Astronomie

Warum zieht die Sonne den Mond nicht von der Erde weg?

Warum zieht die Sonne den Mond nicht von der Erde weg?

Wenn die Anziehungskraft der Sonne stark genug ist, um viel größere Massen (alle Planeten) und in viel größeren Abständen (alle Planeten weiter von der Sonne als von der Erde entfernt) an Ort und Stelle zu halten, warum zieht sie den Mond nicht von der Erde weg?


Der Mond befindet sich in einer Umlaufbahn um die Sonne, ähnlich wie die Erde. Obwohl dies nicht die übliche Perspektive von der Erde aus ist, zeigt eine Darstellung der Mondbahn den Mond in einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne. Im Wesentlichen ist das System Erde, Mond und Sonne (meta-)stabil, wie das anderer Planeten, die die Sonne umkreisen.


Ich stimme Adrians Antwort zu. Wenn Sie sich die Umlaufbahn des Mondes ansehen, umkreist er in einem sehr realen Sinne vielleicht mehr die Sonne als die Erde. Das Erde-Mond-System umkreist die Sonne mit 30 KM/s, der Mond umkreist die Erde mit etwa 1 KM pro Sekunde. Beide Bahnen sind einigermaßen elliptisch.

Das gesamte Sonnensystem kreist um das Zentrum der Milchstraße, daher ist es nicht ungewöhnlich, mehr als ein Massenzentrum zu umkreisen. Umlaufbahnen können innerhalb anderer Umlaufbahnen innerhalb von Grenzen existieren. Die Umlaufbahngrenze wird manchmal als Einflusssphäre bezeichnet http://en.wikipedia.org/wiki/Sphere_of_influence_%28astrodynamics%29

Wenn der Mond etwas mehr als doppelt so weit von der Erde entfernt wäre wie jetzt, könnte die Erde ihn verlieren.


Warum zieht die Sonne den Mond nicht von der Erde weg?

Kurze Antwort: Weil der Mond der Erde viel näher ist als der Sonne. Dies bedeutet, dass die Gravitationsbeschleunigung der Erde in Richtung Sonne fast gleich der Gravitationsbeschleunigung des Mondes in Richtung Sonne ist.

Die Beschleunigung des Mondes zur Sonne, $-GM_odotfrac{oldsymbol R+oldsymbol r}{||oldsymbol R+oldsymbol r||^3}$ ist in der Tat etwa doppelt so hoch wie die des Mondes zur Erde, $ -GM_oplusfrac{oldsymbol r}{||oldsymbol r||^3}$. Dies ist irrelevant. Relevant ist die Erdbeschleunigung des Mondes aufgrund der Gravitation im Vergleich zur Differenz zwischen der Erdbeschleunigung des Mondes und der Sonne zur Sonne, $$oldsymbol a_{odot, ext{rel}} = -GM_{odot}left( frac{oldsymbol R + oldsymbol r}{||oldsymbol R + oldsymbol r||^3} - frac{oldsymbol R}{||oldsymbol R||^3} ight)$$ This relative Beschleunigung zur Sonne ist eine kleine Störung (weniger als 1/87das in Magnitude) von der Gravitationsbeschleunigung des Mondes zur Erde. Unter den gegenwärtigen Umständen kann die Sonne den Mond nicht von der Erde wegziehen.

Längere Antwort:

Die von der Sonne auf den Mond ausgeübte Gravitationskraft ist doppelt so groß wie die von der Erde auf den Mond ausgeübte. Warum also sagen wir, dass der Mond die Erde umkreist? Dies hat zwei Antworten. Einer ist, dass "Umlaufbahn" kein sich gegenseitig ausschließender Begriff ist. Nur weil der Mond die Erde umkreist (und das tut er), heißt das nicht, dass er nicht auch die Sonne (oder die Milchstraße) umkreist. Es tut.

Die andere Antwort ist, dass die Gravitationskraft so wie sie ist keine gute Metrik ist. Die Anziehungskraft von Sonne und Erde ist in einer Entfernung von etwa 260000 km von der Erde gleich. Das kurz- und langfristige Verhalten eines Objekts, das die Erde bei 270000 km umkreist, ist im Wesentlichen das gleiche wie das eines Objekts, das die Erde bei 250000 km umkreist. Diese 260000 km, bei denen die Gravitationskräfte von Sonne und Erde gleich groß sind, sind praktisch bedeutungslos.

Eine bessere Metrik ist die Entfernung, bei der eine Umlaufbahn lange, lange, lange Zeit stabil bleibt. Beim Zwei-Körper-Problem sind Bahnen in jeder Entfernung stabil, solange die gesamte mechanische Energie negativ ist. Dies ist beim Mehrkörperproblem nicht mehr der Fall. Die Hill-Kugel ist eine einigermaßen vernünftige Metrik im Drei-Körper-Problem.

Die Hill-Kugel ist eine Annäherung an eine viel komplexere Form, und diese komplexe Form erfasst keine Langzeitdynamik. Ein Objekt, das sich kreisförmig um (z. B.) 2/3 des Radius der Hill-Kugel bewegt, bleibt nicht lange in einer kreisförmigen Umlaufbahn. Seine Umlaufbahn wird stattdessen ziemlich verwinkelt und taucht manchmal bis zu 1/3 des Radius der Hügelkugel vom Planeten ab, manchmal bewegt sie sich leicht außerhalb der Hügelkugel. Das Objekt entkommt den Anziehungskräften des Planeten, wenn eine dieser Exkursionen über die Hill-Kugel in der Nähe des Lagrange-Punktes L1 oder L2 stattfindet.

Beim N-Körper-Problem (zum Beispiel Sonne plus Erde plus Venus, Jupiter und alle anderen Planeten) bleibt die Hill-Kugel eine einigermaßen gute Metrik, aber sie muss etwas verkleinert werden. Bei einem Objekt in einer prograden Umlaufbahn wie dem Mond bleibt die Umlaufbahn des Objekts über einen sehr langen Zeitraum stabil, solange der Umlaufradius weniger als 1/2 (und vielleicht 1/3) des Radius der Hill-Kugel beträgt.

Die Umlaufbahn des Mondes um die Erde beträgt derzeit etwa 1/4 des Erdkugelradius. Das liegt selbst im konservativsten Rahmen. Der Mond umkreist die Erde seit 4,5 Milliarden Jahren und wird dies noch einige Milliarden Jahre in der Zukunft tun.


Wenn wir die Erde "halten" und die Sonne "entfernen", würde der Mond nicht bei der Erde bleiben, sondern der Sonne folgen. Es ist der einzige Satellit im Sonnensystem, der stärker von der Sonne angezogen wird als von seinem eigenen Wirtsplaneten:

Unser Mond ist unter allen Satelliten der Planeten einzigartig, insofern er der einzige planetarische Satellit ist, dessen Umlaufbahnradius den Schwellenwert überschreitet, das heißt, er ist der einzige Satellit, auf dem die Gravitationsbeschleunigung der Sonne die Gravitationsbeschleunigung des Wirtsplaneten überschreitet. Folglich ist er der einzige Mond im Sonnensystem, der immer auf die Sonne zufällt.

Der Mond dreht sich immer der Sonne zu


Wenn der Mond nun der Erde entfliehen und zur Sonne gehen muss, braucht er dafür mehr Geschwindigkeit. Es kann der Erde nicht entkommen, bis seine Geschwindigkeit für die Flucht ausreicht. Es braucht mehr Geschwindigkeit.

Die Umlaufbahn des Mondes um die Sonne ist im Wesentlichen ein Kreis mit einem Radius von 150 Millionen km. Seine Umlaufbahn um die Welt hat nur einen Radius von 400 000 km, daher ist die Wirkung der Erde nur eine geringfügige Störung davon.

Von der Sonne aus betrachtet hat der Mond eine kreisförmige Umlaufbahn um ihn, genau wie die Erde, und ihre Wirkung aufeinander ist fast vernachlässigbar.


