جزر و مد، نیمه پنهان ماه!

جذر و مد

شاید وقتی دارید عنوان مطلب رو نگاه می‌کنید، واستون عجیب باشه. نیمه پنهاه ماه چه ربطی به جزر و مد داره؟ اما به نظر میاد که بی ربط هم نباشه…!

حتما تا به حال شنیدید که ما همیشه فقط یه سمت ماه رو می‌بینیم و یه سمتش همیشه غیر قابل دیدنه. برای اینکه این اتفاق بیفته،‌ اگه دوره تناوب چرخش ماه دور زمین رو ۲۸ روز در نظر بگیریم، ماه هم باید هر ۲۸ روز یه بار دور خودش بچرخه تا همیشه فقط یه سمتش رو به ما باشه. یا به عبارتی تو هر بار چرخش به دور زمین، یک دوران به دور خودش داشته باشه؛  یعنی تصویر سمت چپ و اگه دوران نداشته باشه میشه تصویر سمت راست:

بدون دوران یک دوران

حالا این‌ها رو فهمیدیم. این پدیده چه ربطی به جزر و مد داره؟؟ برای اینکه بفهمیم، باید ببینیم که دلیل جزر و مد چیه.

جزر و مد

همون طور که می‌دونید، به پایین رفتن آب دریا میگن جزر و به بالا رفتنش میگن مد. توی هر دوره، در دو سمت روبروی هم مد و دو سمت دیگه جزر اتفاق میفته.

خیلی‌ها به اشتباه دلیل این پدیده رو اینجوری میگن که ماه یه طرف آب رو میکشه و میاد بالا. اگه این درست بود، دو سمت کره زمین مد نمیشد و این اتفاق میفتاد:

شکل غلط

پس دلیل درست این پدیده چیه؟

برای اینکه بهتر متوجه بشید،‌ یه توپ رو در نظر بگیرید که داره سقوط می‌کنه(سمت چپ):

کشش توپ

اگه نقطه‌های A و B رو در نظر بگیرید، A از زمین دور‌تره و B به زمین نزدیک‌تره. این باعث میشه که زمین نقطه A رو کمتر بکشه و B رو بیشتر. پس توپ به شکل سمت راست در میاد و نقطه A و B از هم فاصله می‌گیرن. البته توی این شکل خیلی خیلی اغراق شده اما  این پدیده اتفاق می‌فته.

حالا تصویر زیر که وضعیت واقعی جزر و مد رو نشون میده رو در نظر بگیرید:

شکل درست پدیده

زمین داره به ماه نیرو وارد می‌کنه و باعث میشه که ماه در مداری دور زمین بچرخه. همچنین ماه هم به همون مقدار زمین رو میکشه. دوباره به عکس بالا نگاه کنید و نقطه A و B رو در نظر بگیرید. نقطه A به ماه نزدیک تره و نقطه B دور تره. این باعث میشه که مثل همون توپ بالا، A توسط ماه بیشتر و B کمتر کشیده بشه و این دو تا نقطه از هم فاصله بگیرن (یعنی انگار علاوه بر اینکه ماه در حال سقوط روی زمینه، زمین هم در حال سقوط روی ماهه؟ 🙂 )

شاید بگید که این اختلاف خیلی کمه اما اشتباه نکنید؛ اول اینکه شعاع  زمین خیلی زیاده و بعد اینکه توی فرمول معروف جاذبه نیوتون یعنی: $ F=G \frac{m_1 m_2}{r^2} $   توان فاصله ۲ است. یعنی اگه فاصله از ماه دو برابر بشه، نیروی جاذبه یک چهارم میشه.

بنابراین آب توی اون دو نقطه بالا‌تر از بقیه نقاط میره و به اصطلاح مد اتفاق میفته. توی دو نقطه دیگر زمین هم آب پایین میره و جزر میشه.

حالا دلیل واقعی جزر و مد رو فهمیدیم. بریم سراغ مسئله دیگه…

نیمه پنهان ماه

این اتفاق فقط برای زمین نمیفته. زمین هم باعث میشه نقطه‌ای از ماه که به اون نزدیک تره و نقطه رو به روییش از هم فاصله بگیرن. با اینکه ماه جامده و مثل آب یک سیال نیست، اما بلاخره این اتفاق به مقدار خیلی کمی میفته. اگه در نظر بگیریم که سرعت چرخش ماه به دور خودش صفره، اینطوری میشه:

چرخش ماه به دور زمین

البته باز هم خیلی زیاد اغراق شده. اگه خوب نگاه کنیم،‌ نقاط A و B به طور مداوم از هم دور و به هم نزدیک می‌شوند. اگه ماه هم با یه سرعتی بیشتر از سرعت چرخشش دور زمین دور خودش بچرخه،‌ باز هم این اتفاق میفته.  در کل این باعث میشه که یک مقداری انرژی به صورت گرما تلف بشه. این انرژی از کجا میاد؟ از چرخش ماه به دور خودش…

همه ی سیستم‌های فیزیکی دوست دارن که تو پایدارترین حالت خودشون باشن و کمترین انرژی تلف بشه. بهینه‌ترین حالت این سیستم چیه؟ اینه که ماه با سرعتی دقیقا برابر سرعت چرخشش دور زمین به دور خودش بچرخه؛ یعنی مثل تصویر زیر:

چرخش ماه به دور زمین

الان همین اتفاق افتاده و ماه سرعتش به قدری شده که تقریبا برابر با سرعت چرخشش به دور زمینه. بنابراین همیشه یه سمتش به ماست و یه سمتش به عبارتی پنهانه.

در آخر بگم که یه روزی این اتفاق برای زمین هم میفته و یه طرفش همیشه روزه و یه طرفش همیشه شب…

شاید خیلی از چیز‌های اطرافمون اینطوری باشه. در نگاه اول خیلی نا‌آشناست اما به خیلی از چیزای دیگه شاید مربوط باشه و منشأ اونا یک چیز باشه. برای درک این واقعیت، باید دیدمون به دنیا عوض بشه.

توی این فیلم می‌تونید دلیل اینکه چرا ما همیشه یک سمت ماه رو می‌بینیم رو بهتر متوجه بشید.

محمد کاظمی

نویسنده: محمد کاظمی

۱۶ ساله، دانش‌آموز دبیرستان علامه حلی. علاقه‌مندی‌هایی که دارم هم فیزیک، الکترونیک، برنامه‌نویسی، ریاضی و ... (و البته خیلی چیز‌های دیگه که جا نمیشه!)

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *