ดวงจันทร์บริวารของเราอยู่ห่างจากโลกโดยเฉลี่ย 384.400 กิโลเมตร แต่ละปีจะเคลื่อนออกไป 3,4 เซนติเมตร นั่นหมายความว่าเมื่อเวลาผ่านไปหลายล้านปีดวงจันทร์อาจหยุดเป็นบริวารของเรา จะเกิดอะไรขึ้นถ้าสถานการณ์ตรงข้าม? นั่นคือถ้าดวงจันทร์เข้าใกล้โลกของเรามากขึ้นทุกปี ความจริงนี้เรียกว่า ขีด จำกัด ของ Roche. Roche ขีด จำกัด นี้คืออะไร?
ในบทความนี้เราจะอธิบายทุกอย่างเกี่ยวกับเรื่องนี้
หากดวงจันทร์เข้ามาใกล้โลกของเรามากขึ้น
ก่อนอื่นควรกล่าวว่านี่เป็นเรื่องสมมติทั้งหมด ดวงจันทร์ไม่มีทางเข้าใกล้โลกของเราได้ทั้งหมดนี้เป็นการคาดเดา ในความเป็นจริงดวงจันทร์จะยังคงเคลื่อนที่ต่อไปและอยู่ห่างจากโลกมากขึ้นทุกปี ลองย้อนกลับไปในช่วงที่โลกของเรายังคงเกิดขึ้นใหม่และวงโคจรที่ดาวเทียมของเราอยู่นั้นอยู่ใกล้กว่าวงโคจรปัจจุบัน ในเวลานี้ระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์และดาวเทียมมีขนาดเล็กลง นอกจากนี้โลกยังหมุนรอบตัวเองด้วยวิธีที่เร็วกว่า วันดังกล่าวมีความยาวเพียงหกชั่วโมงและดวงจันทร์ใช้เวลาเพียง 17 วันในการโคจรเต็มดวง
แรงโน้มถ่วงที่โลกของเรากระทำต่อดวงจันทร์เป็นสิ่งที่ทำให้การหมุนของมันช้าลง ในขณะเดียวกันแรงโน้มถ่วงที่ดวงจันทร์กระทำบนโลกของเราก็เป็นสิ่งที่ทำให้การหมุนช้าลง ด้วยเหตุนี้วันนี้บนโลกจึงยาวนาน 24 ชั่วโมง โดยอยู่ที่โมเมนตัมเชิงมุมของระบบมันคือดวงจันทร์ที่เคลื่อนออกไปจากเราเพื่อชดเชย
การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาทั้งสองทิศทาง หากดวงจันทร์ใช้เวลาโคจรมากกว่าหนึ่งวันผลก็จะเหมือนกับที่เราสังเกตที่นี่ นั่นคือการหมุนของดาวเคราะห์ช้าลงและดาวเทียมเคลื่อนที่ออกไปเพื่อชดเชย อย่างไรก็ตามหากดวงจันทร์หมุนรอบตัวเองเร็วขึ้นมันจะให้ผลตรงกันข้าม: การหมุนของดาวเคราะห์จะเร่งขึ้นวันที่ใช้เวลาน้อยลงและดาวเทียมจะเข้าใกล้มากขึ้นเพื่อชดเชย
ผลกระทบของแรงโน้มถ่วงต่อขีด จำกัด Roche
เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้เราจำเป็นต้องรู้ว่าแรงโน้มถ่วงจะซับซ้อนมากขึ้นถ้าเราเข้าใกล้มากพอ มีจุดที่ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงทั้งหมดเกิดขึ้นพร้อมกัน ขีด จำกัด นี้เรียกว่าขีด จำกัด Roche มันเกี่ยวกับผลกระทบที่วัตถุมีเมื่อได้รับแรงโน้มถ่วงของมันเอง ในกรณีนี้เรากำลังพูดถึงดวงจันทร์ หากดวงจันทร์เข้าใกล้วัตถุอื่นมากจนแรงโน้มถ่วงอาจทำให้เสียรูปทรงและทำลายได้ ขีด จำกัด Roche นี้ใช้กับดาวด้วย ดาวเคราะห์น้อย, ดาวเคราะห์และดาวเทียม
ระยะทางที่แน่นอนขึ้นอยู่กับมวลขนาดและความหนาแน่นของวัตถุทั้งสอง ตัวอย่างเช่น Roche ขีด จำกัด ระหว่างโลกและดวงจันทร์คือ 9.500 กิโลเมตร สิ่งนี้ถูกนำมาพิจารณาโดยการรักษาดวงจันทร์ทั่วไปจากดวงจันทร์ที่เป็นของแข็ง ขีด จำกัด นี้หมายความว่า หากดาวเทียมของเราอยู่ห่างออกไป 9500 กิโลเมตรหรือน้อยกว่านั้นแรงโน้มถ่วงของโลกก็จะเข้าครอบงำของมันเอง ด้วยเหตุนี้ดวงจันทร์จะกลายเป็นวงแหวนของเศษวัสดุแตกเป็นเสี่ยง ๆ วัสดุจะยังคงหมุนรอบโลกจนกว่าจะตกลงมาเนื่องจากผลของแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิว ชิ้นส่วนของวัสดุเหล่านี้อาจเรียกว่าอุกกาบาต