Newton-Gesetz: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_law_of_universal_gravitation

F=G*(m1*m2)/d² ist die Gravitationskraft zwischen 2 Massepunkten m1 und m2, getrennt durch einen Abstand d. G ist die Gravitationskonstante (ich erinnere mich nicht an den Wert).
--> F_erde/mond=F_mond/erde=G*(m_mond*m_erde)/d²
Das gleiche gilt für F_Sonne/Mond

Sie werden feststellen, dass F_Erde/Mond größer ist als die andere Kraft, sodass der Mond mehr von der Erde angezogen wird als von der Sonne.


Warum zieht die Sonne den Mond nicht von der Erde weg? - Astronomie

Das stimmt! Ein Mondmonat oder 29,5 Erdtage.

Es ist relativ leicht zu verstehen, warum der Mondmonat und der Erdmonat gleich lang sind. Bei Vollmond (von der Erde aus gesehen) befindet er sich auf der sonnenabgewandten Seite der Erde. Das bedeutet, dass sich die Erde zwischen Mond und Sonne befindet. Vom Mond aus gesehen ist die Erde "neu"—nur ihre Nachtseite ist sichtbar. Umgekehrt, wenn der Mond "neu" ist, befindet er sich zwischen der Erde und der Sonne, und die Erde ist "voll".

Es ist ziemlich offensichtlich, dass der Mond die Erde umkreist, oder? Wussten Sie, dass die Sonne den Mond mehr als doppelt so stark anzieht wie die Erde? Warum also reißt die Sonne den Mond nicht aus der Anziehungskraft der Erde?

Die Antwort ist, weil der Mond effektiv die Sonne umkreist! Die Erde verursacht wirklich nur eine Störung (mit anderen Worten, eine Variation oder Ablenkung) der Mondbahn, während der Mond um die Sonne wandert. Diese Störung ist eine sehr regelmäßige Umlaufbahn um die Erde.

Das Filmmaterial vom Aufgang der Erde über dem Mondhorizont wurde übrigens von einem Astronauten aufgenommen, während er den Mond umkreiste, und wurde nicht von der Mondoberfläche aufgenommen.


Der Mond, die Erde und die Schwerkraft

Was würde passieren, wenn sich ein aufstrebender Bösewicht, ein etwas zu alter und tauber Wissenschaftler und eine Gruppe tollpatschiger und boshafter Gehilfen an den Bau von Raketen und Antigravitationswaffen wagen würden? Das erfahrt ihr in Ich – Einfach unverbesserlich, dem 3D-Animationsfilm von Universal Pictures, der am 15. Oktober in die Kinos kommt. Im Film kämpfen unsere seltsamen Helden mit dem Mond, seiner Masse und der Schwerkraft.

Lassen Sie uns also kurz über diese Schlüsselkonzepte sprechen, um besser zu verstehen, was im Film passiert. Haben Sie schon einmal gesehen, wie eine Frucht oder ein Gegenstand von einem Baum fällt? Und haben Sie schon einmal versucht, einen Stein zu werfen und ihn fallen zu sehen? Diese Kraft, die Dinge „nach unten bringt“, wird als Gravitationskraft bezeichnet.

Durch ihre Anziehungskraft werden wir ständig von der Erde angezogen. Deshalb bleiben wir immer mit den Füßen auf dem Boden. Wir müssen nicht in direktem Kontakt mit der Erde sein, um von ihr angezogen zu werden, aber nicht zu weit entfernt zu sein reicht gerade aus, damit die gleichen Kräfte wirken. Deshalb kreist unser eigener Planet um die Sonne und der Mond um die Erde.

Die Gravitationskraft wird durch die Masse eines Objekts bestimmt. Die Gravitationskraft zwischen zwei Objekten ist proportional zur Masse der Objekte und nimmt sehr schnell ab, sobald wir sie trennen. Tatsächlich ziehen wir mit „unserer“ Schwerkraft auch Objekte an, aber wir sind zu leicht, um die Auswirkungen zu sehen! Die Sonne ist jedoch so groß, dass sie uns auch in so großer Entfernung nahe halten kann. Der Mond übt auch seine Schwerkraft aus, da er kleiner und leichter als die Erde ist. Wenn wir uns darauf wiegen könnten, würden wir feststellen, dass wir etwa ein Sechstel unseres Gewichts auf der Erde wiegen.

Man könnte fragen, warum der Mond nicht wie ein Apfel vom Baum auf die Erde fällt. Der Grund ist, dass der Mond nie still steht. Es bewegt sich ständig um uns herum. Ohne die Schwerkraft der Erde würde es einfach in den Weltraum schweben. Diese Mischung aus Geschwindigkeit und Entfernung von der Erde ermöglicht es dem Mond, zwischen Fall und Flucht immer im Gleichgewicht zu sein. Wenn es schneller wäre, würde es langsamer entkommen und würde fallen!

Wir sagten, die Schwerkraft hängt auch von der Entfernung ab. Wenn wir uns genug distanzieren würden, könnten wir seinem Einfluss entkommen. Das versuchen wir mit Raumfahrzeugen. Wir müssen die sogenannte „Fluchtgeschwindigkeit“ von etwa 11,2 km/s erreichen und überschreiten (bei einer solchen Geschwindigkeit könnten wir uns in nur zehn Minuten von London nach New York bewegen!). Sobald ein Shuttle diese Geschwindigkeit erreicht, kann es sich im Sonnensystem frei bewegen.

In einem umkreisenden Shuttle spüren wir die Anziehungskraft der Erde nicht. Gegenstände fallen nicht, sie schweben, wenn man hochspringt, man kommt nicht wieder runter. Ähnliches passiert auch Astronauten, wenn sie sich in Raumstationen befinden, die die Erde umkreisen.

In Despicable Me sehen Sie Raketen fliegen und die Auswirkungen der Schwerkraft auf den Mond. Gru hat eine Gruppe von Assistenten namens Minions, die ihm dabei helfen, den Mond zu stehlen und der berühmteste Bösewicht der Welt zu werden. Wir hoffen, Ihnen gefällt der Film!


Verursacht die Sonne die globale Erwärmung?

Die obige Grafik vergleicht die globalen Veränderungen der Oberflächentemperatur (rote Linie) und die von der Erde aufgenommene Sonnenenergie (gelbe Linie) in Watt (Energieeinheiten) pro Quadratmeter seit 1880. Die helleren/dünneren Linien zeigen die Jahreswerte, während die dickere/dickere Linien zeigen die Trends im 11-Jahres-Durchschnitt. Mittelwerte von elf Jahren werden verwendet, um das natürliche Rauschen von Jahr zu Jahr in den Daten zu reduzieren, wodurch die zugrunde liegenden Trends deutlicher werden.

Die Menge der von der Erde aufgenommenen Sonnenenergie folgte dem natürlichen 11-Jahres-Zyklus der Sonne mit kleinen Höhen und Tiefen ohne Nettozunahme seit den 1950er Jahren. Im gleichen Zeitraum ist die globale Temperatur deutlich gestiegen. Es ist daher äußerst unwahrscheinlich, dass die Sonne den beobachteten globalen Temperaturerwärmungstrend im letzten halben Jahrhundert verursacht hat.

Nein. Die Sonne kann das Klima der Erde beeinflussen, aber sie ist nicht für den Erwärmungstrend verantwortlich, den wir in den letzten Jahrzehnten beobachtet haben. Die Sonne ist ein Lebensspender, der dazu beiträgt, den Planeten warm genug zu halten, damit wir überleben können. Wir wissen, dass subtile Veränderungen in der Erdumlaufbahn um die Sonne für das Kommen und Gehen der Eiszeiten verantwortlich sind. Aber die Erwärmung, die wir in den letzten Jahrzehnten gesehen haben, ist zu schnell, um mit Veränderungen der Erdumlaufbahn in Verbindung gebracht zu werden, und zu groß, um durch Sonnenaktivität verursacht zu werden.

Eine der "rauchenden Waffen", die uns sagt, dass die Sonne keine globale Erwärmung verursacht, stammt aus der Betrachtung der Sonnenenergie, die auf die Spitze der Atmosphäre trifft. Seit 1978 verfolgen Wissenschaftler dies mit Sensoren auf Satelliten und sagen uns, dass es keinen Aufwärtstrend in der Menge der Sonnenenergie gab, die die Erde erreicht.

