如何理解天文學中的 潮汐鎖定 現象,對天體會有什麼影響?

時間 2021-05-12 06:51:51

1樓:雲飛揚bjmu

用一根繩子,一端栓乙個小球。然後晃起開,讓小球圍繞你做圓周運動。小球的一面永遠面對你,另一面永遠背對你。

這就是潮汐鎖定的原理。其中,繩子用行星的萬有引力替代,小球用衛星替代。

當然,這其中有個問題無法解釋——衛星還會自轉。如何完美同步是個大問題。

2樓:翼下之風

最簡單的理解方法:兩天體互相潮汐鎖定,意味著兩天體相對靜止。可以模擬成兩個物體在摩擦力的作用下逐漸相對靜止,只不過把摩擦力換成了潮汐牽引,本質是一樣的

3樓:

在潮汐力的作用下,天體會被沿軌道徑向拉長。這種變形在任何形態的天體上都存在,以地球為例,固體潮(地殼變形)大約是液體潮(海洋潮汐)的十分之一左右。

圖一:如果自轉和公轉速度相等(即潮汐鎖定狀態),天體形變方向始終指向中心天體,不受到力矩作用。

圖二:如果自轉比公轉快,由於固體(或流體)的形變恢復存在時間上的滯後,潮汐變形也會出現乙個相位差。在形變最大的部分,靠近中心天體的一端受到的引力F1,大於遠離中心天體的一端受到的引力F2。

因此,天體會受到乙個與公轉方向相反的力矩,這個力矩會導致天體自轉逐漸減速。

同樣由於F1>F2,天體此時還受到乙個沿公轉切向的合力,這個力使得天體受到乙個推動力,軌道公升高,公轉速度減慢。與自轉減速相比,公轉的減速更慢(進一步的解釋需要定量計算才能證明),二者趨於相同。

圖三:相反,如果自轉比公轉慢,甚至反方向自轉(角速度為負值),潮汐變形會落後乙個相位。此時天體會受到乙個與公轉方向相同的力矩,導致天體自轉逐漸加速。

同時,天體受到乙個切線方向的「阻力」,使得軌道半徑變小,公轉速度加快。二者同樣會趨向於相等(潮汐鎖定)。

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