¿Cómo afectaría a las mareas tener varias lunas?

TLDR

Puedes modelar el efecto de dos lunas sumando dos ondas sinusoidales. Para hacer esto, grafique cada luna en función del tiempo y manipule la gravedad de la luna cambiando la amplitud y el período orbital multiplicando la variable del tiempo.

Un gráfico final que muestra la suma de los demás da las fuerzas resultantes sobre las mareas.

Versión larga

En realidad, calcular las mareas es MUY complicado, depende de muchos factores relacionados con la desembocadura del río en el mar, el terreno alrededor de la costa, las corrientes, el clima, etc. Sin embargo, podemos llegar a una aproximación aproximada que al menos nos ayudará a obtener una idea de cómo funcionarían las mareas.

Lo primero que hay que establecer es si las lunas tendrían que tener el mismo periodo orbital (¿ambos tardan lo mismo en dar la vuelta al planeta?) la respuesta es no, Europa tiene un periodo orbital de 85 horas y Ganímedes de 172. horas. Esto significa que cada luna puede ser independiente entre sí.

A continuación, debe determinar si ambas lunas están en el plano orbital, sugeriría que lo estén. Después de que todos los planetas del sistema solar orbiten en el mismo plano, las matemáticas son más fáciles.

Entonces tienes dos lunas de diferentes masas orbitando en diferentes períodos. Puedes representar esto muy fácilmente como un gráfico con dos ondas sinusoidales. Las mareas altas en un día determinado son la fuerza acumulada de las lunas.

En aras del argumento, digamos que la luna A tiene una fuerza de 10 y un período de 10 días, la luna B tiene una fuerza de 15 y un período de 15 días. Puedes trazar esto para el tiempo, ahora dibuja una tercera línea que es la fuerza de la luna A más la fuerza de la luna B. Esta es efectivamente su tabla de mareas. Notarás que tienes mareas bajas y mareas altas como de costumbre, ¡pero de vez en cuando tienes mareas súper altas y súper bajas!

A continuación, todo lo que debe hacer es decidir las alturas máxima y mínima de las mareas y escalar el gráfico en consecuencia. Con esta técnica, no solo obtiene una idea de cómo se verían las mareas, sino que también puede calcular hasta el día en que serán las mareas altas.

En el siguiente ejemplo, hay dos lunas (verde y roja) en el gráfico, el impacto neto de estas lunas se muestra en azul. Como puede ver, una luna domina las mareas de manera bastante dramática (porque es significativamente más grande), pero la luna roja tiene suficiente impacto para deformar un poco las mareas. Me burlé de esto con FooPlot :

Por pura curiosidad, me he metido con el período orbital de la luna roja; ahora puedes ver impactos muy dramáticos en la línea de la marea (azul). Parece que las mareas con esta configuración lunar tienen mareas bajas mucho más largas que de repente se precipitan.

Para agregar un poco más de matemáticas para aquellos de nosotros (incluido yo) que no hemos estudiado trigonometría en mucho tiempo. Al jugar con ondas, hay tres valores que puede ajustar Frecuencia, Amplitud y Fase. Estos representan

• cuanto tarda la luna en dar la vuelta al planeta
• La fuerza (relacionada con la gravedad) de los efectos de la luna sobre la marea.
• Sincronización de las lunas: desliza las mareas hacia adelante y hacia atrás para que puedas alinear lunas llenas dobles y demás.

Puedes trazar esto así:

T en este caso es el tiempo desde el inicio del ciclo, a medida que lo aumenta obtiene el cambio en TidalForce. La fase manipula T=0 y la luna llena (usando FooPlot al menos son grados, por lo que 180 es la mitad de un ciclo lunar).

Significaría una modulación más complicada de las mareas. En la tierra, tenemos una superposición de dos ciclos: un ciclo del sol de exactamente 12 horas y un ciclo que se desvía de ese ciclo de la luna. Las mareas lunares son dominantes porque el sol, aunque mucho más masivo, está mucho más lejos. Sin embargo, los efectos ya están dentro del mismo orden de magnitud.

