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地球の自転周期と公転周期はなぜ同期しないの?
自転周期と公転周期の同期に関する素朴な質問です。 いわゆるホットジュピターは、自転周期と公転周期が同期していると考えられていますし、(現在は観測上違うことが確認されていますが)水星も以前は太陽の潮汐力の影響で自転周期と公転周期が同期していると考えられていました。 そこで、質問なのですが、金星や地球などの惑星は何故、太陽の潮汐力の影響で自転周期と公転周期が同期しないのでしょうか? 単に潮汐力が小さいからと言う理由なのでしょうか? できるだけ専門的な教育を受けた方のご意見を伺いたいと思っております(必ずしも専門家の方でなくても構いませんが…)。 素人の方の自説の展開は、当方その当否を判断できないのでご遠慮下さい。
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- Tacosan
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既に回答はありますが, 「単に潮汐力が小さいから」で正解でしょう. 基本的なところを押さえておくと, もともと惑星の自転周期と公転周期が一致する必要は全くありませんが, 恒星から受ける潮汐力が「惑星の自転周期を公転周期に一致させる」ように働くため, 最終的には自転周期と公転周期が一致することになります. この潮汐力は恒星の質量と惑星の半径に比例し, 公転距離の 3乗に反比例します. だから, ホットジュピターの受ける潮汐力は (恒星に非常に近くサイズも大きいため) 地球の受ける潮汐力よりもはるかに大きくなります. ということで, 「地球が受ける潮汐力が小さいので*まだ*同期していない」ということになるかと思います. というか, 地球の自転って月の公転とも同期してないやんか. 月ができて以来, 地球の受ける潮汐力は月からの方が太陽からよりもず~っと大きいので, 先に月の公転と同期してもおかしくないです. ちなみに「地球の公転と自転が同期した」頃に「地上から見て太陽も月も天球上を動かずにじ~っとしている」ことはないはずです>#1. 「その頃には (赤色巨星となった太陽の熱で溶けてるか潮汐破壊されてるかして) 既に月がなくなってる」だけなんだけど.
>できるだけ専門的な教育を受けた方のご意見を伺いたいと思っております。 内容を見るとちょっと無理っぽいので。 球の体積は4/3πr^3 引力はgMm/r^2 r^3/r^2 なのでー。 つ^_^)つ 地球が10Gになるには 半径は100倍にならなければなりません。 ーー; 体積(質量)は100^3に増えています。 つまり、この惑星は 面積がやたらでけーのです。^^; 慣性モーメントは、質量増加量と長さA^2の増加量ですので 「とても回りづらい」のです。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%85%A3%E6%80%A7%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%A1%E3%83%B3%E3%83%88 M+mはとても大きいのです。 と、運動方程式に入る前までです。 気体/液体、固体の潮汐による影響を同一視している場合には、 いい結果を得るのは難しいと思います。
- naigel
- ベストアンサー率25% (22/87)
現在地球の自転速度は徐々に遅くなっていますが、この原因は主に月との潮汐力です。その量は10万年で1秒地球の自転が遅くなるぐらいです。計算してみて下さい。10億年でどれくらい遅くなりますか? 地球と太陽との潮汐力の関係はもっと小さいので、地球の1日が少し長くなったなぁと実感できるには、もっと時間がかかるでしょう。 ですから地球の1日が8766時間(365、25×24)になるには うーーーん。ですね。
補足
太陽が地球に与える潮汐力が、月が地球に与える潮汐力の何倍かわかったら具体的な数字も教えてもらえませんか。
自転公転の同期ですね。同期しないのでなく、同期するにももっと時間が必要です。 1公転するうちに自転が365回転と、まだまだ早すぎるからでしょう。 月は同期していますが、そのうち地球の自転速度がよわまりつつありますから 1自転が今のひと月かかるのはかなり遠い将来ですが、そうなります。 億年単位の話。 そして、もっとかなり遠い将来、地球は1自転1公転になるでしょう。 そうなると、地上から見て、月も太陽も同じ位置に見える (人は住んでられない環境、克服しているか、他惑星に移住してる)でしょう。
補足
とても分かりやすい説明でした。 太陽が地球に与える潮汐力が、月が地球に与える潮汐力の何倍か(何分の一か)わかったら具体的な数字も教えてもらえませんか。