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孪生的月亮和消失的地球

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这个帖子仍然是讨论月球的自转问题的,有两个问题需要先说明:一、讨论这个问题不是针对具体什么人的,是这个问题本身有代表性;二、在小可的讨论中不会出现“高深”的名词,基本在小学生可以理解的程度上。
月球的自转周期是27天7小时43分11秒,为了讨论的方便(因为“天”这个概念只从地球的角度来说才是明确的),小可把它换算成秒。在这里用字母代替,以下小可在说到月球的自转周期时会说“月球的自转周期是N秒”。
我们知道,月球现在的运行状态是“潮汐作用”的结果,所以请先弄清楚“潮汐作用”的概念。
现在,我们可以开始讨论了,仍然有假设的前提。我们先假设宇宙中有一个和月球完全一样的行星,它没有绕任何其它行星或恒星公转,是一个宇宙“流浪者”。——首先,这个假设没有问题,宇宙中找不到孪生的月亮,我们可以自己“制造”一个,当然不考虑怎么造的问题。
这个月球的孪生兄弟,我们叫它“M2”。OK,M2虽然没有绕任何星体公转,但它本身有自转,自转周期是N秒。——这也没有问题,M2不自转或自转周期不是N秒,我们可以让它的自转周期成为N秒。
话说M2在宇宙中流浪,一个偶然或不偶然的机会,它进入了地月轨道。进入的角度、速度、位置以及它的朝向都和现在的月亮完全相同。于是它成了我们的第二个月亮!它的运行状态也和现在的月亮完全相同!——这和我们发射人造卫星有点相似,人造卫星在到达预定轨道后,火箭给它一个推力,使它稳定在轨道上。这不是关键,我们不是要讨论M2被地球俘获后公转轨道的变化,关键是由于它的初始态和现在的月亮完全相同,“潮汐作用”并不改变它的自转状态!
问题一:M2在进入月球轨道之前是有自转的,而当它进入月球轨道后竟突然“没有”了自转!这是怎么造成的?我们仔细分析一下,造成M2没有自转的竟然是地球!!多么奇怪啊!
再假设一个极端情况,忘掉M2,只说现在的地月系统。
假设地球突然消失了,会怎么样?月球会以现在轨道的切线方向飞出去,这我们都知道。但这时月球有自转吗?无论它先前相对恒星的转动是不是由地球引起的,这时由于惯性,它仍有自转!而且自转周期是N秒!——为了说明这个问题,比方说,一个被绳子牵引作圆周运动的球,在绳子突然断了时,球是旋转的!再比方说,我们从一个旋转着的“旋转木马”上跳到地面上时,在落地时会感觉到自己在旋转!
问题二:当地球存在时,月球是“没有”自转的,而当地球突然消失时,月球竟突然“产生”了自转!造成月球自转的还是地球!!啊,多么奇妙!
所以说,“月球没有自转”只是因为把地球作为参照的结果!
一些人会说,地月系统事实是双星系统,地球和月球实际是围绕它们共同的质心在转。这是不错的,但这个质心是公转的轴心,而不是双方各自自转的轴心!你能说地球没有在绕着自己的南北极轴心自转,而是在绕着地月系的质心在自转吗?



IP属地:安徽1楼2012-08-13 16:17回复
    支持你这种讨论态度。
    提几个疑问:你先说“月球的自转周期是27天7小时43分11秒”“月球的自转周期是N秒”然后放置一个孪生的月亮,前提是这个孪生“月球的自转周期是N秒”,“它进入了地月轨道。进入的角度、速度、位置以及它的朝向都和现在的月亮完全相同。”这样就是绑定了两个月球都一样自转。可后面却问:“M2在进入月球轨道之前是有自转的,而当它进入月球轨道后竟突然“没有”了自转!这是怎么造成的?”,我觉得这里有矛盾啊!之前说有自转,现在说无自转。


