ماه در حال دور شدن است؛ در آینده چه اتفاقی خواهد افتاد؟

ماه هر سال حدود ۳.۸ سانتی‌متر (معادل ۱.۵ اینچ) از زمین دورتر می‌شود.

به گزارش انتخاب و به نقل از sciencealert؛ دانشمندان فاصله‌ی زمین تا ماه را با تاباندن پرتوهای لیزر به آینه‌هایی که توسط فضاپیماها و فضانوردان روی سطح ماه قرار داده شده‌اند، اندازه‌گیری می‌کنند. با محاسبه‌ی مدت زمان رفت‌وبرگشت نور، می‌توان فاصله و تغییرات آن را با دقت بسیار بالا مشخص کرد.

فاصله‌ی ماه در طول یک ماه قمری تغییر می‌کند، زیرا مدار آن کاملاً دایره‌ای نیست. معمولاً ماه در فاصله‌ی ۳۸۵ هزار کیلومتری (۲۳۹ هزار مایلی) زمین قرار دارد، اما این فاصله در طول مدارش تا حدود ۲۰ هزار کیلومتر تغییر می‌کند. به همین دلیل برخی از ماه‌های کامل کمی بزرگ‌تر به نظر می‌رسند؛ پدیده‌ای که به آن «ابرماه» گفته می‌شود.

من به‌عنوان پژوهشگر اخترفیزیک، به حرکت و برهم‌کنش اجرام آسمانی مانند سیارات، ستارگان و کهکشان‌ها علاقه‌مندم. مطالعه‌ی حرکت زمین و ماه و تغییرات آن در طول زمان می‌تواند به ما کمک کند تا بفهمیم هرکدام از آن‌ها طی ۴.۵ میلیارد سال گذشته چگونه دگرگون شده‌اند.

چرا ماه از زمین دور می‌شود؟ نقش جزر و مد

علت اصلی، جزر و مد است.

جزر و مد ناشی از تفاوت نیروی گرانش در بخش‌های مختلف یک جرم است. نیروی گرانشی ماه در سمت نزدیک‌تر زمین حدود ۴ درصد قوی‌تر از سمت دورتر است، چون گرانش با فاصله ضعیف‌تر می‌شود.

این اختلاف باعث می‌شود اقیانوس‌ها در قالب دو برآمدگی به سمت ماه و سمت مخالف آن جابه‌جا شوند. برآمدگی سمت نزدیک تحت تأثیر مستقیم گرانش ماه ایجاد می‌شود و سمت مخالف هم به دلیل ضعیف‌تر بودن گرانش ماه شکل می‌گیرد.

با چرخش زمین، این برآمدگی‌ها به حرکت درمی‌آیند و پیوسته رو به ماه باقی می‌مانند. مثلاً در نیویورک یا لس‌آنجلس، سطح آب می‌تواند حدود ۱.۵ متر تغییر کند.

اما این برآمدگی‌ها دقیقاً در راستای ماه قرار نمی‌گیرند؛ کمی جلوتر از آن هستند، چون چرخش زمین آن‌ها را به‌سمت جلو می‌کشد. همین برآمدگی نزدیک، علاوه بر کشیدن ماه به سمت مرکز زمین، آن را کمی به جلو در مدارش هم هل می‌دهد؛ مانند ماشینی مسابقه‌ای که در پیچ شتاب می‌گیرد.

این «هل دادن» باعث می‌شود ماه اندکی سرعت بگیرد و مدارش بزرگ‌تر شود. درست شبیه توپی که اگر با قدرت بیشتری ضربه بخورد، بالاتر پرتاب می‌شود.

در نتیجه، ماه به‌تدریج از زمین دورتر می‌شود. این فرآیند بسیار آهسته است و تنها در بازه‌های طولانی قابل اندازه‌گیری است.

اثر دور شدن ماه بر زمین

با دورتر شدن ماه، تکانه‌ی مداری آن افزایش می‌یابد. همانند وزنه‌ای که به انتهای یک طناب بسته شده؛ هرچه طناب بلندتر باشد، وزنه تکانه‌ی بیشتری دارد و متوقف کردنش سخت‌تر است.

زمین در عمل انرژی لازم برای افزایش تکانه‌ی ماه را تأمین می‌کند، و همین باعث می‌شود سرعت چرخش زمین اندکی کاهش یابد. به بیان ساده‌تر: با افزایش تکانه‌ی مداری ماه، از تکانه‌ی چرخشی زمین کاسته می‌شود. نتیجه این است که طول شبانه‌روز کمی بیشتر می‌شود.

البته نگران نباشید؛ این تغییرات بسیار ناچیزند. ۳.۸ سانتی‌متر در سال در مقایسه با فاصله‌ی ۳۸۵ هزار کیلومتری تنها معادل ۰.۰۰۰۰۰۰۰۱ درصد در سال است. ما همچنان میلیون‌ها سال دیگر خسوف، جزر و مد و روزهای ۲۴ ساعته خواهیم داشت.

ماه در گذشته نزدیک‌تر بود

در گذشته، روزهای زمین کوتاه‌تر بودند.

احتمالاً ماه حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفت، زمانی که زمین جوان با یک پروتو-سیاره به اندازه‌ی مریخ برخورد کرد و مقادیر زیادی ماده به فضا پرتاب شد. این مواد بعدها گرد هم آمدند و ماه را تشکیل دادند، که در ابتدا بسیار نزدیک‌تر به زمین بود و در آسمان بزرگ‌تر دیده می‌شد.

پالئونتولوژیست‌ها با بررسی صدف‌های فسیل‌شده و الگوهای رشد روزانه‌ی آن‌ها نشان داده‌اند که حدود ۷۰ میلیون سال پیش، در اواخر دوران دایناسورها، طول روز تنها ۲۳.۵ ساعت بود — درست همان‌طور که داده‌های نجومی پیش‌بینی می‌کنند.

آینده چه خواهد شد؟

آیا ماه در نهایت از میدان گرانشی زمین رها خواهد شد؟

اگر میلیاردها سال به جلو برویم، احتمالاً چرخش زمین آن‌قدر کند خواهد شد که با مدار ماه هم‌زمان گردد؛ حالتی که «قفل جزر و مدی» نام دارد. در این حالت، یک سمت زمین همیشه رو به ماه خواهد بود و ماه دیگر دورتر نخواهد شد.

اما دو اتفاق مانع این سناریو می‌شوند:

1. حدود یک میلیارد سال دیگر، خورشید پرنورتر می‌شود و اقیانوس‌ها تبخیر خواهند شد؛ بنابراین جزر و مد بزرگی که عامل دور شدن ماه است، دیگر وجود نخواهد داشت.

2. چند میلیارد سال بعد، خورشید به یک غول سرخ تبدیل می‌شود و احتمالاً زمین و ماه را نابود خواهد کرد.

خوشبختانه این رویدادها آن‌قدر دور هستند که جای نگرانی نیست. تا آن زمان می‌توانیم همچنان از جزر و مد، خورشیدگرفتگی‌ها و زیبایی ماه لذت ببریم.