月が無くなると地球の自転はどうなるか？

質問

月が無くなると地球の自転はどうなるか？

上記の通りですが、仮に今、月が無くなるとすると、地球の自転はどのように変化するでしょうか？

漫画の様にぽんと消えたら、地球の自転は急加速するんでしょうか？

逆に、現在よりも地球側に近づいたら、それも地球の自転にはどう影響するでしょうか？
それもやっぱり加速を招きそうな気がしますが…。

お知恵をお貸しください。

回答No.1

sanori · ベストアンサー

こんにちは。

基本的には変わりません。
ただし、月の存在によって潮汐（潮の満ち引き）が発生しますよね。
潮汐による摩擦で運動エネルギーが減って、地球の自転は徐々に遅くなっています。
月がなくなると、その効果がなくなります。
太古の昔は今よりだいぶ自転が速かったので、１年が４００日以上あったらしいです。

お礼

お答えありがとうございます。

＞潮汐による摩擦で運動エネルギーが減って、地球の自転は徐々に遅くなっています。
月がなくなると、その効果がなくなります。

ということは、
手をつないで引っ張りあってる時に片方がいなくなると、反対方向に転びそうになる理屈で、
潮汐による摩擦と同じ大きさの力で反対方向に加速しませんかね…？

太古に自転が早かった理由も気になりますね（^^）

回答No.8

SPROCKETER

地球と月は重力で結び付いていますから、月が無くなると地球は反動で反対側に加速されて、公転軌道が僅かですが変化するはずです。

逆に月が地球に近づくと、地球も月に近づくはずですが、遠心力が働いているので、かなり複雑な軌道の変化となって現れるのではないかと思います。

月は地球の自転軸を安定させるバランスウェイトとして役立っているので、月が無くなると地球の自転軸は傾きやすくなり、地球環境に大きな悪影響を及ぼすと考えられているようです。

月が無ければ地球の自転速度は現在よりも速かっただろうと考えがちですが、太陽が地球の自転にブレーキをかけていて、その場合の自転速度の鈍化は熱エネルギーとして放出されてしまって保存されませんが、月が地球の自転速度を鈍化させた分は月の公転角運動量として保存されますので、失われずに済みます。

厳密な計算をやったわけではないので何とも言えませんが、月が無かったら地球の自転は金星のように止まっていたか、ずっと遅かったかもしれません。

月が無いだけで地球は生命が棲めない死の星になっていたかもしれず、太陽系を探しても、月のように巨大な衛星が現在も地球から遠ざかり続けている例はないようです。

月が自然に出来たのだとすると、辻褄が合わない点がいくつかあります。

１．ジャイアントインパクト説で説明される月の生成が正しいとすると、同じくジャイアントインパクトで生まれた冥王星の衛星カロンは冥王星の公転軌道とは大きく傾いて公転していて、冥王星の自転軸も同じく傾いており、地球の自転軸が２３．４度傾いているのに対して、月の公転軌道が地球の公転軌道と大差がないのは極めて珍しい偶然だという結論になる。

２．現在、冥王星とカロンは遠ざかっておらず、互いに静止衛星軌道上にある。ジャイアントインパクト説が正しければ、地球と月も互いに静止衛星軌道上を公転しているはずだが、そうなっていない。

３．地球と月の岩石の化学成分は酷似していて、他の天体の衝突で出来たのであれば必ず見つかるはずの違いがなく、矛盾する。

４．地球と月がジャイアントインパクトで出来たのであれば、冥王星のように小さな衛星（逆行衛星を含む）が数多く、地球と月の周辺軌道上に存在しても良いはずだが、アポロ天体などの小惑星群が数多く存在するのに、ただの１つも存在しない。

５．月がジャイアントインパクトで生まれたのであれば、月の岩石に水や氷が含まれているはずがないのだが、予想を超えて大量に発見されている。

６．地球型惑星で巨大な衛星である月があるのは地球だけだが、ジャイアントインパクトが他の惑星でも起こったのならば、惑星に対する比率が大きい衛星を持つ惑星が他にあっても良いはずだが、冥王星だけしかないなど、疑問点が多い。