    IP属地:福建2楼2012-08-13 20:59
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      我们从一个旋转着的“旋转木马”上跳到地面上时,在落地时会感觉到自己在旋转!但毕竟没有旋转。
      你说的地球消失月球开始自转,那是动能转换过程。原本高速自转的卫星,被潮汐力拉住,不断减缓的自转能转换为公转能,自转减速,能量守恒导致公转加速,最后潮汐锁定,卫星不再自转,保持一面朝着地球,公转速度达到最大值,最终又会脱离母星束缚,失去公转,能量重新转换到自转。
      这个可以试验出来,拿绳子绕上小石球,挥动公转几周提供动能,突然松开绳子,小球落在光滑的表面上,小球失去公转,能量转换为高速自转了。


      IP属地:福建3楼2012-08-13 21:23
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        回复楼主:
        地月确实属于双星系统的,但是这个很特殊的双星系统,因为到现在为止,我们还没有发现任何一个天然存在的双星系统会跟地月系统类似。所以,有2个解释:1.地月不是双星,2.月球不是天然存在的。解释1我会在另外的主题帖子里面说明的,http://tieba.baidu.com/p/1791684580,解释2相信大家都有这样的疑问,就不多解释了。


        IP属地:浙江4楼2012-08-14 14:44
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          有关鄙人所说“我们从一个旋转着的“旋转木马”上跳到地面上时,在落地时会感觉到自己在旋转!”,这里从理论上做一点小说明。申明一点,鄙人不太会PS,这里的图是用画图画的,很粗糙,做为示意吧——

          这是鄙人在前一贴中设计的装置的示意图,棕色是大圆盘,红色是小圆盘。ABCD是位于小圆盘上且距离小圆盘中心等距的四个点。
          实验一的状态下,ABCD四点的线速度大小相等(有兴趣可以自己计算一下)。
          实验二和实验三的状态下,CD两点距离大盘中心的半径相等,因此它们的线速度也相等。而A点和B点的线速度大小是不同的,A快过B,它们的线速度有一个差值。
          现在我们再做一个假想实验,即大圆盘转动时,小圆盘中心的柱子突然断了。
          对于实验一的状态,由于A点和B点的线速度相同,小圆盘沿切线飞出去,空中没有转动。
          对于实验二和实验三,小圆盘仍然沿原先公转轨道的切线飞出去,这是没有问题的。但由于点A和点B有速度差,小圆盘在空中必然是转动的!
          需要注意的是,这里是说A和B有速度差,不是受力差。
          推广到人从旋转木马上跳下的情景,当人侧对旋转木马的中心站在旋转木马上时,他的左手和右手的线速度是不同的,当他从旋转木马上跳下时,这个速度差会表现为他在空中的转动。
          有人也许会说,我们在大圆盘上找四个和ABCD对应的点,当大圆盘突然停止时,它们是不转的。这是不对的,事实上,我们可以想象这时ABCD四点仍处在一个小圆盘上,只是这个小圆盘的圆周和大圆盘之间的摩擦力是无穷大。
          这样说明之后,鄙人在原贴中的“问题二”是不是成立的?
          对于 @帝国游侠cj 先生在2楼的质疑,我觉得他已经认识到问题一的“矛盾”之处。问题是,M2未进入地月轨道之前 帝国游侠cj 先生也承认它是有自转的,但M2一旦进入轨道,状态和现在的月球一模一样之后, 帝国游侠cj 先生就说它不自转了,这个“矛盾”是帝国先生造成的而不鄙人造成的。
          对于exe19890522先生在2楼的质疑,这是没有问题的,我们想象在瞬间把现在的月球替换为M2就可以了。对于假想实验来说,只要不违反已知的物理定律,似乎怎么想也没有问题。


          IP属地:安徽5楼2012-08-14 15:14
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            事实上,我们可以实际验证“从旋转木马上跳下”的问题——当然有点危险,先做好防护措施。
            我们可以张开双手站在旋转木马上,跳下时在空中并拢双手,以加快角速度使旋转更容易感觉到。


            IP属地:安徽6楼2012-08-14 15:27
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              把这个帖子顶起来,看看吧主都是在什么地方停止回复的。这样的“争论”有必要进行吗?


              IP属地:安徽7楼2012-08-16 18:29
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