Приливные силы действуют не только на Земле, но и по всей Солнечной системе и между галактиками. Даже черные дыры, если они, конечно, действительно существуют, создают приливные силы.

Приливы на Земле – одновременно и очень простое и очень сложное явление. Вопрос «отчего бывают приливы», возможно, не самый животрепещущий среди вопросов, которыми дети ставят в тупик взрослых, — ведь задаются им только те, кто живет на берегах морей и океанов. Тем не менее, он ненамного уступает по сложности остальным, вроде «почему небо синее»? А по обманчивой простоте, с какой мы, кажется, можем все объяснить, — этот вопрос выходит на одно из первых мест.

Многие наивно полагают, что это просто притяжение Луны действует на поверхность Земли, которая большей частью покрыта водою, которая, в свою очередь, притягивается к Луне, — отчего и образуется высокий прилив. Однако, если бы дело обстояло так, прилив случался бы в каждой конкретной местности только один раз в день, когда Луна здесь находится в верхней точке над горизонтом. Но на самом деле приливы случаются два раза в сутки – каждые 12 часов. Итак, здесь происходит нечто слегка более сложное.

В первую очередь, говоря о физике приливов, нужно отметить, что приливные силы – это не основные гравитационные силы, а только малая часть, разность между двумя силами. Они вызываются тем обстоятельством, что притяжение Луны, действующее на ближайшую к ней часть поверхности Земли, больше, чем притяжение Луны, действующее на центр Земли. А притяжение, действующее на дальнюю от Луны часть поверхности, оказывается еще меньшим, чем притяжение, действующее на центр. Разница между этими силами и вызывает приливы.

Итак, ближняя к Луне сторона притягивается сильно, центр притягивается слабее, а дальняя сторона притягивается еще слабее, как бы отставая от всей остальной Земли. Сила – величина векторная. Если векторно вычесть из всех этих сил общую составляющую, определяющую движение Земли, как единого целого в поле притяжения Луны (эта сила, естественно, равна силе, действующей на центр Земли), мы получим картину разностных приливных сил, действующих на разные области нашей планеты, и таким образом деформирующих ее.

Получается, что гравитационное воздействие Луны можно разложить на общее притяжение всей Земли, как единого целого, и деформирующее воздействие приливных сил. При рассмотрении этого деформирующего воздействия оказывается, что на области поверхности Земли, максимально и минимально близкие к Луне действуют основные приливные силы, направленные от центра Земли (растягивающие), а на области поверхности, находящиеся на среднем от Луны расстоянии – силы поменьше, направленные к центру Земли (сжимающие).

Понятно, что при этом происходит с Землею. Она оказывается слегка приплюснутой и с двух сторон растянутой. Поскольку поверхность Земли в  основном покрыта водою, то и выходит в результате, что гидросфера с двух сторон поднимается (вдоль прямой линии, соединяющей Землю и Луну). В результате, благодаря суточному вращению Земли и создаются два прилива в сутки.

Но это лишь простейшая часть, объясняющая появление приливов. Сложнейшая часть – в том, что происходит на самом деле. Действительно, будь все так просто, как описывается в школьных учебниках астрономии, приливы достигали бы наивысшей точки, когда Луна находится прямо над головой. В этот момент разность притяжения Луны в данной точке и в точке-антиподе на поверхности Земли максимальна. Однако, если понаблюдать за приливами, можно заметить, что высокий прилив случается несколькими часами позже.

Происходит это из-за того, что океан не может мгновенно отреагировать на воздействие Луны, мгновенно сформировав требуемую гравитационным полем конфигурацию. Виной здесь не только вязкость воды, но и материки, встречающиеся на пути двух «горбов» воды. Водным массам приходится, обтекая сушу, перестраиваться, и в результате наблюдаемая картина приливов гораздо сложнее простенькой иллюстрации из учебника.

Таким образом, в реальности приливы на Земле оказывается смесью простой физики, заключающейся в том, что Луна растягивает гидросферу, и того, как океаны в действительности реагируют на это воздействие, что является сложной частью и зависит от топологии земной поверхности (форма береговых линий, глубины морей и проч.).

Луна находится сравнительно далеко от Земли, и ее гравитационное поле, соответственно, оказывается слабым. Еще более слабой оказывается, очевидно, разница в значениях этого поля, создающая приливы. Однако, и столь слабых приливных сил достаточно, чтобы изменить форму мирового океана. При этом «на трение» тратится энергия, что приводит к постепенному замедлению вращения Земли.

Интересно отметить, что гравитационное поле Солнца гораздо сильнее лунного, так как Солнце в миллионы раз тяжелее (поэтому мы и вращаемся вокруг Солнца, а не вокруг Луны), но приливные силы, порождаемые Солнцем, значительно слабее лунных. Происходит это оттого, что расстояние до Солнца почти в 500 раз больше, чем до Луны, а потому и разница в гравитационном поле Солнца между разными сторонами Земли, порождающая приливные силы, в сотни раз менее существенна. Расстояние, разделяющее точки-антиподы на поверхности Земли, и равное ее диаметру, составляет лишь малую долю от общего расстояния до Солнца, порядка одной десятитысячной. В то же время, это расстояние составляет уже порядка трех процентов дистанции до Луны. В итоге, несмотря на то, что притяжение Солнца сильнее, приливные силы, порождаемы им, слабее.

Вообще в Солнечной системе встречаются очень интересные конфигурации, ведь крупные планеты обладают не одним, а несколькими спутниками, некоторые из которых сами по величине близки к планетам. Ближайший спутник Юпитера, Ио, например, является наиболее геологически активным небесным телом Солнечной системы. Постоянная вулканическая активность непрерывно обновляет поверхность спутника. А также там постоянно случаются земле-, а точнее луно-трясения. И все это потому, что поверхность спутника все время оказывается растягиваемой в разные стороны: огромной массой Юпитера с одной стороны, и немалыми по массе остальными его спутниками с другой. Внутренности Ио непрерывно деформируются, сжимаются и растягиваются. В результате выделяется немалая энергия в виде тепла, что и оказывается решающим фактором, поддерживающим геологическую активность луны.

