Astronomi

Tilnærmede månen nogensinde en geosynkron bane over den tidlige jord?

Tilnærmede månen nogensinde en geosynkron bane over den tidlige jord?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Simuleringer antyder, at den tidlige måne dannede sig omkring 20.000 til 30.000 km væk fra Jorden, hvilket er mindre end den nuværende geosynkrone bane på 42.164 km. Månen er nu 384.000 km væk fra Jorden. Betyder det, at månen tilnærmede en geosynkron bane i en periode på sin rejse udad til sin nuværende bane? Jeg genkender på grund af Jordens hældning på 6,7 grader, at Månen ikke kredser omkring Jordens ækvator, og derfor var en geostationær bane ikke mulig.

Hvis den tidlige jord var en vandverden dækket næsten udelukkende med vand på det tidspunkt, den dannede, hvad ville der ske, når månen nærmede sig en geosynkron bane og påførte sin meget mere forstærkede tyngdekraft på Jorden? Ville der være tidevandskuler med vand i begge ender, der udsætter land i polarområderne, eller ville vandet til sidst komme sig mod månesiden og muligvis udsætte eller lave en buler af jord i den modsatte ende af jorden?


Måske. Perioden på en 20.000 km bane er ca. 7h 50m. Wikipedia siger:

[Jorden] ville have oplevet en dag omkring fem timer lang efter påvirkningen, og Jordens ækvator og Månens bane ville være blevet plan.

I den nuværende æra vippes Månens orbitale plan med 5.145 ° til ekliptikken (Jordens orbitale plan); Ekliptikens skråstilling (i forhold til Jordens ækvatoriale plan) er ca. 23,4 °. Men som Wikipedia siger:

Månens bane omkring Jorden har mange uregelmæssigheder (forstyrrelser), hvis undersøgelse (måneteori) har en lang historie.


Jorden efter påvirkning var meget varm og havde et magmahav i et stykke tid. Imidlertid havde det snart flydende vand igen, fordi det høje atmosfæriske tryk skubbede vandets kogepunkt op.

Fra Wikipedia:

[Fra Theia-påvirkningen] en rimelig brøkdel af materiale skulle have været fordampet af denne påvirkning, hvilket skabte en klodsdampatmosfære omkring den unge planet. Klippedampen ville have kondenseret inden for to tusind år og efterladt varme flygtige stoffer, hvilket sandsynligvis resulterede i en tung $ mathrm {CO_2} $ atmosfære med brint og vanddamp. Flydende vandhav eksisterede på trods af overfladetemperaturen på 230 ° C (446 ° F), fordi ved et atmosfærisk tryk på over 27 atmosfærer forårsaget af den tunge $ mathrm {CO_2} $ atmosfære, er vand stadig flydende. Da afkøling fortsatte, fjernede subduktion og opløsning i havvand mest $ mathrm {CO_2} $ fra atmosfæren, men niveauer svingede vildt, da nye overflade- og kappecykler dukkede op.

Det er vanskeligt at estimere virkningerne af interaktionen mellem den tidlige måne og det urhav.


Månens recession

ne af de almindelige argumenter, der fremsættes til støtte for kreationisme fra den unge jord, er, at den dynamiske alder af jord-månesystemet (som bestemt af fysikken i tidevandsinteraktionen mellem jord og måne) er for ung til at understøtte en alder på flere milliarder år systemet. I denne artikel vil jeg (a) gennemgå de grundlæggende fysik af tyngdekraft og tidevand, (b) gennemgå historien om teoretiske modeller for Jord-måne tidevand, (c) gennemgå det paleontologiske bevis, der er relevant for historien om Jord-månesystemet, og (d) demonstrere, at kombinationen af ​​teori og observation tilbageviser de unge-jord-kreationistiske argumenter med henvisning til specifikke unge-jord-argumenter og deres specifikke fiaskoer. Dette er beregnet som en gennemgang for læsere, der ikke er fortrolige med fysik og matematik, så argumenterne præsenteres så ikke-teknisk som muligt. Der er henvisninger til mere teknisk arbejde for dem, der er interesserede i at følge op på nogle af de argumenter, der præsenteres her som accepterede påstande.

Mens denne artikel er beregnet som en tilbagevisning af endnu et dårligt udtænkt argument fra den unge jord, henviser de indledende anmeldelser slet ikke til kreationisme. Derfor bør artiklen fungere lige så godt som en introduktion til fysikken i udviklingen af ​​jorden-månesystemet, selv for de læsere, der ikke er interesserede i spørgsmålet om skabelse vs. evolution.

Introduktion til tyngdekraften

Selvom tyngdekraften har været kendt for at eksistere, siden folk vidste, at de kunne falde, var det først, før Isaac Newton kom, at der var en matematisk beskrivelse af tyngdekraften. Det var Newton, der viste, at tyngdekraften adlød en simpel algebraisk ligning, her vist som ligning 1.

I ligning 1, Fg er tyngdekraften mellem to masseobjekter m1 og m2 og R er den afstand, der adskiller de to masser. Denne ligning er vigtig, fordi den er den grundlæggende ligning til beskrivelse af tyngdekraften i Newtons fysik. Det er imidlertid en idealisering, det antager masserne m1 og m2 er punktmasser, idet de ikke har nogen fysisk størrelse. Men selvfølgelig er alle reelle masser ikke punktmasser og derfor ikke Nemlig adlyde Newtons ligning. Som en tilnærmelse fungerer ligningen imidlertid meget godt for masser, der er adskilt af afstande, der er meget store sammenlignet med deres fysiske størrelse. For eksempel skal man ved analyse af jordens bane omkring solen inkludere tyngdevirkningen af ​​de andre planeter som udtrykt ved ligning 1, men man behøver ikke bekymre sig om det faktum, at de ikke er punktmasser, da den differentielle effekt ikke er målbar.

Introduktion til tidevand

EN tidevand er hvad der sker, når masserne vi ser i ligning 1 er ikke adskilt af store afstande sammenlignet med deres fysiske størrelse. En tidevand er en "differentieret tyngdekraft", resultatet af det faktum, at udvidede kroppe ikke trækker ens på alle dele af hinanden, som ligning 1 ville antyde. I figur 2 nedenfor ser vi, hvordan tidevandskraften fungerer mellem Jorden og månen, hvor de røde pile viser det relative træk af månens tyngdekraft på Jorden.

Som figur 1 viser, er kraften ikke konstant over afstanden mellem månen og de forskellige dele af jorden. Månen, der er temmelig tættere på jordens nærside, trækker hårdere på den (hvor de røde pile er længere), mens den trækker lettere på den side af jorden, der er længere væk (hvor de røde pile er kortere). I fysik kalder vi denne form for effekt for en "gradient", og den repræsenterer de forskelle i kraft, der anvendes på forskellige punkter. Styrken af ​​denne gradient er repræsenteret i ligning 2 nedenfor.

I ligning 2, DF / DR repræsenterer en ændring i kraften (DF) med hensyn til ændring i afstand (DR). Denne variation i kraft, eller tidevandsgradient, er det, der producerer forvrængning i form af både Jorden og månen, mens kraften set i ligning 1 er det, der holder Jorden og månen i kredsløb omkring hinanden. Som de røde pile i figur 1 antyder, er der et "indad" træk på jordens poler mod ækvator, som har tendens til at presse planeten. Klem en gummikugle på den måde, og du kan selv se, at den indadgående klemning forårsager en udad klemning ved "ækvator" af bolden. Tilføj dertil effekten, at månen trækker hårdere mod de dele af jorden, der er tættere på den, og resultatet er, at jorden klemmes, buler mod månen og væk fra månen. Effekten er illustreret nedenfor i figur 2.

