ماه در حال دور شدن از زمین است

ماه هر سال ۳.۸ سانتی‌متر از زمین دورتر می‌شود. دانشمندان با بازتاباندن پرتوهای لیزر از آینه‌هایی که توسط کاوشگرها و فضانوردان در آنجا قرار گرفته‌اند، فاصله تا ماه را اندازه‌گیری می‌کنند.
با اندازه‌گیری مدت زمان سفر نور به ماه و بازگشت آن، دانشمندان می‌توانند فاصله تا ماه و چگونگی تغییر این فاصله را با دقت بسیار زیادی تعیین کنند. فاصله تا کره ماه در طول ۳۰ روزی که به دور زمین می‌چرخد، دستخوش تغییر می‌شود. ماه به طور متوسط ۳۸۵,۰۰۰ کیلومتر از زمین فاصله دارد، اما مدار آن یک دایره کامل نیست و حدود ۲۰,۰۰۰ کیلومتر در طول چرخش آن به دور زمین تغییر می‌کند. دلیل اینکه برخی از ماه‌های کامل کمی بزرگتر از بقیه به نظر می‌رسند، همین تغییر است.
حرکات زمین و ماه پیامدهای جالب بسیاری دارند و مطالعه چگونگی حرکت آنها در طول زمان می‌تواند به پژوهشگران کمک کند تا بهتر درک کنند که هر یک از آنها در طول ۴.۵ میلیارد سال از زمان شکل‌گیری زمین و ماه، چگونه تغییر کرده‌اند.

پس، چرا ماه در حال دور شدن است؟ همه اینها به دلیل جزر و مد است. نیروهای کشندی از تفاوت در نیروی گرانش در یک جسم نشأت می‌گیرند. نیروی گرانش وارده از ماه در سمتی از زمین که رو به ماه قرار دارد، نسبت به سمت مخالف زمین حدود ۴% قوی‌تر است، زیرا نیروی گرانش با افزایش فاصله ضعیف‌تر می‌شود.

این نیروی کشندی باعث می‌شود اقیانوس‌ها به صورت دو برآمدگی که به سمت ماه و دور از آن هستند، حرکت کنند. این اتفاق به این دلیل رخ می‌دهد که نیروی گرانشی که ماه بر زمین وارد می‌کند، فقط یک نیروی متوسط با قدرت یکسان در همه جا نیست.نیروی گرانش ماه در سمت نزدیک‌تر زمین قوی‌تر است و یک برآمدگی از آب به سمت ماه ایجاد می‌کند. اما در سمت مقابل زمین ضعیف‌تر است که باعث می‌شود یک برآمدگی دیگر از آب از بقیه قسمت‌های زمین عقب بماند.

با چرخش زمین، این برآمدگی‌ها به حرکت در می‌آیند و به دلیل کشش گرانشی ماه، به سمت آن باقی می‌مانند. در شهر نیویارک یا لس آنجلس، سطح آب می‌تواند به دلیل این برآمدگی‌های کشندی حدود ۱.۵ متر تغییر کند.
این برآمدگی‌های مایع کاملاً با ماه هم‌تراز نیستند؛ آنها کمی از ماه «جلوتر» هستند زیرا زمین در حال چرخش است و آنها را به سمت جلو می‌کشد. این برآمدگی‌ها همچنین یک کشش گرانشی به سمت ماه نیز اعمال می‌کنند. برآمدگی نزدیک‌تر به ماه فقط ماه را به سمت مرکز زمین نمی‌کشد، بلکه آن را کمی در مدارش به جلو می‌کشد.
این کشش رو به جلو توسط برآمدگی کشندی نزدیک‌تر باعث می‌شود ماه سرعت بگیرد که موجب افزایش اندازه مدار آن می‌گردد. بنابراین، نکته اصلی این است که نیروی گرانش برآمدگی کشندی نزدیک‌تر روی زمین، ماه را به جلو می‌کشد و اندازه مدار ماه را بزرگتر می‌کند. این بدان معناست که ماه به تدریج کمی از زمین دورتر می‌شود. این اثر بسیار تدریجی بوده و به طور میانگین فقط در طی سال‌ها قابل تشخیص است.
آیا افزایش فاصله ماه بر زمین تأثیر می‌گذارد؟
ماه با بزرگتر شدن مدارش، تکانه کسب می‌کند. به چرخاندن یک وزنه که به یک نخ متصل است، فکر کنید. هرچه نخ بلندتر باشد، وزنه تکانه بیشتری دارد و متوقف کردن آن دشوارتر است.
از آنجا که زمین کار افزایش تکانه ماه را انجام می‌دهد، سرعت چرخش زمین نیز در عوض کم می‌شود، زیرا تکانه آن به ماه منتقل می‌شود. به عبارت دیگر، با افزایش تکانه مداری ماه، تکانه چرخشی زمین در ازای آن کاهش می‌یابد. این تبادل باعث می‌شود که یک روز کمی طولانی‌تر شود.

اما نگران نباشید، این اثرات بسیار اندک هستند: ۳.۸ سانتی‌متر در سال در مقایسه با فاصله ۳۸۴,۰۰۰ کیلومتر چیزی حدود ۰.۰۰۰۰۰۰۰۱% در سال است. بنابراین ما برای میلیون‌ها سال همچنان کسوف‌، جزر و مد و روزهای ۲۴ ساعته خواهیم داشت.

آیا ماه در گذشته به ما نزدیک‌تر بود؟
روزهای زمین در گذشته کوتاه‌تر بودند. ماه احتمالاً حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفت، زمانی که یک زمین جوان توسط جرمی به اندازه مریخ مورد اصابت قرار گرفت که باعث پرتاب مقدار زیادی مواد به فضا شد.
در نهایت، آن مواد ماه را تشکیل دادند و ماه در ابتدا به زمین بسیار نزدیک‌تر بود. در آن زمان، ماه را بسیار بزرگتر در آسمان می‌دیدید. با بررسی پوسته‌های فسیل‌شده صدف‌ها برای یافتن موادی که الگوهای رشد روزانه آنها را نشان می‌دهد، دیرینه‌شناسان شواهدی پیدا کردند که ۷۰ میلیون سال پیش (نزدیک به پایان دوره دایناسورها) روز تنها ۲۳.۵ ساعت طول داشت.

در آینده چه اتفاقی خواهد افتاد؟
پس، آیا ماه در نهایت از کشش گرانشی زمین فرار خواهد کرد؟ اگر چندین میلیارد سال به آینده برویم، در نهایت چرخش زمین می‌تواند آنقدر کند شود تا به صورت کشندی با ماه قفل شود. این بدان معناست که چرخش زمین به همان اندازه زمان می‌برد که مدار ماه طول می‌کشد. در این مرحله، ماه از دور شدن باز می‌ایستد و شما ماه را فقط از یک سمت زمین خواهید دید.
اما دو چیز مانع از این اتفاق خواهند شد. اول، در یک میلیارد سال آینده یا بیشتر، خورشید درخشان‌تر می‌شود و اقیانوس‌ها را به جوش می‌آورد. در این شرایط، برآمدگی‌های کشندی آب دیگر وجود نخواهند داشت که باعث دور شدن ماه شوند. چند میلیارد سال بعد، خورشید به یک غول سرخ تبدیل خواهد شد و احتمالاً زمین و ماه را از بین خواهد برد.

اما این وقایع آنقدر در آینده‌ای دور ممکن است اتفاق بیفتند که نیازی نیست نگران آنها باشید. فقط می‌توانید از جزر و مد در ساحل، کسوف‌های خورشید و ماه زیبا لذت ببرید.