Приливы и отливы

Периодическое понижение и повышение уровня моря, известное как приливы и отливы, происходит из-за гравитационной силы, которая всегда имеется между телами. Итак Луна воздействует на Землю. Сила тяготения Солнца тоже оказывает влияние, но в значительно меньшей степени. Лунные приливы и отливы являются частью широкой панорамы приливов и отливов, возникающих из-за взаимодействия небесных тел. Чтобы понять это явление, представим себе Землю как плотное тело, полностью окруженное огромным водным океаном. Жидкая часть Земли легко деформируется, она делает это под воздействием как сил притяжения плотной части Земли, так и сил притяжения Луны.

Поэтому приливы имеют вид двух водных вздутий: одно возникает на стороне Земли, обращенной к Луне, другое как раз на обратной стороне. Это и будет соответствовать приливам. Если нам удалось понять, почему вода поднимается со стороны, обращенной к Луне, мы можем интуитивно воссоздать картину аналогичного явления, происходящего на обратной стороне Земли. Интенсивность силы притяжения с расстоянием уменьшается (а если точно, она обратно пропорциональна квадрату расстояния). Таким образом, максимальная интенсивность силы притяжения Луны приходится на те области Земли, которые находятся ближе всего к Луне, и она постепенно ослабевает до минимума на обратной стороне Земли. Это означает, что часть гидросферы на стороне Земли, обращенной к Луне, не только притягивается нашим спутником, но и создает прилив в другой части Земли. Периодичность лунных приливов и отливов связана с вращением Земли вокруг собственной оси за 24 ч и движением Луны по орбите вокруг Земли, что занимает около 28 сут. Представим себе, что мы оказались рядом с морем в точке земной поверхности, обращенной к Луне, как раз во время прилива. С течением времени Земля повернется вокруг себя, уровень воды заметно снизится, и приблизительно через 6 ч начнется отлив. Еще через 6 ч начнется новый подъем воды, потому что мы оказываемся как раз на противоположной от Луны стороне, где возникает вторая зона вздутия. Затем опять последует отлив приблизительно через 12 ч после предыдущего. Таким образом, за сутки бывает два прилива и два отлива. Кроме того, так как приливы всегда начинаются с той стороны, где Луна, мы можем говорить о том, что они перемещаются, следуя за ее движением. Вот почему приливы и отливы запаздывают приблизительно на 50 минут по сравнению с предыдущим днем. В общем приливы (и, соответственно, отливы) возникают с интервалом 12 ч 25 мин. Внизу на с. 100 и 101: в результате обращения Луны точки приливов «смещаются» по земной поверхности. Не только Луна, но и Солнце влияет на приливы и отливы, повышая или снижая их уровень. Во время полнолуния или новолуния разница между уровнями прилива и отлива максимальная, потому что тогда Луна, Земля и Солнце выстраиваются в один ряд и тогда силы притяжения Луны и Солнца действуют в совокупности, повышая (снижая) уровень приливов (отливов). Такое состояние называют полной водой. И наоборот, когда Луна и Солнце находятся под прямым углом к Земле, приливы не столь значительны, а солнечное притяжение, которое теперь уже не влияет впрямую, как лунное, оказывается незначительным. Такое состояние называют малой водой. Из-за смены уровней воды между приливом и отливом огромное значение приобретают локальные факторы, например, очертания берега, сила ветра и так далее. Разное проявление этих факторов в каждой конкретной местности порождает различие приливов и отливов на несколько метров. Земля тоже оказывает влияние на «мощные», если можно так выразиться (ведь на нашем спутнике нет океанов) лунные приливы и отливы. Действительно, известно, что Луна вследствие приливов и отливов не идеальна сферической формы, а слегка вытянута в направлении нашей планеты. Кроме того, по этой же причине период вращения Луны вокруг собственной оси замедлялся с течением времени, пока не стал постоянным, совпадая с периодом обращения. По этой причине Луна повернута к Земле всегда одной и той же стороной. Аналогично лунные приливы и отливы влияют на снижение скорости вращения Земли. Продолжительность суток увеличивается приблизительно на секунду каждые 100 000 лет. Эта потеря энергии Землей приводит и к увеличению расстояния Земля — Луна на несколько сантиметров в год. Снижение скорости земного вращения и удаление от Луны будут продолжаться до тех пор, пока Земля не будет обращена всегда одной и той же стороной к Луне, то есть земные сутки будут длиться лунный месяц. Приливы и отливы в общем смысле как разница между силами притяжения, оказываемыми на два противоположных конца тела, есть у многих небесных тел. Например, сильное приливно-отливное взаимовлияние очень близких галактик приводит к их деформации. Аналогичные деформации возникают в системах двойных звезд, где звезда с большей массой «вытягивает» другую звезду. И наконец, такие же явления наблюдаются рядом с коллапсирующими звездами, такими, как нейтронные звезды или черные дыры.