Приливные силы играют большую роль и в жизни целых галактик. Происходит это из-за того, что галактики не «висят в пространстве» поодиночке, а объединяются в тесные группы. Когда две галактики оказываются достаточно близко друг к другу, приливные силы могут растянуть их, создавая красивый «хвост», состоящий из миллиардов звезд. Ближайшие друг к другу части галактик, притягиваемые сильнее всего, вытягиваются вперед, и, опережая основные массы, образуют переходный «мостик» между ними, который остается малозаметным из-за того, что галактики сталкиваются.  А вот удаленные друг от друга части галактик, испытывающие наименьшее притяжение и отстающие от основных масс, образуют впечатляющее зрелище. Доступное, правда, лишь для тех, кто всерьез интересуется астрономией, — ведь невооруженным глазом высмотреть на небе сталкивающиеся галактики невозможно.

Вообще, поскольку приливные силы создаются разницей в гравитационном притяжении, то и возникают они всякий раз, когда любой протяженный объекта оказывается в неоднородном гравитационном поле. Чемпионом здесь, конечно, должна быть черная дыра. Ее притяжение очень сильно и неоднородно, и создаваемые приливные силы могут быть очень интенсивными. Если, например, человек находится вблизи поверхности небольшой черной дыры, там, где сосредоточена основная масса, то небольшое изменение в его положении может вызвать огромное изменение в интенсивности гравитационного поля. Если он падает в черную дыру ногами вперед, то его ноги будут испытывать притяжение гораздо большее, чем его голова. В результате его растянуло бы вдоль и слегка приплюснуло бы в ширину. Физики даже придумали для этого гипотетического явления специальный термин – «спагетификация», превращение в спагетти из-за разности в гравитационном притяжении.

Так-то ставшее привычним для всех жителей приморских районов явление на самом деле оказывается распространенным по всей Вселенной.

GD Star Rating
loading...
Приливные силы на Земле, в Солнечной системе и среди галактик, 9.0 out of 10 based on 3 ratings

2 Responses to Приливные силы на Земле, в Солнечной системе и среди галактик

  1. Юсуп:

    «Приливы и отливы-результат прецессии водоворотов».
    Форум Кафедры Океанологии Спбгу.»Гипотезы, загадки, идеи, озарения».

    Воды озер, морей и океанов, северного полушария, вращаются против часовой стрелки, а воды южного полушария, вращаются по часовой стрелке, образуя гигантские водовороты. А все что вращается, в том числе и водовороты, обладают свойством гироскопа(юлы), сохранять вертикальное положение оси в пространстве независимо от вращения Земли.. Если смотреть на Землю со стороны Солнцa, водовороты вращаясь вместе с Землей опрокидываются, два раза в сутки, благодаря чему, водовороты прецессируют, (1-2 градусов) и отражают от себя приливную волну.. Воды Белого моря, вращаются против часовой стрелки, образуя огромный водоворот-гироскоп прецессируя отражающий приливную волну, по всему периметру Белого моря.. Аналогичная схема приливов и отливов, наблюдается во всех озерах, морях и океанах.. Приливную волну реке Амазонка, создает огромный планетарный водоворот диаметром несколько тысяч км, вращающийся между Южной Америкой и Северной Африкой, охватывая и устье реки Амазонка.. Ширина приливной волны, зависит от диаметра водоворота. А высота приливной волны, зависит от скорости опрокидывания водоворота (за 12часов), и скорости вращения водоворота. А скорость вращения водоворота, зависит от силы Кориолиса, от осевой и орбитальной скорости Земли, и от наклона оси Земли. А роль Луны косвенная, создание неравномерной орбитальной скорости Земли.. Воды Средиземного моря, вращаются против часовой стрелки, образуя приливы высотой 10-15 см. Но в заливе Габес, что у побережья Туниса, высота приливов достигает трех метров, а порой и больше. И это считается одной из загадок природы. Но в тоже время, в заливе Габес, вращается водоворот, прецессируя отражающий дополнительную приливную волну. Внутри постоянных планетарных океанических и морских водоворотов, вращаются небольшие постоянные и непостоянные вихри и водовороты, создаваемые впадающими в бухты реками, очертанием берегов и местными ветрами. И в зависимости от скорости, и направления вращения небольших прибрежных водоворотов, зависит календарь, амплитуда, и количество приливов и отливов в сутки.. Водоворотную гипотезу приливов, легко проверить, по связи амплитуды приливной волны, со скоростью вращения водоворотов.. По амплитуде приливной волны, можно определять местонахождение водоворотов.. Как правило положительные отзывы к гипотезе, пишут мыслители знающие о противоречиях в Лунной теории приливов и отливов, обладающие углубленными знаниями небесной механики, и свойств гироскопа.

  2. Юсуп:

    Здравствуйте, Юсуп Саламович!
    На Вашу статью получена рецензия, рецензия положительная, статья рекомендована к публикации…
    Добавила Ваши материалы в №3/2015, который выйдет 29.06.2015 года. По выходу журнала я пришлю Вам ссылку на on-line версию и электронный вариант номера электронной почтой. Печатный вариант придется подождать дольше. Благодарим Вас за публикацию в нашем журнале…
    С уважением, Наталия Хватаева (редактор русскоязычного направления. Научный журнал «Eastern-european scientific
    journal» (Российско-Немецкий) 28.04.2015

Добавить комментарий