７．地球と月のような特殊な系でなければ高等生命に進化出来る環境にならないのだとすると、地球外知的生命が存在する確率が著しく低くなるなど、異常な点が多い。

月が自然に出来たのは事実でしょうが、生成原因に関しては何か勘違いをしているような気がします。

回答No.7

isa-98

ふーん。

実験してみましょうね。　つ＾＿＾）つ

モーターの先っぽを指で抑えますね。
回転が落ちます。

指を離しますね。
ぴっ！＾＾

回転が上がりましたよ！！　○（　　　）○

回転運動は次元がちがーんだから、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8A%9B%E3%81%AE%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%A1%E3%83%B3%E3%83%88

こんな「うねうね」されたら遅くなるに決まっています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A7%A4%E5%8B%95
○（＾＿＾）○

回答No.6

Kunfu

Wikipediaには以下のように書いてあります。
部分抜粋　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%88
「月の潮汐作用により、主に海洋と海底との摩擦（海水同士、地殻同士の摩擦などもある）による熱損失から、地球の自転速度がおよそ10万年に1秒の割合で遅くなっている。また、重力による地殻の変形を介して、地球-月系の角運動量は月に移動しており、これにより月と地球の距離は、年間約3.8cmずつ離れつつある。この角運動量の移動は、地球の自転周期と月の公転周期が一致（約47日）するまで続くと考えられるが、そこに至るまでにはおよそ500億年を要する。」
「角運動量は月に移動しており」と書いてあるのは、回転エネルギーが月に移動して地球・月間の距離をひろげているって意味です。
500億年後には太陽は燃え尽きていますから心配することはありません。逆に、その前に地球軌道を飲み込むまでに太陽が膨張しますからもっと心配することはありません。

月が誕生したのは、火星ほどの大きさの天体と地球が衝突した「ジャイアントインパクト説」が有力です。
誕生した直後の月は地球に近いところにあって、それがだんだん遠ざかっていったわけです。
その頃の地球の自転周期は５時間だったと言われています。
それが４億年前には２２時間、現在が２４時間、だんだん角運動量が小さくなってきているので、月の遠ざかり方もゆっくりになるのでしょう。

回答No.5

雪中庵（@psytex）

潮汐力は、地球の表と裏で、対面している天体からの重力が異なる事
により、月のように近いほど、「地球の表と裏」の違いが大きいので、
月による干満が大きく、太陽による干満は補助的（大潮と小潮の違い）
なのです（地球の自転速度の低下は大きく鈍るでしょう）。

また潮汐力による地球の自転速度の低下は、主に摩擦によって消えており、
「月が遠ざかる加速に転化されている」という事実の証明に成功した例は、
見たことがありません。
計算してみようとすると分かる事ですが、満潮は実際の南中から６時間
近くズレて起きる（90度横になる）ので、「満潮の山のズレた分が月を
引っ張る」ことはほとんどできず、最初に「月が遠ざかっている＝加速
されている」という事実が発見された時に提案された、「地球の自転の
遅れのエネルギーを転化すれば、ちょうどそれぐらいの加速が導ける」
という定性的な説は成立しません。

回答No.4

Tacosan

月がなくても太陽があるから自転は遅くなるというのはその通りですが, 水星で「常に太陽に同じ面を向けて公転しています」ということはないですよ＞#2. かつて水星についてよくわからなかったころにはそのように考えられてもいたのですが, 現在では公転周期が 88日, 自転周期が 59日と決定されています.
ちなみに現在「ゆっくりになっている地球の自転」のエネルギーは, 「月の公転」のエネルギーに変換されています. 月は 1年に 2～3 cm の割合で現在も地球から遠ざかっています.