Illustrationen i figur 2 ovenfor viser den faste jord ( grøn ) og havene ( blå ) i skematisk form. Den "solide" jord er virkelig ikke så solid, og den bøjer sig under månens tidevandsbelastning, men vandhavene er tydeligvis langt mindre "solide" end resten af ​​jorden, og så vil de blive meget mere deformeret af månens tidevandspres. Derfor er buen for det meste hav og kun en smule jordet. Den gasformige atmosfære er også tidevandsprøvet, men den figurerer ikke meget i det samlede system, og jeg vil ignorere det her (en detaljeret undersøgelse af tidevand bør ikke ignorere atmosfæriske tidevand, jeg gør det kun her, fordi det ikke figurerer tydeligt i dette særlig diskussion).

I et statisk system som i figur 2 peger det meste af havets udbulning lige på månen. Men det virkelige system er ikke statisk, månen går rundt om Jorden, men Jorden spinder på sin daglige akse meget hurtigere end det. Så jordens spin trækker bule ud foran månen. Resultatet af dette er illustreret nedenfor i figur 3, og vi er nu klar til at forstå tidevandets større mysterier og Jord-månesystemet.

Figur 3. Hvordan tidevand overfører momentum til månen
(Anerkendelse)

Havets udbulning trækkes foran månen af ​​Jordens spin, da havet er tyngdekraftigt fastgjort til Jorden, det skal gå, hvor jorden går. Men det kan ikke gå for langt, fordi det trækkes tilbage af månen. Resultatet, illustreret i figur 3, er, at havets udbulning er i ligevægt og forbliver i det væsentlige fast i forhold til jorden og månen, mens den faste jord spinder under havet. Havet er tyngdekraftigt bundet til Jorden, men det er stadig flydende og ikke fastgjort til Jorden, som en klippe eller et bjerg er. Der er en grænseflade, nemlig havbunden, hvor vandet og jorden er frie til at bevæge sig i forhold til hinanden. Denne grænseflade er, som enhver anden reel fysisk grænseflade, ikke helt friktionsfri, og det illustreres også i figur 3 med den lille billedtekst, der lyder "Friktionskraft". Men i dette tilfælde inkluderer "friktion" alle de måder, hvorpå havet og jorden hindrer hinanden. Havet løber ind i kontinenterne og skal vaske rundt om dem (så hvordan de fordeles rundt om jorden gør en forskel).

Da Jorden prøver at dreje fremad, men havet holdes tilbage af månen, vinder Jorden op og prøver at bevæge sig gennem havene. Ligesom du kan mærke modstanden, hvis du prøver at gå gennem vand, så føler Jorden, at modstanden forsøger at bevæge sig gennem havene, og at modstanden overfører energi fra jorden (hvilket får dens hastighed til at blive langsommere) og til havene (skubbe dem rundt og varme dem op). Men Jorden-ocean-systemet udøver også en drejningsmoment (en "vridende" kraft) på månen, fordi linjen langs pilen mærket "B" i figur 3 er i en vinkel med linjen, der forbinder midten af ​​jorden til midten af ​​månen. Som et resultat af dette drejningsmoment overfører Jorden også energi (forårsager sin centrifugeringshastighed) gennem havets udbulning og tyngdekraften til månen (får den til at køre fremad i sin bane og bevæger sig derfor længere væk fra Jorden) .

På dette tidspunkt er vi klar til at forstå to vigtige observationer. For det første skyldes de høje og lave havvande, som vi alle kender til, jorden, der bevæger sig gennem de høje og lave dele af havet, set i enten figur 2 eller figur 3. Da vi er på jorden, ser det ud til os, ud fra vores referenceramme, som om havet bevæger sig, men uanset hvordan du vil se på det, er resultatet det samme. Jorden og dens oceaner bevæger sig i forhold til hinanden på grund af månens træk, og vi ser den bevægelse som det, vi kalder høj & lav lavvande. For det andet driver månen langsomt væk fra Jorden. Det betyder, at månen ikke er, hvor den altid har været med hensyn til Jorden, Jord-månesystemet skal tydeligvis have udviklet sig over tid. Kan vi finde ud af, hvordan jorden-månesystemet har udviklet sig? Jeg vil gennemgå svaret på dette spørgsmål i det næste afsnit.

Tidevandsudvikling af jorden-månesystemet

Den beskrivelse, jeg hidtil har givet, er nødvendigvis generel og udelader mange detaljer. Men der er en masse fysik og matematik skjult bag det lægmand facade, og det skal håndteres for at forstå den virkelige natur af tidevandsforholdet mellem Jorden og månen. Jeg vil ikke udvikle noget af den matematik her. Jeg vil i stedet koncentrere mig om at gennemgå historien om den videnskabelige indsats for at forstå tidevandssystemet Jord-måne. Undervejs henviser jeg til adskillige originale kilder, bøger, journalpapirer og lignende. Disse kilder vil give læseren alle de matematiske og / eller fysiske detaljer, man kunne ønske at se. Læsere, der er ivrige efter at vide mere, opfordres til at konsultere disse kilder.

Det var ikke muligt at studere tidevand i nogen kvantitativ, fysisk eller matematisk forstand, indtil Isaac Newton i det væsentlige opfandt mekanikens videnskab med offentliggørelsen af ​​sin Philosophiae Naturalis Principia Mathematica i 1687. Siden da har en række fremtrædende forskere kæmpet med problemet tidevand, herunder Edmond Halley, Pierre Laplace og William Thomson (Lord Kelvin). Men det var den berømte engelske matematiker og geofysiker George Howard Darwin, der virkelig angreb problemet med jordens rotation og jord-månesystemet med analytisk iver (G.H.Darwin 1877, 1879, 1880 med et ironisk twist på skabelsesevolutionsproblemet var han søn af Charles Darwin, den grundlæggende far til den biologiske udvikling). Darwin betragtede tidevand for havet og gjorde nogle betydelige fremskridt der, men han koncentrerede sig hovedsageligt om solide krops tidevand i en homogen jord. I dag ved vi, at tidevand ved havet er meget vigtigere end tidevand i fast krop. Thomson var den første, der viste, at tidevand overførte vinkelmoment fra Jorden til månen, og at overførsel af momentum er det, der får månen til at trække sig tilbage fra Jorden. Men Darwin var den første til at kaste problemet i analytiske detaljer og satte scenen for udforskninger i det tidlige 20. århundrede.

Gennem det meste af det første par årtier i det 20. århundrede var efterforskeren af ​​dette problem Harold Jeffreys. Jefferies offentliggjorde et antal papirer i begyndelsen af ​​1900-tallet og opsummerede den daværende aktuelle situation i den første udgave af sin milepælsbog The Earth (Jefferys, 1924). I den bog (kapitel XIV, Tidevandsfriktion, s. 205-237 i 1. udgave) bruger Jeffreys et skøn over tidevandsfriktion for at udlede en maksimal alder for jorden-månesystemet på 4 milliarder år. Den anslåede alder forblev uændret i senere udgaver i det mindste gennem 1952. Hovedproblemet, der plagede Jeffreys og senere forskere, var deres manglende evne til fuldt ud at beskrive tidevand analytisk eller endda at kende de numeriske værdier af oceanisk tidevandsfriktion. Men det er helt klart, at Jeffreys inden da, omkring 44 år efter Darwins arbejde, vidste, at oceaniske tidevand var vigtigere end solide krops tidevand. Søgningen efter oceaniske tidevandsresponsfunktioner var slået til.

