我覺得無可厚非,但你說」無法解釋「就說不過去了吧, 不是」現代天文學無法解釋「,僅僅是你無法解釋而已好麽 ……這個鍋天文學不背!

再回到原題,我個人認為:月球這些觀測結果現在基本都可以得到解釋(雖然這些解釋將來可能被新的觀測結果和理論所推翻),月球一點都不特殊也不巧合,那麽多木星土星的衛星都和月球一樣,既是同步自轉,又是近圓軌域(比月球圓多了好麽!),只不過土星和木星的衛星上沒有高等生命來觀察而已啊,我開個腦洞,現在太陽系內星體的星歷都已經挺完善的了,好好算算說不定就能發現別的行星在某個過去或者將來的階段,行星太陽距離,行星直徑,衛星行星距離,衛星直徑就有相似的比例關系呢。我們的意識裏覺得月球特殊,不過僅僅因為月球離地球最近,最容易被各種手段觀測到於是有最多的觀測數據而已,換言之, 我們覺得月球特殊,不過是因為我們對其他星體了解的太少罷了,才會覺得茫茫宇宙裏看到的滄海一粟有多麽與眾不同