Eine zweite rauchende Waffe ist, dass wir, wenn die Sonne für die globale Erwärmung verantwortlich wäre, eine Erwärmung in allen Schichten der Atmosphäre erwarten würden, von der Oberfläche bis zur oberen Atmosphäre (Stratosphäre). Aber was wir tatsächlich sehen, ist eine Erwärmung an der Oberfläche und eine Abkühlung in der Stratosphäre. Dies steht im Einklang damit, dass die Erwärmung durch eine Ansammlung von wärmespeichernden Gasen in der Nähe der Erdoberfläche verursacht wird und nicht dadurch, dass die Sonne „heißer wird.&rdquo


F: Wenn die Sonne die Dinge direkt anzieht, warum bewegt sich dann alles im Kreis um sie herum?

Physiker: Newtons Bewegungsgesetze sagen:

Wo MP und einP sind Masse und Beschleunigung eines Planeten, MS ist die Masse der Sonne, R ist der Abstand zwischen ihnen und G ist eine universelle Konstante. Was diese ziemlich kühne Aussage sagt ist “ wenn du in der Nähe der Sonne existierst, dann beschleunigst du auf sie zu”. Jeder der Planeten, Monde, Staubkörner usw. sagen alle dasselbe (“Hey! Beschleunige auf mich zu!”), es ist genau das mit 99,86% der Masse im Sonnensystem, die Sonne sagt es am lautesten.

Eine Kraft, wie die Schwerkraft, beschleunigt das Objekt, auf das es wirkt. Um zu verstehen, was eine Kraft ist, ist es wichtig, die Beschleunigung zu verstehen. Geschwindigkeit beschreibt, wie schnell sich Ihre Position ändert, während Beschleunigung beschreibt, wie schnell Ihre Geschwindigkeit ist velocity Ändern.

“Velocity” unterscheidet sich von “speed”, da die Geschwindigkeit eine Beschreibung dafür ist, wie schnell Sie gehen und in welcher Richtung 󈫺 mph Nord” eine Geschwindigkeit ist, während 󈫺 mph” eine Geschwindigkeit ist. Sie können also eine Beschleunigung haben, die Ihre Geschwindigkeit ändert, indem Sie Ihre Geschwindigkeit ändern und / oder Ihre Richtung ändern.

Stellen Sie sich vor, Sie sitzen in einem Auto (Ihre Geschwindigkeit zeigt nach vorne):

Wenn Sie vorwärts beschleunigen, beschleunigen Sie.

Wenn Sie rückwärts beschleunigen, verlangsamen Sie (“verzögern”).

Wenn Sie nach rechts oder links beschleunigen, drehen Sie in diese Richtung, behalten aber die gleiche Geschwindigkeit bei.

Beachten Sie, dass, wenn Sie auf diese Weise über Beschleunigung sprechen, plötzlich der Druck, den Sie beim Gasgeben in Ihren Sitz verspüren, derselbe ist, wie der Druck, den Sie beim Bremsen in den Sicherheitsgurt verspüren, der gleiche wie die Zentrifugalkraft, die Sie zum links, wenn Sie rechts abbiegen.

Ein Planet, der die Sonne umkreist, beschleunigt immer auf sie zu. Aber anstatt die Geschwindigkeit des Planeten zu ändern, ändert die Beschleunigung die Richtung des Planeten.

Bei Planeten gelten die gleichen Regeln. Ein Planet, der sich auf einer kreisförmigen Umlaufbahn um die Sonne bewegt, hat die Sonne immer etwa 90° zur Seite der Richtung, in die er sich bewegt. Dies bedeutet, dass sich der Planet immer dreht, sich aber immer mit etwa der gleichen Geschwindigkeit bewegt. Die Planeten bewegen sich so schnell, dass sie sich, wenn sie sich ein wenig gedreht haben, weit genug bewegt haben, dass die Sonne in einer neuen Position steht, immer noch 90° zur Seite.

So kann ein Planet für immer auf die Sonne zu beschleunigen, ohne näher zu kommen. Die Seitwärtsbewegung von Planeten ist darauf zurückzuführen, dass sich ein Planet, wenn er sich nicht seitwärts bewegen würde, in kurzer Zeit in der Sonne wiederfinden würde. Tatsächlich ist die Sonne nichts anderes als eine riesige Ansammlung all der Materie aus der Entstehung des Sonnensystems, die sich nicht schnell genug seitwärts bewegte (was fast alles davon ist).

Warum Dinge in kreisförmigen Umlaufbahnen enden, ist eine subtilere Frage. Die schnellste Erklärung ist, dass Dinge in nicht kreisförmigen Umlaufbahnen in Schwierigkeiten geraten, bis entweder ihre Umlaufbahn ausreichend rund ist oder sie zerstört werden. Es ist nicht so, dass kreisförmige Umlaufbahnen irgendwie besser sind, es ist nur so, dass andere Umlaufbahnen ein höheres Risiko für ernsthafte Einschläge oder Gravitationswechselwirkungen (z. B. mit Jupiter) bergen, die zu kurzen, unglücklichen Umlaufbahnen führen können.

Angenommen, eine Umlaufbahn ist stabil, dann ist sie eine Ellipse (hier auf gibt es einen Beitrag dazu genau warum, aber es ist eine ganze Sache.). Ein Kreis ist die einfachste Art von Ellipse, aber Ellipsen können extrem gestreckt werden. Kometen haben beispielsweise sehr elliptische Bahnen (wie Sedna im Bild unten). In diesen Umlaufbahnen bewegt sich der Komet meistens auf die Sonne zu und von ihr weg, daher ziehen die Sonnenstrahlen für sie meist ändert ihre Geschwindigkeit und ändert ihre Richtung weniger.

Es gibt nichts Besonderes an den Umlaufbahnen der Planeten. Die acht (oder neun oder mehr) Planeten, die wir im Sonnensystem haben, sind nicht die einzigen Planeten, die sich gebildet haben, sie sind die einzigen Planeten, die übrig geblieben sind. Wenn sich Dinge in stark elliptischen Bahnen befinden, neigen sie dazu, "über die gesamte Straße zu fahren" und gegen Dinge zu knallen. Wenn Dinge ineinander klatschen, passiert eines der wenigen Dinge, die im Allgemeinen brechen oder nicht. Wenn wir unsere planetaren Nachbarn betrachten, sehen wir Krater, die Einschläge bis zur Grenze dessen anzeigen, was dieser Planet oder Mond ohne Zerbrechen bewältigen könnte. Vermutlich da sollte Es sind Einschläge, die größer sind, als ein Planet aushalten kann, aber (nicht überraschend) hinterlassen diese Einschläge keine Krater, die wir finden können.

Stickney-Krater (linke Seite) auf dem winzigen Marsmond Phobos oder “Why Phobos Nearly Wasn’t”.

Objekte mit extrem elliptischen Bahnen werden also eher in die Luft gesprengt. Aber selbst wenn zwei Objekte aufeinander treffen und verschmelzen, ist die resultierende Flugbahn ein Durchschnitt der ursprünglichen Flugbahnen beider Objekte, und diese neigt dazu, kreisförmiger zu sein. Dies ist ein Teil der Akkretion, und die Ringe des Saturn sind ein schönes Beispiel für die nahezu perfekten Kreisbahnen, die daraus resultieren.

Die Staubkörner in der Umlaufbahn um Saturn stoßen aneinander und mitteln sich langsam, bis ihre Umlaufbahnen fast perfekt kreisförmig sind (was bedeutet, dass sie viel seltener aufeinander stoßen).

Bei einer enormen Zeitdauer neigt ein großer Materialklumpen im Weltraum dazu, sich zu einer Kugel zu verdichten (mit dem größten Teil der Materie) und einer dünnen Scheibe übriggebliebenen Materials, die sich in kreisförmigen Umlaufbahnen um sie herum bewegt.