Senere forskere kom til den konklusion, at Jeffreys temmelig alvorligt havde undervurderet den sande numeriske værdi for oceanisk tidevandsfordrivelse og derfor havde overvurderet jorden-månesystemets alder. Selvom de ikke tilbyder en alder, sagde Munk & amp McDonald (1960), at Jeffreys havde den oceaniske spredning forkert med en faktor på 100. Det blev snart klart, at pendulet havde svinget den anden vej, og at der var et grundlæggende problem. Slichter (1963) analyserede jord-månens drejningsmoment ved at udtænke en ny måde at bruge hele jordens ellipsoid i stedet for at behandle det som en række tilnærmelser. Han besluttede, at månen, afhængigt af modellens detaljer, ville have startet meget tæt på Jorden hvor som helst fra 1,4 milliarder til 2,3 milliarder år siden snarere end 4,5 milliarder år siden. Slichter bemærkede, at hvis tidevandsmomentet "af en eller anden ukendt årsag" var meget mindre tidligere end i nutiden (hvor "nutid" betyder omtrent de sidste 100 millioner år), ville dette løse problemet. Men han kunne ikke angive årsagen og afsluttede sit papir med at sige, at tidsskalaen for jorden-månesystemet "stadig udgør et stort problem" Jeg kalder dette "Slichters dilemma".

På trods af den indsats, der blev brugt på problemet gennem årene, havde en virkelig komplet matematisk metode til håndtering af tidevandsafledningen endnu ikke været forestående. Problemet blev omdefineret af Peter Goldreich. Goldreich (1966) udvidede problemet med problemet langt ud over de grænser, som Slichter havde sat, da Goldreich havde inkluderet solvande og precessionelle drejningsmomenter. Da systemets alder var afhængig af observerede mængder og vilkårlige faktorer i modellen, nærede Goldreich sig ikke spørgsmålet om alder.

I årene der fulgte så stigningen af ​​pladetektonik og et stort skift i geofysisk tænkning på grund af det. De drivende kontinenters mobilitet er et spørgsmål om stor import, for på dette tidspunkt var det vel klar over, at tidevandsafledning i lavvandede have dominerede interaktionen mellem Jorden og månen. Kurt Lambeck var en vigtig spiller i tidevands spillet på det tidspunkt, forfatter til flere papirer. Hans undersøgelse af den variable rotation af jorden (Lambeck, 1980) forbliver den mest omfattende sådan undersøgelse, der nogensinde er udført. Lambeck bemærkede, at de observerede og modellerede værdier for tidevandsfordrivelse endelig var enige efter kampene mellem Slichter, Goldreich og andre.Lambeck, 1980, side 286). Dette efterlod dog stadig et tidsskala problem. Ifølge Lambeck, " . medmindre de nuværende estimater for accelerationerne er meget fejlagtige, kan kun en variabel energisænke løse tidsskala-problemet, og det eneste energisænke, der kan variere betydeligt med tiden er havet." (Lambeck, 1980, side 288). I afsnit 11.4, "Paleorotation og månens bane", Påpeger Lambeck eksplicit, at paleontologiske beviser viser en meget langsommere måneacceleration i fortiden, og at dette er kompatibelt med modellerne til kontinentalspredning fra Pangaea (Lambeck, 1980, side 388-394). Det er vigtigt at huske, at Lambeck i 1980 havde påpeget den væsentlige løsning på Slichters dilemma - at flytte kontinenter har en stærk effekt på tidevandsafledning i lavvandede have, som igen dominerer tidevandsforholdet mellem Jorden og månen.

Mens Lambeck pegede vej, kom Kirk Hansen (1982) på den rigtige vej. Hansens modeller antog en jord med et enkelt kontinent, placeret på polen for et sæt modeller og ved ækvator for et andet (placeringen er valgt for at forenkle beregningerne, men den grundlæggende idé om en et-kontinent-jord er muligvis ikke alt den dårlige Piper, 1982 antyder, at vores nuværende multikontinent Jorden faktisk er unormal, og at et kontinent er normen). Hans kontinent bevæger sig ikke, som en model af pladetektonik ville gøre det, men Hansen var den første til at lave en fuldt integreret model til oceanisk tidevandsafledning direkte knyttet til udviklingen af ​​månebanen. Som Hansen siger, er hans resultater i "skarp kontrast" med tidligere modeller, hvilket sætter månen i en ganske behagelig afstand fra Jorden for 4,5 milliarder år siden.

Hansen havde allerede alt andet end elimineret Slichters dilemma med sin integrerede model af kontinenter og tidevand. Kagan & amp Maslova (1994) behandler spredning af oceaniske tidevand med fuldt mobile og vilkårlige kontinenter. Ligesom Hansen viser deres modeller tidsskalaer, der ikke er et problem for at matche Jordens radiometriske alder med den dynamiske alder i Jorden-månesystemet. Kagan & amp Maslova (1994), Kagan (1997) og Ray, Bills & amp Chao (1999) har fortsat undersøgelsen endnu mere detaljeret med pladetektonik fuldt integreret i deres modeller for tidevandsudvikling på Jorden og månen. Touma & amp Wisdom (1994) foretager beregningen i et fuldt integreret multi-planet kaotisk udviklende solsystem.

Selvom det kan synes for den afslappede læser, at jorden-månesystemet er ret simpelt (det er trods alt bare jorden og månen), dette er kun en illusion. Faktisk er det skræmmende kompliceret, og det har taget over 100 år for fysikere at generere de matematiske værktøjer og fysiske modeller, der er nødvendige for at forstå problemet. Slichters dilemma, som jeg kaldte det, var teoretisk. Han manglede de matematiske værktøjer og observationsviden til at løse sit problem. Men de der kom efter fik jobbet gjort. Slichters dilemma er i dag i det væsentlige et løst problem. Når alle detaljerne er inkluderet i de fysiske modeller af jorden-månesystemet, kan vi se, at der ikke er nogen grundlæggende konflikt mellem den grundlæggende fysik og en evolutionær tidsskala for jorden-månesystemet.

Det paleontologiske bevis

Jeg har hidtil belyst teorien, konstruktionen af ​​de matematiske metoder, der blev brugt til at forstå detaljerne i tidevandsinteraktionen mellem jord og måne. Men teori og observation, teori og beviser gå hånd i hånd i de empiriske videnskaber, og dette er ingen undtagelse. Tidevand og jordens rotation efterlader fortællende spor om Jordens fortid. Så når Lambeck (1980) eller Stacey (1977) siger, at tidevandsafledning må have været lavere tidligere, er det hverken et ledigt gæt eller en knæ-reaktion. Det er en holdning, der er i overensstemmelse med beviserne.

Den første kritiske observation er Hvor hurtigt bevæger månen sig væk fra Jorden nu? Denne lineære bevægelse væk fra Jorden måtte estimeres ud fra den observerede vinkelacceleration, eller den skulle beregnes ud fra teorien, idet førstnævnte foretrækkes, da det er en observeret størrelse. Stacey bruger et astronomisk skøn på 5,6 cm / år (Stacey, 1977, side 99). Lambeck giver 4,5 cm / år (Lambeck, 1980, side 298). Det er et vigtigt tal, fordi det afslører den sande styrke ved tidevandsafledning. Men i dag kan antallet observeres direkte som et resultat af tre-hjørnespejle efterladt af Apollo-astronauter. Månelaser-rækkevidde fastlægger den aktuelle tilbagetrækningshastighed for månen fra Jorden ved 3,82 & plusmn0,07 cm / år (Dickey et al., 1994).

