月球每年远离地球3.8厘米,未来月球会彻底离开地球吗?

没有外来力量干扰的情况下,月球在太阳年龄内,不会彻底脱离地球引力。

科学家通过阿波罗15号在月球上留下的角反射阵列,测量出月球正在以每年3.8厘米的速度远离地球,由于速度很慢,所以短期内不会有明显影响。

按照这个速度,月球每一亿年远离3800公里,十亿年就是3.8万公里。但是这个算法是不准确的,因为月球远离地球的速度,会随着时间的推移而改变。

月球之所以会远离地球,是因为地月间的潮汐力作用,使得地球自转速度减慢,然后月球逐渐远离地球来保持地月系统的守恒;月球在远离地球后,月球的机械能(动能+势能)是增加的,增加的能量来自于地球自转动能的消耗。

但这一相互作用是有极限,天体间潮汐力的大小和距离的三次方成反比,意味着随着距离的拉大,潮汐力衰减得非常快,最终导致潮汐力的作用微乎其微。

其中原理很好理解,因为潮汐力本质上是由于天体无法看成点质量,从而造成组成天体不同部位的物质,所受引力存在差异,这种差异就是潮汐力;如果两个天体距离足够远,就越接近点质量。

随着月球逐渐地球,月球的远离速度会逐渐下降,如果时间足够长,月球会达到一个特殊的轨道,此时地球和月球相互潮汐锁定,也就是月球公转周期等于地球自转周期,此后潮汐力作用不再使月球远离地球。

然而地月间的潮汐锁定,还需要数百亿年的时间,这远远超过了太阳寿命;所以只要没有外来力量的干扰,在太阳年龄内,月球不会彻底脱离地球引力。

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