Ep. 113: Der Mond, Teil 1

Hey, hier ist ein Thema, zu dem wir noch nicht wirklich gekommen sind, … der Mond. Heute betrachten wir unseren nächsten astronomischen Begleiter: den Mond. Welchen Einfluss hat der Mond auf unser Leben, woher kommt er, wer hat ihn betreten und werden wir ihn jemals wieder betreten? Wir werden etwas über die Phasen, die Gezeiten und sogar ein wenig über die Pläne der NASA erfahren, Menschen zurück zum Mond zu schicken.

Notizen anzeigen

Mondphasen

    — Moon Connection — US Naval Observatory (sehen Sie, wie der Mond an jedem Tag, in der Vergangenheit oder in der Zukunft aussah/wie er aussehen wird — US Naval Observatory — Universe Today’s Guide to Space — Universe Today& #8217s Guide to Space — Yahoo Education (scheint YE wie ein Oxymoron zu sein?)

Die Mond-Illusion

Der Mond selbst

    — Starry Skies — DigiPro — Cornell U — UTK — Nine Planets — Wiki — UTK (Namen und Orte)– Ames Research Center — Wiki — Wiki —Wiki
  • Mondstaubprobleme hier und hier — Universe Today — Universe Today

Transkript: Der Mond, Teil 1

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Fraser Kain: Der Mond!

Dr. Pamela Gay: Der Mond – pünktlich zu Halloween!

Fraser: Genau du weißt, dass wir diese Show jetzt seit 113 Folgen machen und wir noch nicht einmal gemacht haben 'Der Mond' noch. Wir haben eine Episode darüber gemacht, woher der Mond kommt. Ja, aber die Leute fragen, ob du jemals Episoden machen wirst? Huch!

Pamela: [Gelächter] Nein, wir werden wichtige Themen einfach vergessen.

Fraser: Warten Sie, bis Sie unser Thema für nächste Woche hören. [Gelächter] Lass das eine Überraschung sein. Okay, heute schauen wir uns unseren nächsten astronomischen Begleiter an – den Mond. Welchen Einfluss hat der Mond auf unser Leben? Woher kam das? Wer ist darauf gelaufen? Werden wir jemals wieder darauf laufen?

Wir werden etwas über die Phasen, die Gezeiten und sogar ein wenig über die beunruhigten [Gelächter] Pläne der NASA erfahren, Menschen zurück zum Mond zu schicken. Beginnen wir mit den Phasen. Wir schauen auf den Mond und manchmal sehen wir ihn im Schatten und manchmal sehen wir ihn als Vollmond oder verschiedene Halbmonde. Was ist los?

Pamela: Nun, im Grunde ist es nur der Mond, der von der Sonne beleuchtet wird. Die Sonne befindet sich auf einer Seite des Planeten Erde, der Mond wechselt ständig, auf welcher Seite der Erde er sich befindet, und während er sich im Licht der Sonne bewegt, sehen Sie verschiedene Aspekte davon beleuchtet.

Eines der wirklich verbreiteten Missverständnisse über Mond und Sonne und die Funktionsweise all dieser verrückten Phasen ist, dass wir einen Teil des Mondes im Schatten sehen, weil er tatsächlich in den Schatten der Erde übergeht. Das hat ABSOLUT nichts damit zu tun.

Der Mond hält sich im Allgemeinen vollständig außerhalb des Erdschattens. Das einzige Mal, dass der Mond in den Erdschatten eingreift, sind Finsternisse, die etwa alle sechs Monate auftreten.

Fraser: So wie der Mond immer beleuchtet ist, nur die Hälfte davon, oder? Nur eine Hälfte, welche Seite der Sonne zugewandt ist, wird beleuchtet. Wenn Sie den Mond halten und umdrehen könnten, könnten Sie nur sehen, dass eine Hälfte des Mondes beleuchtet ist. Die andere Hälfte liegt im Schatten.

Pamela: Wenn der halbe Mond immer, immer, immer beleuchtet ist, ist immer die Hälfte des Mondes beleuchtet, was sich ändert, ist, welcher Teil des Mondes wir sehen können. Wenn wir also den Ausdruck „dark side of the Moon“ verwenden, der eine großartige Pink Floyd-CD ist…

Fraser: Völlig falsch [Gelächter]

Pamela: Komplett falsch. Die dunkle Seite des Mondes wird genauso oft beleuchtet wie die helle, nicht dunkle Seite des Mondes. Das Dunkle daran ist unsere Fähigkeit, es zu sehen.

Es fehlen uns also Informationen. Wir haben überall Sonden geschickt, wir haben Karten genommen und wir haben es im Allgemeinen nicht mit dem menschlichen Augapfel gesehen.

Fraser: Genau das ist die andere Seite des Mondes. Das ist ganz anders.

Pamela: Und so ist die andere Seite des Mondes die Seite, die niemals dem Planeten Erde zugewandt ist und genauso viel Sonnenlicht bekommt wie die Seite, die wir die ganze Zeit sehen. Hier kommen die Phasen her. Wenn Sie den Mond nehmen und ihn zwischen uns und die Sonne stellen, ist die Seite des Mondes, die beleuchtet wird, die Seite des Mondes, die der Sonne am nächsten ist. Wir können diese Seite nicht sehen, weil wir uns auf der anderen Seite des Mondes von der Sonne befinden.

Wenn sich der Mond wahrscheinlich unter oder über der Sonne am Himmel befindet, befinden sie sich im Grunde auf einer Linie zwischen uns und der Sonne, auf einem Blatt Papier zwischen uns und der Sonne.

Dann enden Sie mit dem, was wir einen „Neumond“ nennen, einen Mond, bei dem wir nichts von der Oberfläche des Mondes beleuchtet sehen. Wenn er sich von der Sonne wegbewegt, während er von der Sonne aus am Himmel zurück nach links kreist, sehen wir am Ende eine "Mondsichel".

Wenn Sie also auf das Erde-Mond-Sonne-System hinunterblicken, dreht sich der Mond im Wesentlichen gegen den Uhrzeigersinn um die Erde. Wenn Sie mit einer netten höflichen Linie mit Erde, Mond und Sonne beginnen, bewegt sich der Mond gegen den Uhrzeigersinn nach oben. Es wird zu dem, was wir einen „Ersten Viertelmond“ nennen.

In dieser Situation haben wir immer noch die Hälfte des Mondes beleuchtet, aber wir haben jetzt einen rechten Winkel, in dem Sie die Sonne auf einer Seite haben, den Mond gerade von der Erde und die Erde bildet diesen rechtwinkligen Teil des Dreiecks.

Wir werden viele hübsche Diagramme in unsere Shownotes kleben. In dieser rechtwinkligen Situation wird der halbe Mond beleuchtet, aber wir sehen nur ein Viertel des beleuchteten Teils.

Deshalb nennen wir es einen „Viertelmond“. Es sieht so aus, als ob der halbe Mond beleuchtet wäre, aber Sie müssen sich daran erinnern, dass wir beim Betrachten des Mondes die Hälfte des Mondes sehen und eine halbe Hälfte ein Viertel ist.

Dies ist eines der Dinge, über die man wirklich nachdenken kann, aber "Erster Viertelmond" ist, wenn Sie von "Neumond" dazu kommen, die Hälfte des halben Mondes am Himmel beleuchtet zu sehen.

Fraser: Richtig, und wenn der Mond heller wird, nennen wir das „Wachs“.

Pamela: Also werden wir Wachs auf Wachs haben. Im Fall von Wax Off ist es ein „Abnehmender Mond“ – das schicke Wort, das wir dafür verwenden. Wir gehen von ‚New Moon‘ zu ‚First Quarter‘. Der Mond dreht sich weiter gegen den Uhrzeigersinn um die Erde und richtet sich schließlich so aus, dass er sich entweder über oder unter der Erde am Himmel befindet, wenn Sie eine gerade Linie zwischen der Sonne, der Erde und dem Mond ziehen.

In diesem Fall befindet sich die Erde zwischen Mond und Sonne. In diesem Fall können wir also den Mond betrachten und ihn vollständig beleuchtet sehen, und dies nennen wir einen "Vollmond". Sie sehen tatsächlich zwei Viertel oder die Hälfte des Mondes und wir nennen es einen "Vollmond".