Men hvad med den tidligere tilbagetrækningshastighed? Paleontologiske data afslører direkte tidevandets tidevand, hvorfra man kan udlede, hvad tilbagetrækningshastigheden ville være for at matche frekvensen. Det er også et ikke-trivielt punkt, at det viser, at månen var fysisk der. Når alt kommer til alt, hvis din teori antyder, at månen var ikke der på et tidspunkt i fortiden, men dit observerede tidevandsbevis siger, at det var der i fortiden, så er det ret klart, at teorien og ikke observationen skal justeres.

Dette paleontologiske bevis kommer i form af tidevandsrytmitter, også kendt som tidevandslaminerede sedimenter. Rytmitter har været underkastet intensiv kontrol i løbet af det sidste årti eller deromkring og har givet stærke resultater. Williams (1990) rapporterer, at tilbagetrækningshastigheden for 650 millioner år siden var 1,95 og plusmn0,29 cm / år, og at den gennemsnitlige recessionshastighed i perioden fra 2,5 milliarder til 650 millioner år siden var 1,27 cm / år. Williams genanalyserede det samme datasæt senere (Williams, 1997), der viser en gennemsnitlig recessionshastighed på 2,16 cm / år i perioden mellem nu og 650 millioner år siden. At disse slags data er pålidelige demonstreres af Archer (1996). Der er også en meget god gennemgang af de tidligere paleontologiske beviser fra Lambeck (1980, kapitel 11, paleorotation)

Som du kan se, indikerer det paleontologiske bevis, at månen i dag trækker sig unormalt hurtigt tilbage fra Jorden. Dette er nøjagtigt som forventet fra de teoretiske modeller, som jeg allerede har henvist til. Kombinationen af ​​konsekvente resultater fra både teoretiske modeller og paleontologiske beviser præsenterer et ret stærkt billede af tidevandsudviklingen af ​​jorden-månesystemet. Bills & amp Ray (1999) giver en god gennemgang af den aktuelle status for denne harmoni. Uden at vide det, har de også forklaret godt, hvorfor de kreationistiske argumenter er uacceptable.

The Creationist Argumenter

Jeg ved ikke, hvem der først bragte jorden-månens system op som et pro-kreationistisk argument. Men det første eksempel, jeg er opmærksom på, er Barnes (1982, 1984). Barnes siger, "Det har været kendt i 25 år, at jorden-månesystemet ikke kan være så gammelt"og forsikre os om, at"Himmelsk mekanik beviser, at månen ikke kan være så gammel som 4,5 milliarder år", fortsætter med at citere den sidste sætning fra Slichters (1963) papir,"Tidsskalaen for jorden-månesystemet udgør stadig et stort problem"(faktisk skulle Barnes ikke have brugt store bogstaver i" T ", da dette er et sætningsfragment, ikke en fuld sætning, men i dette tilfælde er tilsynet uden betydning). Det er bemærkelsesværdigt, at Barnes er glad for at citere et papir, der allerede er 19 år gammel i 1982 og 21 år gammel i 1984, men på trods af en forskningsfysisk baggrund afviser han at gider med at undersøge noget efter Slichter. Hvis han havde gjort det, ville han have fundet Lambeck (1980), et større værk, der tydeligt angav den virkelige natur af Slichters dilemma (eller endda Stacey, 1977, der allerede viste konflikten mellem Slichters teoretiske dilemma og de paleontologiske beviser, der var til rådighed på det tidspunkt). Og selvfølgelig går Kirk Hansens papir fra 1982 forud for Barnes 'gentagelse i 1984 med to år, men ignoreres dog bliver anerkendt selv da som et stort skridt fremad. Barnes viser den samme slags sjuskete og dovne tilgang til "forskning", der gennemsyrer den unge jord-kreationisme, skønt hans er et særligt uhyggeligt tilfælde (som det også var for hans argumenter) vedrørende Jordens magnetfelt).

DeYoung (1992) tilbyder sin egen model. Faktisk tilbyder han en ligning. DeYoung hævder, at forandringshastigheden for måneafstanden som en funktion af tiden skal være proportional med den inverse 6. kraft af måneafstanden (formodentlig fordi månens tidevandsamplitude er proportional med den omvendte terning af afstanden, og tidevandsaccelerationen er proportional med kvadratet af amplituden, selvom DeYoung ikke siger dette). Derefter kører han nogle tal i ligningen og konkluderer med bemærkelsesværdig holdning, at han har vist en maksimalt mulig tidevandsalder for jorden-månesystemet på 1,4 milliarder år. Den samme beregning findes i Stacey (1977) med henvisning til mere præcise versioner. De får alle det samme svar som DeYoung, og der er ingen tvivl om, at det, DeYoung gjorde, gjorde han rigtigt. Men hvis du gør det "forkerte" problem, får du muligvis ikke det "rigtige" svar! Som Stacey påpegede (Stacey, 1977, side 102-103) er det mere fornuftigt at antage, at tidevandsafledningen i oceanet tidligere var mindre, hvilket ville have den virkning, at beregningen af ​​en minimum alder i modsætning til maksimum alder foreslået af DeYoung. Men selvfølgelig sammenligner vi DeYoung (1992) med Stacey (1977), et hul på 15 år (det er rart at se, at DeYoung ligesom Barnes holder trit med den aktuelle forskning). Denne kløft inkluderer Lambeck (1980) og Hansen (1982) (hvor det blev påvist, at en alder på 4,5 milliarder år var kompatibel). Indrømmet, at DeYoung (1992) skrev før 1994-papirerne af Kagan & amp Maslova eller Touma & amp Wisdom, som er direkte modstridende med hans resultater. Hansens (1980) resultater strider imidlertid også direkte imod DeYoung, men kom 12 år før. Denne observation inspirerer ikke tillid til værdien af ​​DeYoungs enligningsmodel for udviklingen af ​​månebanen. Men som det fremgår af Bills & amp Ray (1999), er proportionalitetskonstanten, som Stacey antyder, ikke konstant, faktisk et forhold mellem faktorer, der repræsenterer spredning og deformation. Det er klart, at ingen af ​​disse kan være konstante, og når det først er forstået, kan vi tydeligt se, at DeYoung simpelthen gjorde den forkerte ting rigtigt og nysgerrig afviklede med en korrekt form for det forkerte svar.

Walter Brown (Brown, 1995) præsenterer stort set den samme model som DeYoung. Jeg har kun set den online tekniske note, men ikke den trykte bog. Uheldig, for ligningerne vises ikke på websiden, på trods af at der er henvist til dem som om de var der. Brown tilbyder dog den hurtige-grundlæggende kildekode til sit program, der beregner minimumsalderen for jorden-månesystemet. Hans ligninger er der, og han ser ud til at bruge den inverse 5,5-styrke i radius snarere end den inverse 6. effekt, der bruges af DeYoung (Browns brug her er i overensstemmelse med ligningen givet af Bills & amp Ray, 1999, om man vælger at bruge det inverse 6 eller invers 5.5 magt synes at være et spørgsmål om modelafhængighed). Ellers ser Browns tilgang ud til at være den samme som DeYoungs og udsat for nøjagtig samme kritik. Han ignorerer tidsvariabiliteten ved spredning og deformation. Det er måske humoristisk ironisk, at både DeYoung og Brown fejler, fordi de implicit antager en upassende uniformistisk antagelse (konstanten af ​​spredning og deformation), som evolutionister har lært at undgå.