回答No.3

sanori

Ｎｏ．１の回答者です。
んー、ちょっと残念な感想をいただいてしまいました。

＞＞＞
ということは、
手をつないで引っ張りあってる時に片方がいなくなると、反対方向に転びそうになる理屈で、
潮汐による摩擦と同じ大きさの力で反対方向に加速しませんかね…？

エネルギー保存の法則って聞いたことありますか？
摩擦があると熱が生じます。
何かと何かをこすると、熱くなりますよね。
釘をトンカチで叩くと釘が熱くなりますが、それもトンカチの運動エネルギーが熱に変わったのです。

熱はエネルギー。地球の自転もエネルギー（運動エネルギー）です。
いったん熱が生じてしまうと、それは運動エネルギーにもどることができません。
もう取り返しがつかないんです。
熱を運動に変えるには、エンジンとかタービンなどの装置が必要ですが、
地球には天然のエンジンも天然のタービンはありませんし、
仮に運動に変換できたとしても効率１００％には絶対ならないという法則があるので、
もとの速さを取り戻すことはできないのです。

＞＞＞
太古に自転が早かった理由も気になりますね（^^）

「自転が速かった理由」はないです。
「自転が遅くなった理由」が潮汐による摩擦なんです。

ちなみに、「うるう秒」って聞いたことありますか？
「うるう年」だと３６６日になるみたいな感じで、時刻にもうるうがあるんです。
何年かに１回ぐらい、不定期で「うるう秒」が設定されます。
どうやるかというと、ある１分だけを、６０秒ではなく６１秒にします。
自転が遅くなった分、１日が長くなるので、１秒足すんです。
このため、国際原子時（何があっても絶対狂わない時計）と現在の時刻を比べると、
うるう秒の積算が原因で結構ずれてきています。

（参考）
http://www3.nict.go.jp/cgi-bin/JST.pl

今度はわかっていただけたでしょうか。
疑問があれば、また補足してください。

お礼

再度のお答えありがとうございます。

なるほどつまり、潮汐の摩擦で熱に変わったエネルギーは戻らないので、自転は加速しない、
ということですね。

＞＞「自転が速かった理由」はないです。
　　「自転が遅くなった理由」が潮汐による摩擦なんです。
確かにおっしゃる通りです。
つい現在の状態を基準にして考えてしまいます。

回答No.2

Kunfu

地球の自転周期は徐々に遅くなっています。

潮の満ち干があるのは、太陽と月の潮汐力によるものです。
そのうち月の潮汐力は地球の自転にブレーキをかけるように働いています。
月は過去十億年の間に１０万km遠ざかったと言われていますが、そのエネルギーが地球の自転から奪われているわけです。
その分、地球の自転は遅くなっているのですが、月が消滅すれば自転周期の遅れは太陽のみに依存することになります。

それでも自転周期は非常に長い期間をかけて遅くなるでしょう。
太陽系で最も太陽に近い惑星の水星は、常に太陽に同じ面を向けて公転しています。
月も地球に対して同じ面を向けて公転しています。
そういう潮汐力の効果で、地球も自転周期と公転周期が一致するときが来るかも知れません。
ただ、その時期までに太陽が膨張して地球の公転軌道を飲み込むまでに巨大化していなければですが。

月が今後地球に近づくのは理論的にありえません。
でも、何らかのエネルギーを得て近づいたら、衛星としての形を保てずに土星や木星にあるリングになるでしょう。

月誕生の有力説は、原始地球にデカ目の小惑星か巨大隕石が衝突して月ができた「ジャイアント・インパクト説」です。
歴史的には、地球にもリングが出来そうになったものの、それが徐々に遠ざかることでリングではなく衛星（月）になったのでしょう。

それは、地球が小さいからそうなったわけで、もし土星や木星のような巨大惑星ならば衛星ではなくリングになっていたでしょう。

もし、月がリングのままであったなら、人類の文化はかなり異なっていたでしょうね。
十五夜お月さんはないし、変身できない狼男はハローワークのベンチに座ります。
かぐや姫は、帰る故郷を失くします。

お礼

お答えありがとうございます。

質問の主旨は、月が無くなると「地球の自転はどうなるか」、なのですが、
＞それでも自転周期は非常に長い期間をかけて遅くなるでしょう。
とあるので、月が無くなっても基本的には大きな変化は無いと汲み取ってよろしいでしょうか？
月が無くなっても大きくは変わらず、その後に地球の自転に影響を及ぼすのは太陽のみである、と。

月の接近については、月がどうなってしまうかは興味深く拝読させて頂きましたが、
地球の自転への影響にも触れて頂けると、なお嬉しかったです。

とはいえ、かぐや姫が一番困りそうですね。
月があってよかったw