Eine Möglichkeit, sich das vorzustellen, besteht darin, sich vorzustellen, dass Sie mit einem anderen Schauspieler auf der Bühne stehen. Wenn Sie im Rampenlicht stehen und der Schauspieler, mit dem Sie sprechen, mit dem Rücken zum Publikum vor Ihnen steht, wird sein Rücken von den Scheinwerfern beleuchtet und die Seite, die Sie sehen, ist im Dunkeln.

Das Publikum sieht dich komplett erleuchtet. Wenn Sie nun die Positionen umkehren, sodass sie dem Publikum zugewandt sind und Ihr Rücken dem Publikum zugewandt ist, sehen Sie sie vollständig vom Scheinwerfer beleuchtet und sie sehen Sie in der Dunkelheit.

Ein „Vollmond“ steht um Mitternacht direkt über uns, wenn wir der Sonne den Rücken zugekehrt haben und der Mond der Sonne zugewandt ist – in diesem Fall unserem Publikum.

Fraser: Und dann führt dies, denke ich, zu der Frage, dass, wenn sich Sonne und Mond auf gegenüberliegenden Seiten der Erde befinden, warum der Mond dann nicht in den Schatten der Erde geht? Man könnte meinen, wenn es perfekt ausgerichtet wäre, wäre es im Schatten.

Pamela: Und deshalb habe ich gesagt, es ist oben oder unten. Die Umlaufbahn des Mondes ist gegenüber dem Äquator der Erde geneigt. Die Erde selbst ist ebenfalls geneigt. Wenn Sie also all diese verrückten Winkel zusammenbringen, ist das Ergebnis, dass der Mond im Allgemeinen am Himmel über der Erde steht, so dass Sie auf dem Mond stehen und über die Oberseite der Erde oder unter den Boden der Erde schauen könnten bei der Sonne in der Ferne.

Es ist diese Neigung, bei der Sie in einer Schleife um die Erde gehen, die den Äquator einmal überquert, wenn sie auf die Sonne zugeht und einmal, wenn sie sich von der Sonne entfernt. Es wird im Allgemeinen über oder unter die Erde getragen, damit Sie die Sonne immer über oder unter sehen können.

Fraser: Aber manchmal stellen sie sich im Schatten auf.

Pamela: Zweimal im Jahr und da wird es wichtig, dass der Mond den Äquator der Erde zweimal auf jeder Umlaufbahn überquert – einmal nach oben und einmal nach unten.

Zweimal im Jahr stellt es sich normalerweise so auf, dass sich der Mond in den schönen großen Schatten der Erde pflanzt und oft auch zweimal im Jahr, dass sich der Mond zwischen uns und die Sonne stellt, damit der sehr kleine Schatten des Mondes irgendwo geworfen werden kann auf der Erdoberfläche, da sie die Sonne ausblendet.

Diese genaue Ausrichtung dessen, was wir die Knoten nennen – diese genaue Ausrichtung, wo die Umlaufbahn des Mondes den Äquator der Erde kreuzt, findet normalerweise nur zweimal im Jahr statt.

Um dies klarzustellen, es ist nicht die Überquerung des Äquators, die notwendigerweise die Sonnenfinsternis verursacht – obwohl dies passieren kann, wenn Sie genau zu einer Sonnenwende eine haben. Es ist eigentlich die Kreuzung der Ekliptik, die die Linie ist, auf der sich die Sonne am Himmel befindet, die die Finsternisse verursacht.

Es überquert also zweimal pro Umlauf den Äquator und zweimal pro Umlauf die Ekliptik. Es ist diese Kreuzung der Ekliptik, die zu Sonnen- und Mondfinsternissen führt.

Fraser: Richtig, und wir haben vor, eine ganze Show über Finsternisse zu machen, aber das ist eine Art Geometrie, die mit dem Mond und der Sonne und der Erde zu tun hat. Deshalb sehen wir Finsternisse und deshalb sehen wir die Phasen. Lassen Sie uns nun über den Einfluss des Mondes sprechen, der die Gezeiten sind.

Pamela: Gezeiten werden verursacht durch – Brunnenwasser-Schlamm – und tatsächlich auch durch Fels-Schlamm, nur so denken wir normalerweise nicht darüber. Wenn der Mond gerade über ihm steht, kann er einen zusätzlichen Zug auf alles ausüben, was sich direkt unter ihm befindet, das Meer, das Gestein, die Berge, die Erde und versucht, dieses Zeug in seine Richtung zu ziehen.

Jetzt dreht sich die Erde, so dass Dinge zur gleichen Zeit hochgezogen und weggetragen werden, sodass „High Tide“ dem Mond immer ein bisschen voraus ist.

Wenn Sie von einem mythischen Ort im Weltraum wieder auf den Mond schauen, der sich gegen den Uhrzeigersinn um den Planeten Erde dreht und die Erde sich ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn dreht, wenn Sie auf das System hinunterschauen, sehen Sie, wie sich die Erde dreht und 'High Tide' vor dem Mond tragen.

Fraser: Aber ist es tatsächlich so, als ob die Schwerkraft des Mondes nach unten greift und den Ozean nur anzieht? Ich habe Bilder gesehen und es sieht so aus, als ob es auf beiden Seiten des Planeten Ausbuchtungen gibt.

Pamela: Das ist der coole Teil. Auf der anderen Seite hast du tatsächlich weniger Kraft. Da Sie also weniger Kraft haben, werden die Dinge nicht so stark zerquetscht. So summieren sich die Streitkräfte überall.

Wenn Sie sich im rechten Winkel befinden und die Rotation der Erde eingeworfen wird, um die Dinge komplizierter zu machen, befinden Sie sich auf halbem Weg zwischen "High Tide". Hier haben wir die „Ebbe“.

In diesem Fall sind die Kräfte in der Mitte, wenn der Mond gerade über Ihnen steht und ein wenig für die Rotation der Erde, auf die Sie die meiste Kraft ausgeübt haben. Sie enden mit einer "High Tide".

Wenn man sich auf der gegenüberliegenden Seite des Planeten befindet – plus ein bisschen eingeworfen für die Rotation – hat man die geringste Kraft und dies führt auch zu einer „High Tide“, da die Dinge nicht so stark zerquetscht werden. Es ist irgendwie seltsam, darüber nachzudenken.

Fraser: Deshalb bekommen wir jeden Tag zwei Fluten und zwei Ebbe. Wir durchfahren die Flut und dann die Ebbe und dann die andere Flut und dann die Ebbe und dann wieder zurück zum Ausgangspunkt.

Pamela: Wenn Sie also am Strand herumhängen, bemerken Sie, wenn Sie den Mond direkt über Ihnen sehen, und bemerken Sie dann, wenn Sie die "High Tide" sehen.

Fraser: Cool. Okay, und ich möchte noch eine letzte Sache sagen, die die Mondillusion ist. [Gelächter] Hast du es jemals gesehen?

Es ist völlig richtig, dass Sie den Mond am Horizont sehen und er sieht gigantisch aus. Später, wenn Sie den Mond dann wirklich hoch über sich sehen, ist er winzig klein.

Pamela: Aber Sie können es immer mit der Fingerspitze blockieren.

Fraser: Ja, eines der großartigen Experimente – ich glaube, Phil hat mir das erzählt – ist, dass man ein Aspirin auf Armlänge hält und so groß ist der Mond. Sie können sehen, dass der Mond, wenn Sie Ihren kleinen Finger wie gesagt ausstrecken, Ihr Nagel gerade das Ende des Mondes bedecken sollte. Versuchen Sie es dann erneut, wenn der Mond weit über ihm steht und die gleiche Größe hat.

Pamela: Was passiert, ist, wenn unser Gehirn Bäume, Autos und all dieses andere Zeug hat, mit dem es die Größe des Mondes kontextualisieren kann, und es geht ooh, großer hübscher Mond – wunderschön.