Konklusioner

Jeg ved ikke, om der er andre, "autoritative" kreationistiske kilder til argumentet om "hurtig måne". Men hvis der er, er det usandsynligt, at deres argumenter, der præsenteres, adskiller sig meget fra dem, der ses her. Jeg brugte en hel del mere tid på at gennemgå den faktiske videnskab om tidevandsinteraktionen mellem jord og måne, for når den først er veludviklet, bliver fejlen i de kreationistiske argumenter så åbenlyse, at det næppe synes nødvendigt at tilbagevise dem. Det mest bemærkelsesværdige aspekt af dette, tror jeg, er, at nogen som DeYoung, der bestemt har legitime kvalifikationer (en ph.d. i fysik fra Iowa State University), ville tilbyde en sådan en ligningsmodel, som om den faktisk var endelig. Den slags ting fungerer som en "back-of-the-envelope" -beregning for at få størrelsesordenen eller en første tilnærmelse til det rigtige svar, men det skulle have været klart for en upartisk observatør, at det aldrig kunne være legitimt realistisk model. Det er også af betydelig interesse, at både DeYoung og Brown kun offentliggjorde deres afvisning af evolution efter evolutionen havde allerede tilbagevist deres modbevisning! Barnes gjorde ikke så meget bedre efter at have overset Hansen (1982) i to år. Min egen konklusion er, at mine intuitive forventninger er opfyldt, og skabelsen "videnskab" har levet op til sit ry for enten at være forfalsket eller let at forfalske, når argumentet er tydeligt.

hvad angår ægte videnskab, husk, at videnskab ikke er en statisk forfølgelse, og tidevandsudviklingen mellem jord og måne ikke er et helt løst system. Der er meget, vi ved, og vi ved meget mere, end vi gjorde selv for 20 år siden. Men selvom vi ikke ved alt, er der stadig nogle argumenter, som vi helt sikkert kan udelukke. En alder på 10.000 år (eller noget lignende) falder bestemt i denne kategori og kan udelukkes både af teori og praksis.

Bibliografi & amp Referencer

Archer, A.W.
Pålidelighed af månens orbitale perioder ekstraheret fra gamle cykliske tidevandsrytmitter
Earth and Planetary Science Letters 141 (1-4): 1-10, juni 1996

Barnes, Thomas G.
Ung alder for månen og jorden
Institute for Creation Research, Impact 110, august 1982

Barnes, Thomas G.
Jordens unge magnetiske alder: Et svar på Dalrymple
Creation Research Society Quarterly 21: 109-113, december 1984

Regninger, B.G. & amp R.D. Ray Lunar Orbital Evolution: En syntese af nylige resultater
Geofysiske forskningsbreve 26 (19): 3045-3048, 1. oktober 1999

Brown, Walter
I begyndelsen: overbevisende bevis for skabelse og oversvømmelse
Center for Videnskabelig Skabelse, 1995

Darwin, G.H.
På indflydelsen af ​​geologiske ændringer på Jordens rotationsakse
Filosofiske transaktioner fra Royal Society of London, 167, 271, 1877

Darwin, G.H.
Om en tyktflydende sfæroides presession og om jordens fjerne historie
Filosofiske transaktioner fra Royal Society of London, 170, 447-530, 1879

Darwin, G.H.
På den verdslige ændring af en satellits kredsløb, der drejer sig om en tidevandsforvrænget planet
Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 171, 713-891, 1880

Dickey, J.O. et al.
Lunar laser Ranging: A Continuing Legacy of the Apollo Program
Science 265: 482-490, July 22, 1994

Goldreich, Peter
History of the Lunar orbit
Reviews of Geophysics 4(4): 411-439, November 1966

Hansen, Kirk S.
Secular Effects of Oceanic Tidal Dissipation on the Moon's Orbit and the Earth's Rotation
Reviews of Geophysics and Space Physics 20(3): 457-480, August 1982
(journal title has since then changed to Reviews of Geophysics)

Jeffreys, Harold
The Earth
Cambridge University Press, 1st edition, 1924 (multiple expanded editions since then 4th edition 1959)

Kagan, B.A. & Maslova, N.B.
A stochastic model of the Earth-moon tidal evolution accounting for
cyclic variations of resonant properties of the ocean: An asymptotic solution
Earth, Moon and Planets 66: 173-188, 1994

Kagan, B.A.
Earth-Moon tidal evolution: model results and observational evidence
Progress in Oceanography 40(1-4): 109-124, 1997

Lambeck, Kurt
The Earth's Variable Rotation - Geophysical causes and consequences
Cambridge University Press, 1980

Munk, W.H. & McDonald, G.J.F.
The Rotation of the Earth - A Geophysical Discussion
Cambridge University Press, 1960 (reprinted with corrections 1975)

Ray R.D., Bills B.G., Chao B.F.
Lunar and solar torques on the oceanic tides
Journal of Geophysical Research - Solid Earth 104(B8): 17653-17659, August 10, 1999

Slichter, Louis B.
Secular Effects of Tidal Friction upon the Earth's Rotation
Journal of Geophysical Research 68(14), July 15, 1963
(JGR has since broken into 5 separate journals published by the American Geophysical Union)

Stacey, Frank D.
Physics of the Earth
John Wiley & Sons, 1977 (2nd edition)

Touma, Jihad & Wisdom, Jack
Evolution of the Earth-moon system
Astronomical Journal 108(5): 1943-1961, November 1994

Williams, G.E.
Tidal Rhythmites - Key to the History of the Earth's Rotation and the Moon's Orbit
Journal of the Physics of the Earth 38(6): 475-491, 1990

Williams, G.E.
Precambrian Length of Day and the Validity of Tidal Rhythmite paleotidal Values
Geophysical Research Letters 24(4): 421-424, February 15, 1997

Acknowledgements for Figures Used

I am no graphic artist, and readily admit lifting the diagrams used from the following sources.

Figures 1 & 2 are both borrowed from Lunar Tides, a chapter in the Astronomy 161 web syllabus, from the Department of Physics & Astronomy, at the University of Tennessee, Knoxville. They are used with permission of the Artist, Mike Guidry.

Figure 3 comes from the 1989 edition of "Introduction to the World's Oceans" by Alyn & Allison Duxbury (the book is now in its 6th edition, as of July 1999).


1. Rockets

October 4, 1957 marked the dawn of the Space Age, when the Soviet Union launched Sputnik 1, the first human-made satellite. The Soviets were the first to make powerful launch vehicles by adapting World War II-era long-range missiles, especially the German V-2.

From there, space propulsion and satellite technology moved fast: Luna 1 escaped the Earth’s gravitational field to fly past the Moon on January 4, 1959 Vostok 1 carried the first human, Yuri Gagarin, into space on April 12, 1961 and Telstar, the first commercial satellite, sent TV signals across the Atlantic Ocean on July 10, 1962.

The 1969 lunar landing also harnessed the expertise of German scientists, such as Wernher von Braun, to send massive payloads into space. The F-1 engines in Saturn V, the Apollo program’s launch vehicle, burned a total of 2,800 tons of fuel at a rate of 12.9 tons per second.

Saturn V still stands as the most powerful rocket ever built, but rockets today are far cheaper to launch. For example, whereas Saturn V cost $185 million, which translates into over $1 billion in 2019, today’s Falcon Heavy launch costs only $90 million. Those rockets are how satellites, astronauts and other spacecraft get off the Earth’s surface, to continue bringing back information and insights from other worlds.


A Secret Solar Eclipse from Outer Space

Call it the eclipse nobody saw. NASA’s Solar Dynamics Observatory (SDO) got its own private solar eclipse showing from its geosynchronous orbital perch today. Twice a year during new phase, the moon glides in front of the sun from the observatory’s perspective. Although we can’t be there in person to see it, the remote view isn’t too shabby. The events are called lunar transits rather than eclipses since they’re seen from outer space. Transits typically last about a half hour, but at 2.5 hours, today’s was one of the longest ever recorded. The next one occurs on July 26, 2014.


