太阳和月亮看起来与地球大小相同是一个巧合吗?


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与月亮相比,太阳是巨大的。尽管它们的大小和与地球之间的距离差异很大,但它们与地球看起来几乎是完全偶然的吗?


这是一个偶然的巧合,在这个时间点上,当人类拥有现代社会时,它们是相同的。当然,这是科幻小说和阴谋论的主要内容,因为这是一个非常荒诞的巧合,它们恰好是相同的,所以这一定与外星人,更高的生物或类似的信息有关!无论您怎么想,这都是一个完全荒诞的巧合!
Fattie

可能会有更好的问题- 除了美观之外,是否还有与相似的外观尺寸相关的后果
wrschneider

Answers:


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它们的巧合并不是那么大,它们看上去与地球的大小非常相似,但是我们活着地在它们看上去非常相似的时间点看到它们。月亮正在慢慢远离地球移动,将来某个时候,月亮将无法完全使太阳黯然失色;反之,如果您可以进入史前时代,您将能够看到更大的月亮。角直径比您现在看到的大。

我在该主题上发现的大多数研究似乎都无法通过我的研究所获得,但是我确实找到了一篇论文,“潮汐演化的结果,该论文引用了Goldreich在该主题上的研究结果。

Goldreich数值积分的结果证实了对地球-月球系统最终破裂的定性描述,该结果表明,当达到自旋轨道同步性时,月球将退回到75半径。那么月球的轨道将由于太阳的影响而向内稳定地衰减。

作为参考,月球当前处于大约60.3地球半径的距离。这样,月球将稳步移动,直到达到同步为止,并且由于太阳在地球上的潮汐影响干扰了同步,因此从这一点开始向地球后退。似乎在遥远的将来的某个时刻,它将再次回到这个巧合的位置。

顾问三,查尔斯C。“潮汐演变的结果。” The Astrophysical Journal 180(1973):307-316。


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“自旋轨道同步”是什么意思?
Py-ser 2014年

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这是指两个物体之间的潮汐锁定。在这种情况下,到达地球和月亮被潮汐锁定的位置。这很重要,因为月球离开地球的机制是由于两者之间不同步运动的潮汐力。当它们达到同步时,距离稳定,如果不是由于来自太阳的额外潮汐使系统不稳定,则距离稳定。
米奇·戈斯霍恩

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月球的自转已经与其轨道同步。在遥远的将来,地球的自转也将与月球的轨道保持同步,因此,月球将仅在一个半球可见,并且一天将长达一个月(并且一个月将比现在更长)。冥王星和夏隆以这种方式相互锁定。
基思·汤普森

月球大小会随着时间明显变化:超级月球上的微月 apod.nasa.gov/apod/ap140121.html这就是为什么我们有时会看到环形日食的原因:en.wikipedia.org/wiki/Solar_eclipse#Types
Wayfaring Stranger


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当然,太阳和月亮的表观相对大小是巧合的。还有什么其他理性的解释?

也许美国宇航局是故意用这种方式建造月球的。大声笑

哎呀...

作为参考,月球目前的距离大约是地球半径的37.5。”

我不知道那个奇怪的数字是从哪里来的。此“ 37.5”半径图非常不准确。当前的地心月球距离平均约为60.3地球半径,而不是37.5半径。

384401公里=到月球的平均距离
6367.448 km =平均地球半径

(384401 / 6367.448)= 60.3地球半径

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JayT-检查了数学;我错误地使用了英里而不是公里。感谢您指出-相应地更新我的答案。
米奇·戈斯霍恩

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我认为这不是完全巧合,但这也不是人为的。

出于允许稳定轨道的可能安排之外,月球在太阳-月亮-地球线上的哪些位置提供近似相等的角度?

让:

ls=150106km=1AU
rs=695,508km
rm=1,737km
lm=384,400km

其中是地球到太阳的距离,是太阳的半径,是月亮的半径。是从地球到月球的距离,听说是沿着从地球到太阳的直线。将是可变的,但根据经验平均具有上面给出的值。lsrsrmlmlm

对于什么样的价值观确实,月亮的角半径的切线,降幅在10%以内,太阳的角半径的切线?即:lmrm/lmrs/ls

(0.9)(rs/ls)<(rm/lm)<(1.1)(rs/ls)
0<Δ(rm/lm)<(0.2)(rs/ls)
0<rmlm2Δlm<(0.2)(rs/ls)
0<Δlm<(0.2)rslm2(rmls)

因此,如果,则可以变化 其当前值的,并且仍保持近似相等的角区。(rm/lmrs/ls)lm20%

包络法有几种方法可以测量月球离地球多远才能保持稳定的轨道。

月亮不逃离地球能走多远?地球的希尔球(h / t uhoh!)的半径约为。远离那里,太阳使月亮远离地球,为我们的允许范围建立了最大距离。罗氏极限是一个下限。(0.01)ls

如果允许月亮在连接地球和月亮的直线上的任何位置,则角半径的概率大约相等,约为,这是因为月亮只能在离地球不远的情况下离地球那么远,根据上述论点,概率至少达到。(0.2)lmls=0.051253%(20.0)lmls=5.1253%

更彻底的方法使用更严格的界限。有一个Goldilock区域,月亮和太阳的角半径相同。落入Goldilock区域的概率是Goldilock区域与从地球到月球的最小和最大距离之间的间隔的比值,其中包括轨道稳定性,月球的后退以及最终返回地球的距离。从上面的答案中可以看出,月亮距地球60.3半径,不会超过75半径。戈尔德洛克区的范围从大约38地球半径到大约72地球半径。因此,从现在到月球最大衰退之间,并假设在每个距离上花费相同的时间,则角度半径将在大约75%的时间内匹配到10%以内。(0.2lm)

总的来说,角度半径匹配得很好的可能性很小。考虑到地球与太阳的距离和月球半径相当随意,重力使上述的Goldilock地带与现实的月球轨迹有明显的重叠。

换句话说,如果等角戈尔迪洛克区与可允许的月球轨道有足够的重叠,那么角匹配的可能性就和最初拥有卫星的可能性差不多,这本身就是巧合。


计算地球周围的希尔球体的大小 (在这里也是个好主意),在此范围之外,太阳(而不是金星)的引力会产生影响。我不知道使用您的方法是否需要这样做,但我认为您应该将其排除在外。
uhoh

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谢谢@uhoh!是必须的。我会修补魔法。
R. Romero
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