But then when the Moon is lost in a sea of nothingness up in just hanging out in the middle of the Sky, without anything around it our brain goes, ooh, little tiny thing. It’s just completely an illusion – that’s all it is.

Fraser: Just completely trick of the brain, wow.

Pamela: The human mind is a strange and scary place. [Laughter]

Fraser: Okay so now we mentioned earlier on in the show that there’s a near side of the Moon and a far side of the Moon. What’s going on there? Maybe we can talk a bit about the Moon’s orbit around the Earth.

Pamela: Once upon a time, long, long ago in the Solar System we live in the Earth was a large blob. We talked about in a former episode that the Moon was formed by something roughly the size of Mars coming along and splashing into what used to be the Earth colliding and flinging the lighter stuff up into Space.

That lighter stuff re-congealed in the form of the Moon. It was closer, it was rotating and over time this new body that formed out of this collision, this new Moon that formed around the Earth formed with a very strange asymmetry.

If you were able to take the Moon cut it in half and put an ‘X’ down where the center of mass is and where the center of its shape is, the center of mass is actually off to one side.

This is sort of like you can imagine having a basketball that has a lead weight off slightly to the side of the center of it. It’s not perfectly centered but off to the side. When you try and spin it, it’s going to wobble in strange ways.

In this case as it tries to rotate this extra mass, this extra density on the one side is always getting yanked by the Gravity of the Earth.

This off-center yank had the effect of over time slowing rotation of the Moon. The Moon is trying to rotate and every time that extra mass isn’t pointed directly towards the Earth, the Earth’s gravity yanks on it and says “no, point that extra mass this direction” it’s exerting a torque.

Over enough millions and millions of years this extra torque, this extra yank on this non-spherical distribution of mass stopped the Moon’s rotation so that the Moon always keeps this extra dense region pointed directly at the planet Earth.

What’s kinda cool is when you actually map the entire surface of the Moon the two sides look VERY different. This is because it was easier for lunar lava to leak out on the side of the Moon that’s not facing towards the planet Earth.

We get much more lava and much more of this black stuff – the salts Lunar Mare is what they call it.

Fraser: But those are like the Seas, right? The big black blotches on the face of the Moon. So those aren’t on the far side of the Moon as much?

Pamela: No, we see at a few percent level that on the far side of the Moon, inside the deep craters there is this lava there as well. But on the near side of the Moon, over 30 percent of the Moon is covered in this black lava flow whereas it’s only a couple percent on the far side of the Moon.

Fraser: That’s pretty cool. Now if I remember correctly, the orbit of the Earth – because right now the Moon that is tidally locked to the Earth, that’s always showing the same face to the Earth – but the Earth isn’t tidally locked to the Moon.

We rotate in 24 hours while the Moon takes 27 days to go around the Earth. We’re actually slowing down, right to become tidal locked to the Moon?

Pamela: Right, our own Planet also isn’t a perfectly symmetric distribution of stuff. If we were, the entire Planet would have the exact same thickness of the ocean everywhere the exact same distribution of metals everywhere and we don’t.

As a result of differences in density in different parts of our Planet as we rotate there’s a tidal friction that is slowly trying to torque our Planet as well. As a result of all of this the Moon actually appears to be moving away from the Earth a few centimeters a year.

What’s happening is the Earth’s rotation is slowing down just a very little bit. This slowing of the Earth’s rotation with conservation of angular momentum requires that the Moon move to a larger distance away from the planet Earth.

So over time the Earth’s rotation is going to slow and slow and the Moon is going to as a result move further and further away. This means that we actually live at a pretty special time in the history of the planet Earth where the Moon is uniquely located such that most of the time when it passes in front of the Sun it fully blocks the Sun out.

Over time as the Moon moves further and further away, its size on the Sky is going to get smaller and it will reach the point where Solar Eclipses get such that what you’re actually creating is a donut of Sun instead of a completely blocked out Sun.

Fraser: You’ll be seeing transits, right? Where they just zip across the face of the Sun but you don’t actually get that big block that we do now.

Pamela: We already get this some of the time with what we call Annular Eclipses where you’re left with an annulus of Sun. But the size of the annulus and the frequency of Annular Eclipses is going to increase until all we have is Annular Eclipses and as the Moon gets further away, yeah transits may be a better word for it.

Fraser: The Annular Eclipse that’s because the Moon changes – you know it’s in an elliptical orbit around Earth – and it changes its distance, how close it gets to the Earth and if things time out right the Moon is at its farthest point when it passes in front of the Sun.

Visually it’s the smallest in the Sky and so you get the black Moon with a ring of sunlight around it. That would be pretty amazing to see I think.

Pamela: And we’re getting there, just hang out for a few more billion years.

Fraser: I think it’s 50 billion years when the Earth and the Moon become tidally locked to each other.

Pamela: But our Sun is going to crispify our System first so I’m not real worried about it.

Fraser: Yeah, I knew we had an appointment before then. [Laughter] Okay so I think that kind of explains the orbit. What is the Moon made out of?

Pamela: Swiss cheese.

Fraser: Don’t say Swiss cheese, aw I knew it! [Laughter] I guess I flubbed up on that one, didn’t I? Fine, apart from vast quantities of Swiss cheese, what is the Moon made out of?

Pamela: The tactical words we use for it is it’s made out of basically the lava stuff is the salts. It’s mostly I guess, avoiding all the geophysics and a lot of vocabulary words where I have to admit I’ll be in way over my head – I’ve been teased by more than one geophysicist for how badly I pronounce the names of minerals.

It’s made out of a lot of different minerals that are really lacking in water. That’s one of the things that we keep finding over and over. You take a lunar rock, look at what’s in it and water is not one of the ingredients.

Fraser: Right it’s like Silicon-Oxide, Titanium-Oxide, lots of Oxygen but no Hydrogen.

Pamela: It’s lacking in volatiles as well. What gets neat is when you start looking at how the surface was made. The surface is generally composed of two different regions.

There is the Lunar Mare – this is the section that is made primarily of lava either from volcanoes or from the surface liquefying during an impact event. Then there are also the Terrae, the Lunar Highlands. These are the light areas of the Moon.

The entire surface of the Moon has just been completely pulverized with craters. We can start to age different parts of the surface by looking at the number of the craters. We’re looking at the impact of large craters that we can generally see and determine a particular section has been hit by so many objects while another section has been hit by a different number of objects.

The majority of the stuff that’s hitting the Moon is little micro-meteorites. With all the impacts that have occurred over all of the millennia, this has led to the surface of the Moon basically becoming granulated. We talk about the surface of the Moon being what we call Regula which is basically dusty pulverized rock.

The thickness of the Regula varies depending on what type of surface you’re on with the older surfaces have much thicker regula and the younger surfaces have much thinner regula. We have a surface that has been blasted, is constantly getting impacted – the largest impacts ended up melting the surface, flipping the surface – we end up aging the surface by looking at the craters.

We look at the density of the craters in different places and looking at the structures that the craters have. Can we still see the rays? Have the craters themselves had craters placed on top of them? This is how we end up aging the surfaces.

Then what’s cool is we can actually say we know one section is older than another section due to the number of craters. Then we’ve actually sent people to go pick up rocks and use radio-carbon dating to put absolute numbers on the ages of the sections tested.

Fraser: When the Apollo mission was being planned, scientists weren’t sure that the Lander would be able to sit on top of the Regula. One of the fears was the Lander would land and it would just sink into the Regula like it was a snow bank.

Pamela: That was one of the fears put out by a man by the name of Fred Hoyle who has alternately come up with some of the greatest ideas in Astronomy and also some of the most wrong ideas in Astronomy.

What’s cool is he was consistently trying to think outside of the box and just make people aware of what they might be walking into as they explore new worlds and built new scientific ideas.

This was one of those things where as we contemplated what’s it going to be like to land on the Moon we had to contemplate what’s it going to be like to land on really thin pulverized dust.

Is it going to be like landing on powdery snow where you sink straight down or is it going to be more like landing on nice wet soggy snow where you can compact it and stand on the surface?

Fraser: It’s kind of both, right? The very top few centimeters is this really light powdery stuff almost like talcum powder. Below that it’s actually pretty dense.