Today’s lunar transit of the sun followed by a strong solar flare

When an eclipse ends, the fun is usually over, but not this time. Just as the moon slid off the sun’s fiery disk, a strong M6.6 solar flare exploded from within a new, very active sunspot group rounding the eastern limb and blasted a CME (coronal mass ejection) into space. What a show!

Approximate view of the moon transiting the sun from SDO’s viewpoint. To make sure SDO didn’t run down its batteries when the sun was blocked, mission control juiced them up beforehand. Kredit: NASA

SDO circles Earth in a geosynchronous orbit about 22,000 miles high and photographs the sun continuously day and night from a vantage point high above Mexico and the Pacific Ocean. About 1.5 terabytes of solar data or the equivalent of half a million songs from iTunes are downloaded to antennas in White Sands, New Mexico every day.

For comparison, the space station, which orbits much closer to Earth, would make a poor solar observatory, since Earth blocks the sun for half of every 90 minute orbit.

When you look at the still pictures and video, notice how distinct the edge of the moon appears. With virtually no atmosphere, the moon takes a “sharp” bite out of the sun.

SDO orbits about 22,000 miles above Earth, tracing out a figure-8 (called an analemma) above the Pacific and Mexico every 24 hours. Kredit: NASA
Read more: http://www.universetoday.com/#ixzz2ruidvZJ5

SDO amazes with its spectacular pictures of the sun taken in 10 different wavelengths of light every 10 seconds additional instruments study vibrations on the sun’s surface, magnetic fields and how much UV radiation the sun pours into space.

Compared to all the hard science, the twice a year transits are a sweet side benefit much like the cherries topping a sundae.

You can make your own movie of today’s partial eclipse by visiting the SDO website and following these easy steps:

* Click on the Data tab and select AIA/HMI Browse Data
* Click on the Enter Start Date window, select a start date and time and click Done
* Click on Enter End Date and click Done
* Under Telescopes, pick the color (wavelength) sun you want
* Select View in the display box
* Click Submit at the bottom and watch a video of your selected pictures


Life Without the Moon

© All Rights Reserved. Please do not distribute without written permission from Damn Interesting.

Life is a tenuous thing. Earth is just within Sol’s habitable zone, and constantly pelted with solar radiation and cosmic rays. Rocky scraps of cosmic afterbirth constantly cross Earth’s orbit, threatening to eradicate all terrestrial life. In point of fact, it is almost certain that countless Extinction-Level Events would have sterilized the surface of our plucky planet had it not been for our constant companion and benefactor a body which unwittingly wards away many of the ills that could befall us: the moon.

Luna is unique among the observed celestial bodies there is no other satellite closer in size and composition to its mother-planet (if one discounts the dwarf-planet Pluto), and the Earth/moon system is the only tidally locked pair. Furthermore, it also happens to be the only moon in the solar system which is circling an intelligent civilization⁠&mdash a factor which may not be a mere coincidence.

It was 4.5 billion years ago last week that the young planetesimal Earth was forming from the sun’s accretion disk of dust and boulders. Several other aspiring planets were building up nearby. One particularly promising young protoplanet was making some exemplary progress by loitering in Earth’s Lagrange point, allowing it to share Earth’s orbit by staying at a gravitationally neutral distance. As the mass of both young Earth and her smaller rival, Thiea increased, the gravitationally stable Lagrange point was insufficient to keep the worldlets apart, and the proto-worlds were drawn together. Theia, approximately Mars-sized by now, accelerated toward and slammed into Earth at an oblique angle. The heavy core of the smaller world didn’t have the velocity to escape Earth, but a large swath of the lighter mantle material of both were flung into orbit. Within the year, the moon we know was well-under construction⁠&mdashor so goes the popular theory. No one bothered to record for us the the rate of Earth’s spin before the incident, but like a glancing shot off a billiards ball, the Giant Impact certainly made sure it was spinning afterward.

In that era, the moon was much nearer Earth, and would have looked much larger⁠&mdashseveral times the size of the sun. For a long time the moon retained a molten core and the accompanying magnetic fields which left geological marks on our world. When things were almost settled down, there was an era called Late Planetary Bombardment when both Earth and its companion were pelted by impacts that blew planetary debris around, and left some of Earth’s ancient geology on the moon. Over the eons, erosion has scrubbed away all evidence of that ancient time from the Earth, but some of the chunks that were blasted to the moon were preserved in a frozen, unchanged state. Ultimately these remnants of the Earth’s violent youth would be found by enterprising humans, such as the infamous Genesis rock collected by the Apollo 15 astronauts.

Observations of the solar system show us that the moon’s birth was rather unusual. All of the other worlds either lack satellites or have captured them from other places. Of course the moon isn’t Earth’s only unusual resident its surface crawls with all manner of strange and delicate carbon-based life forms. Adherents of the Rare Earth Theory postulate that a large moon such as ours is not merely a benefit for life, but essentially a requirement.

Although our planetary neighbor Mars also technically lies within Sol’s habitable zone, there is reason to speculate that life never could get a foothold there because of its axial tilt. Mars’ axis can wobble from 10 degrees up to the current 25 degrees, and maybe more. This has sometimes leaned one of the poles so sharply that the ice melted, filling the meager atmosphere with water vapor that froze again on the next season. By introducing such extremes to the weather, the planet would potentially go through phases where sheets of ice were laid on the surface for epochs, then melted away when the axis tilt became more favorable. When the Phoenix Lander lands near a Martian icecap in May, we may get a chance to see evidence of this ice age cycle on the surface. While Earth has had its share of ice-ages, the gravity of the moon has acted as a gyroscope, keeping the Earth’s axis steady at 23.5 degrees and sparing us the wild environmental changes Mars faced. This long-term stability has given life a chance to arise amidst a cycle of regular seasonal changes.

A case can also be made that the tides have been invaluable to the evolution of life on our world. The sun alone would cause some tides to occur, though they would be far less than those the moon creates. The surfing would suck, and for many that wouldn’t be a life worth living. The higher tides afforded us by Luna have made long swaths of coastline into areas of that are regularly shifted between dry and wet. These variable areas may have been a proving ground for early sea life to reach out of the oceans and test the land for its suitability as a habitat. Areas farther from shore are only dry at the peak of low-tide, and the period of exposure to air increases as one nears shore, allowing for a subtle progression toward a waterless environment. Early life could have taken advantage of this gradual change to adapt to the wildly different demands of surviving outside the ocean.

It’s not only water being tugged by the moon’s gravity. Perhaps the moon helps keep Earth’s core and seas warmer than they would otherwise be. Since the moon circles the Earth once a month, and the Earth is spinning a full turn at a much quicker 24 hours, the moon’s gravity is creating drag, hence friction, as it pulls at Earth’s surface. This causes several things to happen: first is a perpetual morphing of the crust⁠&mdashlike the amateurish kneading of bread⁠&mdashthat contributes a clumpy, broken mess that we call plate tectonics.

Even Earth’s rotation is slowed by virtue of the Moon’s pull. Without the moon, the Earth might rotate much faster, causing a more turbulent atmosphere, and thus unending gales of life-hostile, skirt-blowing winds. As Luna’s orbit slowly creeps away from the Earth at 1.5 inches per year, her gravimetric drag will eventually slow the Earth’s rotation to match the pace of the moon’s orbit. One day will be 9,600 hours long, and the moon will only be visible from one hemisphere, fixed in the sky. Of course, by then the sun should be in an expanding red-giant phase, slowly engulfing its planets. The sun’s coronal atmosphere could be creating drag against the moon, slowing it toward an eventual breakup as Earth’s gravity tears it apart. The remnants of Luna will fall back to Mother Earth as meteorites, and while it may be a pretty show, it ought to prove bad for property values, and worse for the surf.

