天体力学与引力
潮汐力
为什么海洋会在朝向月球和背向月球的两侧都鼓起?答案是潮汐力,而它并非来自引力本身,而是来自引力的不均匀。由于地球近侧被拉得比远侧稍强,整个行星沿指向月球的连线被拉伸——挤成一个轻微的橄榄球形,两端各鼓起一块。
潮汐力是一个延展天体内部引力拉扯的差异。引力随距离减弱,所以物体最靠近源的部分受到的拉力强于最远的部分;在天体自身的参考系中,这种差异表现为沿指向源的连线的拉伸和横向的轻微挤压。潮汐力随你靠近源而陡增——它正比于质量除以距离的立方——所以一个近处的小天体能掀起远比远处巨物更强的潮汐。月球虽在太阳旁显得渺小,却仅因近得多而主导地球的潮汐。
潮汐在天体物理中无处不在。它们把卫星锁定为始终朝向行星、缓慢把月球推离地球同时拉长我们的一天、通过反复挤揉加热木卫一和木卫二这类卫星的内部、扭曲乃至撕裂过于接近的恒星与星系,并在极端情形下产生把落入黑洞之物拉成「面条」的拉伸。
木卫一在其略带偏心的轨道上时近时远,被潮汐力反复挤压拉伸;这无休止的挤揉把它的内部加热到足以使木卫一成为太阳系中火山活动最剧烈的天体。
潮汐挤揉是一种强大到足以驱动全球火山活动的热源。
两个潮汐隆起并不是简单地「一侧月球把水拉起、另一侧靠离心力」;两个隆起都源于差异引力造成的同一种拉伸,远侧的隆起是真实的,并非假象。
又称
另见