The Astronauts had a little trouble you know they had to use hammers and chisels to actually dig out samples from the Regula.

Hoyle was thinking that they would sink into the Regula and that was wrong. But this dust is actually pretty nasty stuff.

Pamela: It is and it’s one of the things that NASA is working the hardest to try and figure out how to cope with as we look to landing on the Moon in the future. One of the more fascinating women that I interviewed when I was at the Lunar and Planetary Sciences conference last March was a Biologist who is working on trying to figure out how to mitigate the effects of dust on human beings.

You get the dust on your spacesuit, bring your spacesuit in with you and strip it off and no matter how careful you are you end up getting this dust into the atmosphere of the crew area.

It’s extremely abrasive. As you said filled with different metals and silicates, this is like the finest nastiest glass-based sand that you’ve ever encountered.

A lot of the lunar surface when it gets liquefied and re-solidifies as an effect of an impact it becomes glass. Imagine living in a low Gravity environment – Gravity on the Moon is one 6 th of what it is here on Earth – where this glass-based dust can suspend itself in the air. You’re getting it in your clothing and it is rubbing on your skin between you and your shirt.

They are actually investing money in trying to figure out what type of apparel will cause Astronauts to get the least damaged by getting dust in their clothing.

Fraser: Well but they’re going to get it in their lungs. That’s the trouble right? It’s like little pieces of glass going into your lungs.

Pamela: Being an Astronaut isn’t safe.

Fraser: No, no but I think this is not what they were anticipating and now when they’ve had a chance to really look at this stuff under the microscope, yikes, it’s really dangerous.

There was a new announcement this week which we thought we’d report on. We’ve covered this in the past which is: “Is there ice on the Moon? Maybe in some of the craters at the southern and northern poles?” There might be deposits of water ice.

Pamela: The basic idea is the Moon just like the planet Earth has gotten creamed with Comets now and then. It’s gotten basically hit with watery things that should have deposited their material on the surface of the Moon and there are places on the Moon that never see any daylight.

There are also places of the Moon that never see darkness because the mountains extend out so they’re always in sunlight. There are craters that go down deep and sunlight is never able to get inside of them at the two poles.

We’ve thought that maybe one of the craters – Shackelton is the one getting explored lately – maybe in Aitken’s Basin and Shackelton Crater, in one of these polar craters, maybe a Comet hit.

Maybe it left its ice maybe that ice is still there and we can land and use that water to help fuel a colony, provide water – we need water, it’s just that simple. However, we can’t find it.

Fraser: NASA’s Lunar Surveyor found evidence of water. It is more like found chemical evidence of it. It wasn’t actually able to take pictures of water at the southern pole but yeah, the news isn’t good.

Pamela: No and so right now we can’t completely eliminate the fact that maybe there is water maybe there isn’t water.

What we can say is if there’s water, it’s not hanging out sitting on the surface where it’s nice and shiny and easy to take pictures of.

Fraser: Right, yeah the Japanese spaceship Kaguya just took pictures of the bottom of Shackelton crater and nothing.

Pamela: Nothing – no go.

Fraser: No go – just dry dusty shadowed Moon just like the rest of it.

Pamela: If there is water ice on the Moon it’s either covered in dust so that we can’t see it or something else has happened so that it just looks just like the rest of the lunar surface. The Moon is still keeping its secrets or it has no water.

I think a lot of us are going please, please let there just be hiding the water because otherwise it’s going to be a lot harder to start putting colonies on the Moon.

Fraser: The plan was that we were going to talk about some missions, but we’re out of time. So I think we’ll stretch this out to next week.

So, next week we will talk about past and future missions to the Moon.

Pamela: And we will save our cool show to be two weeks from now. We’ll have a really cool show coming your way.


No, a Planetary Alignment on May 28 Won’t Cause an Earthquake

I’m seeing some buzz on social media that a planetary alignment on May 28 will cause a huge magnitude 9.8 earthquake in California.

Let me be clear: No, it won’t. It can’t. Worse, there’s not even really an alignment on that date, at least not with the Earth. It’s all baloney.

This all stems from a video by someone who I believe is sincere but also profoundly wrong on essentially every level. It’s been picked up by various credulous places online, then spread around by people who haven’t been properly skeptical about it.

While this story hasn’t gone as viral as the usual astronomically impaired tabloid doomsday BS, it’s popular enough to debunk and hopefully can serve as a template for future such claims of doom and gloom that are actually smoke and mirrors.

First, here’s the video. It’s from YouTuber Ditrianum Media.

There’s a whole lot of nonsense in there that I won’t even bother with, including claims of spirits and (seriously) Nostradamus.

But then the narrator starts talking about alignments. Several things struck me while watching this.

First, there is simply no way an alignment of planets can cause an earthquake on Earth. It’s literally impossible. I’ve done the math on this before the maximum combined gravity of all the planets under ideal conditions is still far less than the gravitational influence of the Moon on the Earth, and the Moon at very best has an äußerst weak influence on earthquakes.

To put a number on it, because the Moon is so close to us its gravitational pull is 50 times stronger than all the planets in the solar system combined. Remember too that the Moon orbits the Earth on an ellipse, so it gets closer and farther from us every two weeks. The change in its gravity over that time is still more than all the planets combined, yet we don’t see catastrophic earthquakes twice a month, let alone aligning with the Moon’s phases or physical location in its orbit.

I’ll note that in the video the narrator talks about the planets being “energized,” but doesn’t talk about what this truly means … but it doesn’t matter, because it’s meaningless. It’s the usual sort of New Age word salad when they talk about “energy” they never define what that truly means (unlike in science where it has a strict definition) so it means everything and nothing.

Also, if you watch the video, like for example at 7:27 and 8:11, these “alignments” don’t even align with the Earth! One is just two planets that appear to line up with the Sun when the Earth is far off to the side, and in another they actually form a perpendicular line with the Earth. This is beyond silly it doesn’t even make any sense.

Photo by NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute NASA,ESA, and M. Buie (Southwest Research Institute) NASA Phil Plait

At 8:40 he shows another “alignment” that apparently goes between the Earth and Moon … but note that the Moon’s distance to Earth isn’t shown to scale! The sizes of the planets and Moon aren’t to scale either. Look at the width of the Earth’s orbit in the display that’s 300 million kilometers in real distance. The Moon’s distance from Earth is about 380,000 km, or a bit more than 0.1 percent of the size of Earth’s orbit.

To scale, the Earth and Moon would be less than a pixel apart on his display! Now imagine how small the Earth itself would be on that scale.

That “alignment” doesn’t come anywhere near splitting the two. I’m not sure I’d take doomsday advice from someone who doesn’t seem to understand the software being used to predict it.

Again, I’m sure the narrator is sincere and honestly wants to help people and warn them of an event he thinks may be real. This puts him a comfortable step up over the various and repulsive scam artists you can find all over the Web.

But it doesn’t make him within a glancing blow of reality. Alignments of the planets have no effect on us at all. They can’t make you float, they don’t cause earthquakes (the “supermoon” doesn’t either), and don’t even get me started about astrology.

There is something very human about being scared of the unknown, and when we don’t understand something, it’s all too easy to supply any number of threatening boogeymen to stand in the nebulous shadows.

Understanding reality makes a lot of those boogeymen evaporate. Poof. This is absolutely one of those times.

And yes, understanding reality also introduces us to real things that are scary. But there’s the beauty of science: We can separate the real things that scare us from the things that shouldn’t. If something isn’t real, you don’t have to worry about it. You can focus instead on the circumstances you können affect.

I think that many people who turn to pseudo- (and outright anti-) science may do so because they feel that things are out of their control. That’s too bad, because—even though it may not seem like it at first—when you begin down the path of studying science, of becoming a critical thinker, these tools actually help you be more in control of your life, not less.

Die Kontrolle übernehmen. Denken Sie kritisch. And that goes doubly so when you’re reading stuff on social media.


How does the sun earth and moon system affect tides on earth?