If the unlikely set of circumstances which brought forth our moon are as rare as they seem, perhaps ours is the only such planetary system in the entire, vast galaxy or perhaps in our unfashionable limb of the universe. But every once in a great while, when the time is right, two protoplanets who love each other very much can touch each other in a special way, and make life together. Without that magic, astronomical ritual, we certainly would not be here.


The Decade of Discovery in Astronomy and Astrophysics (1991)

ASTRONOMY AND THE SPACE EXPLORATION INITIATIVE

According to current plans for the manned space program, humanity 's return to the moon is not expected to take place until sometime in the first decade of the 21 st century substantial scientific facilities will not be established until even further in the future. Therefore this chapter does not recommend specific projects. Rather, discussion focuses on the moon as a site for astronomical telescopes and the science that may be best done with lunar telescopes. The committee's principal conclusion is that the moon is potentially an excellent site for some astronomical observations. The committee believes that a lunar astronomy program should complement the earth-orbiting satellite program, that both technology and science should proceed in a step-by-step fashion, and that NASA should devote an appropriate fraction of the funding for its Space Exploration Initiative to scientific endeavors, including astronomy. The committee outlines an evolutionary program that will develop necessary technologies and increase the scientific return from a lunar program.

A number of conferences have been held under NASA's auspices on the topic of lunar observatories (Burns and Mendell, 1988 Mumma and Smith, 1990). The reader is referred to these conference proceedings for many stimulating ideas. In the discussion that follows, the term &ldquotelescopes&rdquo is used in the general sense to include interferometers and astronomical instruments at all wavelengths, and equipment for the detection of cosmic rays.

THE MOON AS AN OBSERVATORY SITE

Physical Characteristics

The moon is a slowly rotating spacecraft, 3,476 km in diameter, that always presents the same face to the earth. The moon lacks a significant atmosphere but has a rocky surface covered with dust. Its surface gravity is about one-sixth that of the earth. Table 6.1 describes a typical infrastructure and compares it to other remote observing sites. Table 6.2 lists some of the advantages and disadvantages of the moon as an observatory.

The moon has most of the advantages of any observatory in space. The absence of a lunar atmosphere and ionosphere permits observations over the entire electromagnetic spectrum with a resolution that is limited only by the characteristic size of the telescope. The lunar environment also lends itself to the construction of large, precise structures. The low lunar gravity and the absence of wind make possible telescope mirrors and support structures lighter than those constructed on the earth. The lunar night provides thermal stability, important for maintaining the precise alignment of a large telescope or the separations and orientations of an array of smaller ones. During the lunar night, telescopes can attain the low temperatures, less than 70 K, needed to improve infrared sensitivity. A major advantage of the moon compared with orbital observatory sites is the large, rigid lunar surface on which could be built arrays of telescopes extending over many kilometers to form interferometers.

The disadvantages of the moon compared with a remote site on the earth or in earth orbit include the limited mass that can be sent to the moon, the stringent requirements imposed on the design of instruments that must survive the rigors of space travel, and the need for assembly and operation of complex equipment with only a few workers. A rocket that can send 1,000 kg to low earth orbit, or 400 kg to high earth orbit, can send only 290 kg to the moon. Although lunar gravity is weaker than the earth's, supporting a few tons of telescope is a difficult task not faced by the designer of an orbiting telescope. Cosmic rays and the solar wind impinge directly on the lunar surface, unmoderated by a magnetosphere. Contamination of optical and mechanical components by lunar dust is a potential problem.

Detailed study will be required to determine whether, for any particular instrument, operation from high earth orbit offers advantages relative to operation on the moon. In the very distant future, mining or manufacturing operations on the moon might create an infrastructure that could make the moon an attractive site for many astronomical facilities.

A Human Presence

The presence of astronauts offers both advantages and disadvantages for astronomy. Astronauts are able to install and repair astronomical facilities, albeit on a restricted work schedule and with dexterity limited by spacesuits. The direct


Life Without the Moon

© All Rights Reserved. Please do not distribute without written permission from Damn Interesting.

Life is a tenuous thing. Earth is just within Sol’s habitable zone, and constantly pelted with solar radiation and cosmic rays. Rocky scraps of cosmic afterbirth constantly cross Earth’s orbit, threatening to eradicate all terrestrial life. In point of fact, it is almost certain that countless Extinction-Level Events would have sterilized the surface of our plucky planet had it not been for our constant companion and benefactor a body which unwittingly wards away many of the ills that could befall us: the moon.

Luna is unique among the observed celestial bodies there is no other satellite closer in size and composition to its mother-planet (if one discounts the dwarf-planet Pluto), and the Earth/moon system is the only tidally locked pair. Furthermore, it also happens to be the only moon in the solar system which is circling an intelligent civilization⁠&mdash a factor which may not be a mere coincidence.

It was 4.5 billion years ago last week that the young planetesimal Earth was forming from the sun’s accretion disk of dust and boulders. Several other aspiring planets were building up nearby. One particularly promising young protoplanet was making some exemplary progress by loitering in Earth’s Lagrange point, allowing it to share Earth’s orbit by staying at a gravitationally neutral distance. As the mass of both young Earth and her smaller rival, Thiea increased, the gravitationally stable Lagrange point was insufficient to keep the worldlets apart, and the proto-worlds were drawn together. Theia, approximately Mars-sized by now, accelerated toward and slammed into Earth at an oblique angle. The heavy core of the smaller world didn’t have the velocity to escape Earth, but a large swath of the lighter mantle material of both were flung into orbit. Within the year, the moon we know was well-under construction⁠&mdashor so goes the popular theory. No one bothered to record for us the the rate of Earth’s spin before the incident, but like a glancing shot off a billiards ball, the Giant Impact certainly made sure it was spinning afterward.

In that era, the moon was much nearer Earth, and would have looked much larger⁠&mdashseveral times the size of the sun. For a long time the moon retained a molten core and the accompanying magnetic fields which left geological marks on our world. When things were almost settled down, there was an era called Late Planetary Bombardment when both Earth and its companion were pelted by impacts that blew planetary debris around, and left some of Earth’s ancient geology on the moon. Over the eons, erosion has scrubbed away all evidence of that ancient time from the Earth, but some of the chunks that were blasted to the moon were preserved in a frozen, unchanged state. Ultimately these remnants of the Earth’s violent youth would be found by enterprising humans, such as the infamous Genesis rock collected by the Apollo 15 astronauts.

Observations of the solar system show us that the moon’s birth was rather unusual. All of the other worlds either lack satellites or have captured them from other places. Of course the moon isn’t Earth’s only unusual resident its surface crawls with all manner of strange and delicate carbon-based life forms. Adherents of the Rare Earth Theory postulate that a large moon such as ours is not merely a benefit for life, but essentially a requirement.

Although our planetary neighbor Mars also technically lies within Sol’s habitable zone, there is reason to speculate that life never could get a foothold there because of its axial tilt. Mars’ axis can wobble from 10 degrees up to the current 25 degrees, and maybe more. This has sometimes leaned one of the poles so sharply that the ice melted, filling the meager atmosphere with water vapor that froze again on the next season. By introducing such extremes to the weather, the planet would potentially go through phases where sheets of ice were laid on the surface for epochs, then melted away when the axis tilt became more favorable. When the Phoenix Lander lands near a Martian icecap in May, we may get a chance to see evidence of this ice age cycle on the surface. While Earth has had its share of ice-ages, the gravity of the moon has acted as a gyroscope, keeping the Earth’s axis steady at 23.5 degrees and sparing us the wild environmental changes Mars faced. This long-term stability has given life a chance to arise amidst a cycle of regular seasonal changes.