หากดาวหางอยู่ห่างจากพื้นโลกน้อยกว่า 18000 กิโลเมตรมันจะจบลงและถูกทำลายโดยผลของแรงโน้มถ่วง ดวงอาทิตย์สามารถทำผลเช่นเดียวกัน แต่มีระยะทางไกลกว่ามาก นี่เป็นเพราะขนาดของดวงอาทิตย์เมื่อเทียบกับโลกของเรา ยิ่งวัตถุมีขนาดใหญ่เท่าใดแรงโน้มถ่วงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น นี่ไม่ใช่แค่ทฤษฎี แต่การทำลายดาวเทียมโดยดาวเคราะห์ของพวกเขาเป็นสิ่งที่กำลังจะเกิดขึ้นใน ระบบสุริยจักรวาล. ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือโฟบอสซึ่งเป็นดาวเทียมที่โคจรรอบ ดาวเคราะห์ดาวอังคาร และมันทำเช่นนั้นด้วยความเร็วที่เร็วกว่าที่โลกทำบนตัวเอง
ภายในขีด จำกัด Roche เป็นแรงโน้มถ่วงของวัตถุที่เล็กที่สุดที่ไม่สามารถยึดโครงสร้างของตัวเองเข้าด้วยกันได้ ดังนั้นเมื่อวัตถุเข้าใกล้ขีด จำกัด ของสำนักงานใหญ่ Roche ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของโลกมากขึ้น เมื่อข้ามเขตแดนนี้ไปอีกหลายล้านปีจากนี้ดาวเทียมจะกลายเป็นวงแหวนของชิ้นส่วนที่โคจรรอบดาวอังคาร เมื่อชิ้นส่วนทั้งหมดอยู่ในวงโคจรเป็นระยะเวลาหนึ่งพวกมันจะเริ่มตกตะกอนบนพื้นผิวของดาวเคราะห์
อีกตัวอย่างหนึ่งของวัตถุที่อาจอยู่ใกล้ขีด จำกัด Roche แม้ว่าจะไม่เป็นที่รู้จักกันดีนัก แต่ก็คือ Triton ซึ่งเป็นดาวเทียมที่ใหญ่ที่สุดในโลก Neptuno. ไม่มากก็น้อยมีการคาดการณ์ว่าในราว 3600 พันล้านปีอาจมีสองสิ่งเกิดขึ้นเมื่อดาวเทียมดวงนี้เข้าใกล้ขีด จำกัด ของ Roche: มันอาจตกลงไปในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ซึ่งจะสลายตัว หรือมันจะกลายเป็นชุดของเศษวัสดุที่คล้ายกับวงแหวนที่ดาวเคราะห์มี ดาวเสาร์.
ขีด จำกัด ของโรชและมนุษย์
เราอาจถูกถามคำถาม: ทำไมโลกของเราไม่ทำลายเราด้วยแรงโน้มถ่วงของมันโดยพิจารณาว่าเราอยู่ในขอบเขตของ Roche? แม้ว่าจะเป็นไปได้ว่ามันอาจเป็นตรรกะ แต่ก็มีคำตอบที่ค่อนข้างง่าย แรงโน้มถ่วงยึดร่างของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเข้าด้วยกันจนถึงพื้นผิวของดาวเคราะห์
ผลกระทบนี้แทบจะไม่มีความหมายเมื่อเทียบกับพันธะเคมีที่ยึดร่างกายทั้งหมดไว้ด้วยกัน ตัวอย่างเช่นแรงที่ยึดเหนี่ยวโดยพันธะเคมีในร่างกายของเรานั้นแข็งแกร่งกว่าแรงโน้มถ่วงมาก ในความเป็นจริงแรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในพลังที่อ่อนแอมากในพลังทั้งหมดในจักรวาล จุดที่แรงโน้มถ่วงกระทำอย่างเข้มข้นจำเป็นเช่นในก หลุมดำ ราวกับว่าจะทำให้ขีด จำกัด ของ Roche สามารถเอาชนะกองกำลังที่ยึดร่างของเราไว้ด้วยกัน
ฉันหวังว่าข้อมูลนี้จะทำให้คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับขีด จำกัด ของ Roche