Gravity from the Moon and Sun work to pull the Earth apart, creating bulges in the oceans on either side of the Earth, which are experienced as tides.

Erläuterung:

The Moon is the closest massive body to the Earth, and just as the Earth's gravity is strong enough to hold the Moon in orbit, the Moon's gravity is able to effect things here on Earth.

The Moon's gravity is enough to pull the water in the Earth's oceans slightly toward itself. Not enough to break orbit, just enough to cause them to bulge. This tidal effect causes the oceans to "pinch" around the middle and bulge on the near and far side of the Earth.

To understand why this happens, lets look at Newton's law of universal gravitation.

Here, #F_g# is the force of gravity, #G=6.67*10^-11"N""m"^2/"kg"^2# is Newton's gravitational constant, the #m# 's are masses, and #r# is the distance between the two masses. Notice that gravity is inversely proportional to #r^2# , so as #r# gets bigger, or the masses are farther apart, the force of gravity diminishes. That means that the Moon's gravity is stronger on one side of the Earth and weaker on the other. We call that difference in gravity tidal force.

The Moon isn't the only massive object that effects the Earth, though. The Sun also influences tides, but on a smaller scale. Whenever the Sun and Moon are inline with the Earth, i.e. during a full or new moon, the tides will be at their most extreme, or spring tides.

During a quarter moon, when the Sun and Moon are not aligned, their tides will work to cancel each other out, and we have less dramatic tides, or neap tides.

Luckily, the tidal forces her on Earth only effect the oceans. Jupiter's moon Io is actually heated by tidal forces stretching the rock of the moon itself, and black holes form accretion disks where tidal forces shred anything that gets near enough.


Why is there a tidal bulge on the side of the Earth facing away from the moon?

There are two high tides per day, but we face the moon only once. Even when there is a new moon and the sun and moon are aligned in the sky, there are still two tides per day. Wie?

This problem is best thought of by looking at different reference frames. If we look at the moon’s reference frame, every piece of matter on earth (including water) is being attracted to the moon. The further away you are from the moon, the less gravitational effect there is.

So a piece of matter on the near side is being pulled the most, the center is being pulled a smaller amount, and the opposite side of the moon is being pulled the least.

Now let’s put that into the frame of reference of the earth, which we reduced to “the center” above. We know the center of the earth is not moving with respect to itself, so it is stationary. The moon-side is being pulled more than the earth center, so the water is pulled slightly towards the moon. The non-moon side is not being pulled as much as the center, so in the frame of reference of the center of the earth, it is being pushed away!

Inertia does not really play a large role in terms of two rides per day, as the water’s inertia cannot really be transmitted over landmass as the tides go around the earth.

A very astute response, thank you, which is why I read this over and over (I’m slow) :-). I think the paragraph:

So a piece of matter on the near side is being pulled the most, the center >is being pulled a smaller amount, and the opposite side of the moon is >being pulled the least.

Would the following be more correct “So a piece of matter on the near side of the earth is being pulled the most, the center of the earth is being pulled a smaller amount, and the opposite side of the Erde is being pulled the least.”?

This is what I've always heard it explained as, but is it really fair to think of the earth as a single rigid body in all this? On these large scales and with such massive forces youɽ think the earth would react with some flexibility and simply thinking about the net force on the centre of the earth wouldn't work.

But I never knew that anywhere had 2 tides per day until I moved to the PNW. On the gulf coast there is only one tide per day (when not a neap tide).

Could this not be said more simply by stating that the center of rotation of the Earth is not in the center of the Earth? The moon causes the center of rotation to be nearer to the moon than the center of the earth.

By having the Center of rotation not in the Center of the Earth, one side of the earth is moving faster than the other causing a bulge in the water. This Bulge would be on the opposite side of the Earth from the Moon.

The Tidal effects on the near side to the moon are due to direct gravitational attraction

For good reasons, physics teachers avoid referring to "centrifugal force", leading to good answers like /u/AustinHiggs 's. But it can help simplify things, so long as you remember that it's actually the acceleration term in "F=ma" and not actually a force.

From the perspective of someone rotating with the Earth-Moon system, the moon and everything on it is in a balance between gravity pulling it inward and "centrifugal force throwing it outward". But this is true for the Earth too! The Earth and Moon each rotate around a common center of mass that lies between them, the Moon makes big circles while the Earth makes small ones.

On the side of the Earth nearest the Moon, gravity is bigger than centrifugal force, so the oceans there are pulled toward the moon. On the far side, the opposite is true, so centrifugal force "pulls the ocean away".

From the perspective of someone rotating with the Earth-Moon system, the moon and everything on it is in a balance between gravity pulling it inward and "centrifugal force throwing it outward". But this is true for the Earth too! The Earth and Moon each rotate around a common center of mass that lies between them, the Moon makes big circles while the Earth makes small ones.

Small correction - the common center of mass is actually located inside the Earth, despite the Moon being relatively big.

You might like this. It think it a good explanation of the problems with using the centrifugal force.

Because, not only is the water being pulled away from the earth slightly on the near side, the earth is being slightly pulled more than the water on the far side. In a sense you can view the whole system being slightly stretched along the axis of the moon's gravity.

I understand the principle I think. On one side, the water is pulled towards the moon creating a bulge. The other side is farther away from the moon so it's not pulled nearly as much. But why does it create a seemingly equal bulge on the non-moon side? And wouldn't the water far side still flow towards the low tide instead of bulging creating a bit less of a bulge at least? No/less moon pull = as much bulge as a full Moon pull. I just can't make it add up.

Objects in space are in freefall. Imagine being inside, say, a small room that was airtight, falling through space. You will get pulled by gravity toward different bodies around you, but the room around you is being pulled as well. It's moving, accelerating, in lock step with you, so there is no relative motion, no perceived relative force.

Now imagine that your little room is attached to, say, a huge weight, a big chunk of Iron that weighs thousands of tonnes, along a huge pole that is a thousand kilometers long. This whole contraption is still in freefall, but things are a little different. Let's say that you are in orbit around the Earth and the pole is sideways relative to the Earth, meaning that both you and the weight on the end of the pole are precisely the same distance from the Earth's center. Both you and the contraption will fall around the Earth in orbit, and your motions will again be substantially identical, so you'll still have the experience of weightlessness.

But what if the contraption was vertical with respect to the Earth instead? What if the huge Iron weight was a thousand kilometers closer to the Earth than your little room? Well, the motion of the contraption will be dictated primarily by the gravitational forces acting on the weight, since it's so much heavier than you or your room. This means that your room will experience an acceleration that is equivalent to being 1000km closer to the Earth, since it is attached to the weight. And now the room moves in a way that's different from the way you are pulled around by gravity, and the two don't move in lockstep any more. The weight is pulled with a slightly greater acceleration toward the Earth than you are, so your room moves with a slightly greater acceleration than you do, leading to a net perception of a sort of "pseudo gravity" toward the ceiling, an almost negative gravitational acceleration relative to the position of the floor.

Now imagine flipping the contraption around, so that you are 1000km closer to the Earth than the weight. Now you are accelerated slightly more than the weight and thus the room. Again you experience a slightly differential acceleration, and again this is towards the roof of the room, because everything has been flipped around.


Small tides

But Takaho Miura of Hirosaki University in Japan and three colleagues think they have the answer. In an article submitted to the European journal Astronomy & Astrophysics, they argue that the sun and Earth are literally pushing each other away due to their tidal interaction.

It’s the same process that’s gradually driving the moon’s orbit outward&colon Tides raised by the moon in our oceans are gradually transferring Earth’s rotational energy to lunar motion. As a consequence, each year the moon’s orbit expands by about 4 cm and Earth’s rotation slows by 0.000017 second.

Likewise, Miura’s team assumes that our planet’s mass is raising a tiny but sustained tidal bulge in the sun. They calculate that, thanks to Earth, the sun’s rotation rate is slowing by 3 milliseconds per century (0.00003 second per year). According to their explanation, the distance between the Earth and sun is growing because the sun is losing its angular momentum.


Schau das Video: Erde, Mond und Sonne - Raummechanik und Klimatheorie (Januar 2022).