Lo que esto da como resultado es el patrón de mareas vivas y mareas muertas. Las mareas vivas son mareas donde las mareas solares y las mareas lunares están en fase, por lo que se suman. Las mareas muertas son cuando son exactamente opuestas, por lo que la marea solar anula parcialmente la marea lunar.

Ahora, con varias lunas, agregaría más oscilaciones en la mezcla, lo que, suponiendo que las lunas estén lo suficientemente lejos como para tener ciclos de muchos días, se sumaría al patrón de mareas vivas y mareas muertas, lo que haría que ese patrón sea más complejo (en el caso más simple, obtendría una modulación si la altura de la marea viva / muerta creada por las otras lunas).

Si bien la órbita más probable para una luna sería ecuatorial (o casi ecuatorial), también son posibles otras órbitas (aunque menos probables). El otro extremo sería una órbita polar; el efecto de marea de eso sería tener un medio siderial exactoperíodo del día (el día sideral es el tiempo de una rotación; el día solar es ligeramente diferente debido al movimiento del planeta sobre el sol). Una luna polar de este tipo crearía mareas máximas diarias mientras estuviera sobre el ecuador, pero ningún cambio diario mientras estuviera sobre el polo; el ciclo de eso sería el tiempo de órbita de esa luna. Tenga en cuenta que las mareas en la región polar, que son cero para una luna en órbita ecuatorial, tendrían un ciclo de tiempo en órbita con esa luna (por supuesto, varias de estas lunas nuevamente darían una superposición de tales ciclos, lo que daría como resultado una primavera polar y una luna muerta). mareas).

Suponiendo que el plano ecuatorial del planeta no está demasiado inclinado hacia la eclíptica (es decir, tiene días y noches), tendría un patrón anual de si las mareas diarias ("ecuatoriales") por ese polar -la órbita de la luna tiene mareas vivas- o muertas debido a la contribución de las mareas solares. Por supuesto, consideraciones similares se mantendrían para la superposición de mareas con lunas ecuatoriales.

Tenga en cuenta, sin embargo, que la luna de la tierra es extraordinariamente grande en comparación con el tamaño de la tierra; la mayoría de las lunas son mucho más pequeñas y, por lo tanto, tienen un efecto mucho menor sobre las mareas. También tenga en cuenta que las lunas no pueden tener órbitas arbitrarias, porque si se acercan demasiado, perturbarán demasiado la órbita de la otra y no se mantendrá estable.

También tenga en cuenta que he asumido órbitas aproximadamente circulares; las órbitas elípticas causarían efectos adicionales, porque las mareas serían más grandes cuando la luna está más cerca.

Por supuesto, todas esas posibilidades también tendrían efectos en las fases lunares (y la posición de la luna). De hecho, la predicción de las mareas aún sería posible con solo observar las fases de la luna. Una luna en órbita polar tendría fases lunares particularmente interesantes en las que habría un cambio estacional entre las fases normales de la luna (cuando el sol está en el plano orbital de la luna; el momento en que esta luna tendría su marea de primavera solar) y una media luna continua. luna (cuando la dirección del sol es perpendicular al plano orbital de la luna, el momento en que esta luna tendría su marea muerta solar).

Las mareas son bastante predecibles incluso en el caso de varios cuerpos. Asumiendo que todas las lunas orbitan el planeta en tiempos que toman más de un día, las mareas tendrán un período de 1/2 día (muy parecido a nuestro ciclo de mareas de 12 horas en la Tierra).

Todo cuerpo gravitacional genera una marea en la línea que conecta el centro de los dos cuerpos. El bulto está en el lado cercano y en el lado lejano. Si agrega una segunda luna, esto volvería a hacer una protuberancia de marea en su respectiva línea de conexión central. Estos dos efectos de marea se superpondrían uno encima del otro. Entonces, cuando las dos lunas están en fase (ambas están directamente sobre su cabeza a la misma hora de la noche), sus efectos de marea se sumarían. Cuando las lunas están desfasadas (una está justo en la cima del horizonte cuando la otra está arriba), los efectos se cancelan parcialmente. La fuerza de cada efecto depende de la masa y la distancia a la luna. Agregar más lunas agregaría otra superposición.

