¿Por qué el tiempo entre el apogeo y el perigeo no es constante?

La órbita de la Luna sería casi Kepleriana si no fuera por los efectos perturbadores del Sol. El tiempo de perigeo a perigeo y de apogeo a apogeo no cambiaría, y el tiempo de perigeo a apogeo sería exactamente la mitad del período orbital. Lo que estás viendo son efectos perturbadores del Sol en la órbita de la Luna.

Si usa empujar el sitio que encontró, http://www.timeanddate.com/astronomy/moon/distance.html , justo más allá de 2015, verá que solo transcurren 24,69 días entre el último perigeo lunar de 2015 y el primer perigeo lunar de 2016. Eso es casi tres días menos que el valor promedio de 27.55455 días. ¡Algo curioso está pasando aquí!

A continuación se muestra un gráfico de los tiempos entre perigeos sucesivos (curva roja) y apogeos sucesivos (curva azul). Tenga en cuenta que el mes anómalo del perigeo está sujeto a variaciones significativamente mayores que el mes anómalo del apogeo. También tenga en cuenta que las dos curvas tienen la misma frecuencia (alrededor de 7 meses) pero están desfasadas casi 180 grados. Estas variaciones son la causa directa del fenómeno que observaste. Verá una marcada diferencia entre perigeo y apogeo frente a apogeo a perigeo cuando el tiempo de perigeo a perigeo sucesivo cambia más rápido.

Es el Sol el que hace que se produzcan estas variaciones. El Sol hace que la línea del ábside lunar (la línea de la Tierra a la Luna en el perigeo) preceda. Esto, en combinación con la forma en que varían las propias fuerzas de las mareas, hace que la órbita de la Luna sea más excéntrica de lo normal cuando la línea del ábside lunar (la línea del perigeo al apogeo) se alinea con las sicigias (luna nueva o luna llena), menos excéntrica de lo normal cuando la La línea del ábside es más o menos ortogonal a la línea de la Tierra al Sol. Los meses de perigeo son más largos cuando el perigeo coincide más o menos con una luna nueva o llena, y más cortos cuando el perigeo coincide más o menos con la luna en sus cuartos de fase.

Interesante pregunta.

El sistema Tierra/Luna alrededor del Sol ciertamente cambia de velocidad a medida que la Tierra se acerca y se aleja del Sol, pero la Tierra/Luna orbitan juntas alrededor del Sol, por lo que el efecto directo en la órbita de la Luna con respecto al Apogeo y el Perigeo de la Tierra probablemente sea pequeño. .

Creo que un efecto mayor son los efectos de las mareas en la órbita de la luna alrededor de la tierra desde el sol.

Para mirar las matemáticas, lo más simple posible: cuando la tierra está en su punto más cercano al sol, alrededor de 91,4 millones de millas, su velocidad orbital es la raíz cuadrada del cambio en la distancia, por lo que está 1,7% más cerca, su velocidad es aproximadamente un 0,9 % más rápido y, de manera similar, aproximadamente un 0,9 % más lento en el punto más lejano, por lo que, tomando 67 000 MPH como la velocidad promedio, la velocidad orbital más rápida de la Tierra es de aproximadamente 67 600 MPH y la más lenta es de aproximadamente 66 400, aproximadamente 1200 MPH de diferencia, pero eso afecta la tierra y la luna en su mayoría por igual.

Si ignoramos la órbita elíptica de la Tierra y colocamos la Tierra exactamente a 93 millones de millas del sol, la luna está más cerca del sol durante la luna nueva (93 millones menos 240 000) y más lejos durante la luna llena, 93 millones más 240 000 millas. por lo que es una variación de alrededor del 0,26% en cada dirección, 0,52% de cambio total, que es alrededor del 0,26% de cambio en la velocidad. 0.26% de 67,000 MPH es aproximadamente 170 millas por hora, por lo que ese es el cambio potencial en la velocidad de la Luna en relación con la tierra basado completamente en lo que es esencialmente el efecto de marea solar. La velocidad orbital promedio de la Luna es de 2,300 MPH alrededor de la Tierra, más 85 MPH en cada dirección del tirón solar. - Eso es suficiente para desbaratar un poco el ciclo. No lo suficiente como para sacarlo de órbita (eso sería aproximadamente un 41,4% más además de los 2,

Otra cosa a considerar es que el apogeo y el perigreo operan (casi) en el mes lunar sideral, o 27,32 días, mientras que la luna llena y la luna nueva operan en el mes lunar sinódico (29,53 días), por lo que el apogeo esencialmente alcanza a la luna llena alrededor de una vez al año. Creo que ahí es donde la fuerza de marea solar tiene un efecto mayor, no basado en el apogeo de la Tierra, sino en la relación entre el apogeo de la Luna y la posición de la Luna alrededor de la tierra (llena, media, cuarto, nueva, etc.). Eso me parece lo más lógico de todos modos, pero no estoy 100% seguro.

otra forma de ver esto es Hill Sphere, que es el área de estabilidad orbital alrededor de un objeto. La Esfera de la Colina de la Tierra se extiende alrededor de 900,000 millones de millas. Más allá de eso, el sol gana. La Luna está bien dentro de la Esfera de la Colina de la Tierra, pero no tan cerca de la Tierra como para que sea inmune a oscilaciones bastante significativas.

de todos modos, esa es mi mejor oportunidad para esta pregunta. La mecánica orbital se complica bastante con 3 cuerpos. Con 2 cuerpos, entonces sí, creo que deberían ser como un reloj.