A case can also be made that the tides have been invaluable to the evolution of life on our world. The sun alone would cause some tides to occur, though they would be far less than those the moon creates. The surfing would suck, and for many that wouldn’t be a life worth living. The higher tides afforded us by Luna have made long swaths of coastline into areas of that are regularly shifted between dry and wet. These variable areas may have been a proving ground for early sea life to reach out of the oceans and test the land for its suitability as a habitat. Areas farther from shore are only dry at the peak of low-tide, and the period of exposure to air increases as one nears shore, allowing for a subtle progression toward a waterless environment. Early life could have taken advantage of this gradual change to adapt to the wildly different demands of surviving outside the ocean.

It’s not only water being tugged by the moon’s gravity. Perhaps the moon helps keep Earth’s core and seas warmer than they would otherwise be. Since the moon circles the Earth once a month, and the Earth is spinning a full turn at a much quicker 24 hours, the moon’s gravity is creating drag, hence friction, as it pulls at Earth’s surface. This causes several things to happen: first is a perpetual morphing of the crust⁠&mdashlike the amateurish kneading of bread⁠&mdashthat contributes a clumpy, broken mess that we call plate tectonics.

Even Earth’s rotation is slowed by virtue of the Moon’s pull. Without the moon, the Earth might rotate much faster, causing a more turbulent atmosphere, and thus unending gales of life-hostile, skirt-blowing winds. As Luna’s orbit slowly creeps away from the Earth at 1.5 inches per year, her gravimetric drag will eventually slow the Earth’s rotation to match the pace of the moon’s orbit. One day will be 9,600 hours long, and the moon will only be visible from one hemisphere, fixed in the sky. Of course, by then the sun should be in an expanding red-giant phase, slowly engulfing its planets. The sun’s coronal atmosphere could be creating drag against the moon, slowing it toward an eventual breakup as Earth’s gravity tears it apart. The remnants of Luna will fall back to Mother Earth as meteorites, and while it may be a pretty show, it ought to prove bad for property values, and worse for the surf.

If the unlikely set of circumstances which brought forth our moon are as rare as they seem, perhaps ours is the only such planetary system in the entire, vast galaxy or perhaps in our unfashionable limb of the universe. But every once in a great while, when the time is right, two protoplanets who love each other very much can touch each other in a special way, and make life together. Without that magic, astronomical ritual, we certainly would not be here.


Homework Answer Key: Homework 2

[Answer] The simplest way to calculate this answer is to compare a geosynchronous orbit with that of the moon: (P 2 )måne (a 3 )måne
------------- = --------
(P 2 )geosyn (a 3 )geosyn

(27.32 days) 2 (384,000 km) 3
------------- = -----
(1 day) 2 (a 3 )geosyn

(a 3 )geosyn = 5.66 x 10 16 / 7.46 x 10 2 km 3 = 7.58 x 10 13 km 3

-engeosyn = 4.23 x 10 4 km

[Answer]
From this histogram, we see that at about 3.25 AU there is a dramatic dropoff almost to zero of asteroids with orbits of this size. Thus, almost no asteroids have orbits with orbital periods with the ratio of 2:1 to that of Jupiter's orbital period.

We also see that there is a dramatic dropoff at 2.5 AU, one of the so-called gaps in the asteroid belt. So again, few asteroids have orbits at this position.


Potential Methods:

When it comes to terraforming the Moon, the possibilities and challenges closely resemble those of Mercury. For starters, the Moon has an atmosphere that is so thin that it can only be referred to as an exosphere. What’s more, the volatile elements that are necessary for life are in short supply (i.e. hydrogen, nitrogen, and carbon).

Artist’s concept of a terraformed Moon. Credit: ittiz

These problems could be addressed by capturing comets that contain water ices and volatiles and crashing them into the surface. The comets would sublimate, dispersing these gases and water vapor to create an the atmosphere. These impacts would also liberate water that is contained in the lunar regolith, which could eventually accumulate on the surface to form natural bodies of water.

The transfer of momentum from these comet would also get the Moon rotating more rapidly, speeding up its rotation so that it would no longer be tidally-locked. A Moon that was sped up to rotate once on its axis every 24 hours would have a steady diurnal cycle, which would make colonization and adapting to life on the Moon easier.

There is also the possibility of paraterraforming parts of the Moon in a way that would be similar to terraforming Mercury’s polar region. In the Moon’s case, this would take place in the Shackleton Crater, where scientists have already found evidence of water ice. Using solar mirrors and a dome, this crater could be turned into a micro-climate where plants could be grown and a breathable atmosphere created.


The Moon in Culture and Folklore

The Moon’s prominence in the sky and its regular cycles have captured the interest of people worldwide through all of recorded history. It has been used for very practical purposes such as timekeeping, but it has also been the subject of legends, superstitions, and sayings.

For many thousands of years, people have used the apparent motions of the more obvious heavenly bodies as a basis for timekeeping (often for setting the dates of various religious festivals). The most important such body is obviously the Sun, but most cultures have tried to incorporate the Moon’s cycles into calendar schemes as well. A problem arises, though the 29.53 day lunar phase cycle (essentially the “month”) is not divisible a whole number of times into the solar year (365.256 days). There are 12.37 such lunations in a year, or 12 “months,” with about 11 days left over. One type of solution is a “lunisolar” calendar, in which a sort of “leap month” is inserted every few years to correct the 11-day-per-year discrepancy. This approach is used in the Jewish, Chinese, and Hindu calendars. The Islamic calendar, on the other hand, is purely lunar but is used alongside a solar one. The most widely used modern calendar—the Gregorian—is purely solar, so its months are a bit longer than the lunar cycle, and no effort is made to correlate them with that cycle.

A vast number of superstitions involve the Moon. It has been suspected of causing or curing diseases, aiding or retarding the growth of crops, altering the weather, and bringing either good or bad luck to those who see it. One such belief was that sleeping under moonlight would render one “moonstruck,” or mad. Such a person would then be a “lunatic.”

The idea that the Moon influences human behavior has persisted into modern times. Many people believe that the full Moon is associated with anything from increased crime to increased birthrates. Some early studies appeared to support these ideas, but more-recent large studies have shown little if any correlation between Moon phase and such occurrences. For example, a study of 70 million births in the United States found no statistically significant correlation between the number of babies born and the phase of the Moon, in spite of a widespread belief (even on the part of some health-care professionals) that more babies are born near the full Moon.

Some people believe that the Moon exerts tidal influences on the body that might explain these purported phenomena. It is instructive, however, to compare the tidal influence of the Moon to that of a person standing a dozen feet away. The Moon is about 10 21 times as massive as the person, but it is also about 10 8 times farther away. Since tidal effects vary as the inverse cube of distance, this weakens the effect by a factor of 10 24 . The result is that one person standing across the room from another exerts about 1,000 times as much tidal effect on that person as the Moon does.

Though it now appears that any lunar effects on humans are subtle at best, there are clear effects on many marine organisms. These effects are largely due to the importance of the tides but perhaps also to variations in moonlight. Some nocturnal terrestrial creatures’ behavioral patterns may be Moon-related also, probably owing to the importance of moonlight.


Se videoen: Jord sol måne systemet (December 2022).