Por supuesto, esta es una aproximación de primer orden. Las formas de los cuerpos de agua, las masas de tierra, las profundidades y las frecuencias de la órbita tienen efectos de orden superior, pero dependiendo de su propósito, estos efectos pueden ser insignificantes.

Nuestra marea se vería afectada y también lo sería la distribución de la luz de la Tierra.

¿Y si la Tierra tuviera dos lunas? Este artículo parece ser muy similar a lo que estás hablando. Pero esto está diciendo lo que sucedería si otra luna viniera a la Tierra.

Los humanos tendrían que adaptarse a los desafíos de esta Tierra de dos lunas. Las mareas más altas creadas por Luna harían que la vida en la costa fuera casi imposible: la diferencia entre las mareas altas y bajas se mediría en miles de pies.

La luz combinada de la Luna y la Luna generaría noches mucho más brillantes, y sus diferentes períodos orbitales significarán que la Tierra tendrá menos noches totalmente oscuras.

Eventualmente, la Luna y la Luna chocarían; al igual que la Luna ahora, ambas lunas se alejarían de la Tierra. Su eventual colisión enviaría una lluvia de escombros a través de la atmósfera de la Tierra y conduciría a otra extinción masiva.

Entonces, a partir de eso, podemos decir que varias lunas mejorarían el efecto sobre las mareas de la Tierra sin cancelar realmente nada.

Entonces, a partir de eso, diría que si muchas lunas estuvieran al lado de un planeta, el efecto sería mínimo, ya que estarían acostumbrados. Lo único adicional sería que tal vez la vida en su planeta se vería diferente debido a la atracción gravitatoria adicional ejercida por muchas lunas.

foros de fisica

http://www.thecbg.org/index.php?topic=34731.10;wap2

http://www.madsci.org/posts/archives/1999-02/917414217.Es.r.html

https://answers.yahoo.com/question/index?qid=20110928103836AAVxPY7

¿Tenderían a cancelarse entre sí, amplificarían los efectos, causarían mareas menos predecibles, o qué?

¡Todo lo anterior! Dependiendo de su posición relativa y distancia (p. ej., apogeo o perigeo) y masa, podrían anularse entre sí o amplificar los efectos. Los cálculos pueden ser regulares y predecibles, pero también más complejos, lo que genera la ilusión de ser menos predecibles.

Algo que vale la pena tener en cuenta es que la luna de la Tierra es bastante grande en comparación con otras del sistema solar, en relación con el tamaño del planeta que orbita.

¿Eclipses? Acostúmbrate a ellos, habrá un montón. ¿Calculando el mes? Ummm... ¿Qué luna fue esa otra vez? ¿Cielo nocturno? Cada luna añade brillo. etc.

También echa un vistazo a Skyrealms of Jorune :)

¡Me encanta la idea de competir con los dioses de la luna!

Es posible que la gente no comprenda la relación entre las lunas y las mareas, pero podría hacerlo si el ciclo fuera evidente.

En una isla en un océano global sin contenido envolvente para bloquear la marea y mantener el agua en tazones separados, funcionaría como se ve en los diagramas anteriores y, excepto por la parte sobre el trabajo en la parte trasera, se vería que el la luna sube las mareas y todas tiran individualmente.

Ahora, en una gran masa de tierra en forma de coma en el hemisferio sur, los pueblos nativos ven una marea caótica sin relación obvia. El agua se mueve alrededor de áreas locales en giros, y son bombeados por la marea como el columpio de un niño es bombeado por sus piernas. No funcionará tan bien si el bombeo no está en un ritmo limpio. El giro puede hacer locuras e incluso invertir la dirección.

La gente del mar del norte viene al sur y tiene una comprensión de las mareas y con habilidades como nuestros polinesios descubren la existencia de giros. ¿Qué hará la diferencia en los fenómenos a su sistema de creencias y qué podrían tratar de enseñar a los sureños?

Agregue a eso que las diferentes estrellas y las interpretaciones de la astrología pueden tener una gran cantidad de aportes creativos.