Dlaczego Księżyc stabilizuje oś Ziemi?

W akademickim badaniu zatytułowanym „ Księżyc i pochodzenie życia na Ziemi ” powiedziano, że

„ Gdyby Księżyc nie istniał, orientacja osi Ziemi nie byłaby stabilna i podlegałaby dużym chaotycznym zmianom na przestrzeni wieków. Wynikające z tego zmiany klimatyczne najprawdopodobniej znacznie zakłóciłyby rozwój zorganizowanego życia ”.

Ponieważ nie mam wystarczającej wiedzy z zakresu fizyki i matematyki, aby zrozumieć, dlaczego Księżyc stabilizuje oś Ziemi, czy ktoś może wyjaśnić to zjawisko w prostych słowach?

Jednym ze sposobów spojrzenia na ten problem jest rozważenie momentu pędu. Ziemia obraca się wokół własnej osi i dlatego sama ma pewien moment pędu. Pęd kątowy jest proporcjonalny do masy Ziemi, do jej kwadratu promienia i prędkości kątowej. Ale Ziemia nie jest sama; obraca się wokół Księżyca, który dodaje moment pędu do układu Ziemia-Księżyc. I chociaż Księżyc nie jest tak masywny jak Ziemia (jest około 100 razy mniej masywny), ani nie obraca się bardzo szybko wokół Ziemi (a zatem mniejszej prędkości kątowej), ma dużą orbitę (około 300 000 km) i ogólnie dodaje do układu moment pędu porównywalny z momentem samej Ziemi.

Pomyśl o spinning-topie: im szybciej się obraca (a zatem im większy jest moment pędu), tym bardziej jest stabilny. Tak samo jest z układem Ziemia-Księżyc: bez Księżyca moment pędu samej Ziemi byłby taki, że zaburzenia grawitacyjne mogłyby w dłuższej perspektywie wystarczyć do znacznego zakłócenia jej osi (dokładnie tak, jak wirujący szczyt: jeśli nie obraca się bardzo szybko, niewielka perturbacja gwałtownie wzrasta, a oś wirującego wierzchołka zacznie coraz bardziej oscylować). Ale w przypadku Księżyca globalny pęd kątowy układu jest większy, dlatego trudniej jest wystarczająco pauzować układ, aby silnie oscylować.

Źródła:

Dla tych, którzy chcą brudnych szczegółów, możesz spojrzeć na Laskara i in. 1993 .