もし地球が加速した場合、月はどうなるのでしょうか?


地球の速度についてこれなくなり、地球の衛星ではなくなるのでしょうか?
それとも、引力によって月も加速し、地球の衛星であり続けるのでしょうか?

高校レベルの物理の知識しかありませんが、概要でよいので教えてください。

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  • 登録:2013/04/11 09:55:15
  • 終了:2013/04/12 12:03:36

ベストアンサー

id:hissssa No.1

hissssa回答回数418ベストアンサー獲得回数1232013/04/11 10:13:36

ポイント34pt

それは「どうやって地球を加速するのか」によって変化する話です。

たとえば地球上に巨大なロケットエンジンをつけて推進するという場合は、地球だけを加速することになりますので月は置いてけぼりになってしまいます。「引力の作用で地球の加速が月に伝わる」などということはありませんので、当然ながら大きく加速すれば月は地球の衛星ではなくなってしまうでしょう。

別の天体からの引力によって加速する場合は、その引力は地球だけでなく月も同様に加速します。有名なピサの斜塔の実験にあるように、引力による加速度は加速されるものによらず一定なので、地球-月の衛星関係を壊すことは出来ません。

ただし、これはその「加速させる天体」が地球-月から充分に離れている場合の話です。例えば太陽は絶えずその引力で地球と月を加速していますが、地球-月から充分に離れているので問題はありません。しかし、もし地球の近くをブラックホールが通過したなんてことになった場合、近距離だと加速の「方向」が地球と月で変わってしまうため、地球-月の軌道は大きく乱されることになります。月が衛星でなくなってしまう事も充分ありえるでしょう。

その他の回答(2件)

id:hissssa No.1

hissssa回答回数418ベストアンサー獲得回数1232013/04/11 10:13:36ここでベストアンサー

ポイント34pt

それは「どうやって地球を加速するのか」によって変化する話です。

たとえば地球上に巨大なロケットエンジンをつけて推進するという場合は、地球だけを加速することになりますので月は置いてけぼりになってしまいます。「引力の作用で地球の加速が月に伝わる」などということはありませんので、当然ながら大きく加速すれば月は地球の衛星ではなくなってしまうでしょう。

別の天体からの引力によって加速する場合は、その引力は地球だけでなく月も同様に加速します。有名なピサの斜塔の実験にあるように、引力による加速度は加速されるものによらず一定なので、地球-月の衛星関係を壊すことは出来ません。

ただし、これはその「加速させる天体」が地球-月から充分に離れている場合の話です。例えば太陽は絶えずその引力で地球と月を加速していますが、地球-月から充分に離れているので問題はありません。しかし、もし地球の近くをブラックホールが通過したなんてことになった場合、近距離だと加速の「方向」が地球と月で変わってしまうため、地球-月の軌道は大きく乱されることになります。月が衛星でなくなってしまう事も充分ありえるでしょう。

id:takejin No.2

たけじん回答回数1464ベストアンサー獲得回数1892013/04/11 12:14:05スマートフォンから投稿

ポイント33pt

加速という言葉を確認しましょう。

地球そのものを、今の軌道から外して動かす。

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地球に衝突する妖星ゴラスをかわすために、南極にロケットを建設して「地球を動かす」という映画。
この程度の加速なら、引力で月はついてきます。多少軌道の変化があったりして、楕円軌道の離心率が大きくなって、月の見かけの大きさに変化があるかもしれませんが。

この妖星ゴラスのような、天体衝突による加速があったとすると、その速度変化によっては、月の軌道が地球から外れることはありそうです。地球よりも大きな天体が、真正面から衝突し、その天体の速度がかなり大きいという条件ですね。


地球が加速するというのは、このほかに何かありますでしょうか。
加速ということを、どう認識されているかどうかわかりません。
が、日々地球は加速しています。等速直線運動ではない軌道(太陽の周りの楕円軌道)をめぐっています。これは、太陽の引力による”加速”です。月も同様の加速を受けているので、同じ状況がかなり長い間続いています。
この程度の加速でしたら、月はいつまでも地球のそばにいてくれるでしょう。

id:Sampo No.3

Sampo回答回数556ベストアンサー獲得回数1042013/04/11 12:20:47

ポイント33pt

上の方もおっしゃる通りどういう加速か次第なのですが、地球だけにワンショットで加速度がかかったものとしましょう。地球に何か天体が衝突したんですね。人類は滅亡しました。

地球の加速方向によっては、月との相対速度が増える場合も減る場合もあります。

  • 相対速度が増えてしまえば月の軌道は今より大きな楕円軌道になります。地球の脱出速度を超えていれば、月は二度と戻ってきません。
    • 地球の脱出速度を超えていなくても、軌道半径が大きすぎると地球よりも太陽の重力の影響が無視できなくなり、やはり地球の衛星ではいられなくなります。この限界をヒル球と呼びます。地球の場合ヒル球の半径は150万キロです。
  • 相対速度が減った場合、今より小さな軌道の楕円軌道に入ります。軌道半径が小さすぎれば、もちろん地表面に衝突してしまいます。
    • 地表面に衝突しなくても、地球に近づきすぎると潮汐力により月は上下に引き伸ばされ、崩壊してしまいます。引き伸ばす潮汐力が月自身の重力を超えてしまう高度をロシュ限界と呼び、地球の場合約1万キロです。
id:merman3

皆さんありがとうございました。

なんとなく、
「地球と月しかない世界で、
 地球だけが月の公転軌道面上を一定の加速度で加速し続けると
 月の位置はどのように変化するのか?」
という漠然としたイメージでした。
その場合、地球の中心から観測すると、月が加速して、そのうち脱出速度を超えて衛星じゃなくなるように見えるでしょうか。

加速する方法がなにかも考えるとよく分からなくなってきました・・。
いただいたアドバイスを参考にしまして、ゆっくり考えてみます。

いろいろ興味深いお話を教えていただいて、おもしろかったです。

  • id:wild_yamato
     「加速」とは何の加速でしょうか?
     ビックバンの中心から離れて行く速度が加速することをそうていしているのであれば、その要因が月に影響しないことを考えるほうが先ですよね。
     そうでない場合は、絶対的なものを何にするかが問題です。たとえ、その何かがあったとしても、前述と同じように月に影響しないことを説明できないのではないでしょうか。
     この質問は、相対性理論をぜんていにすれば有り得ない質問と思います。
  • id:seble
    地球の自転ですかね?
    月の公転は地球の自転で回っている訳でもないでしょうから、直接は大した影響は無いのでは?
    地球の公転が加速された場合は、一緒にくっついてくるのかと。
    もちろん、猛ダッシュすれば置いてきぼりになるでしょうけど、そんな加速は有り得ないだろうし、できたとすると地球自体がボロボロになるのかと。
    地球にロケットを付けた程度の加速なら
    (それでもものすごいロケットでないと加速しないでしょうけど)
    月はくっついてくるでしょうに。
    月が地球の周りを回っているのは地球の引力のせいですよ。
  • id:miharaseihyou
    無重力状態での加速は、途中を端折って言うと、飛行機や自動車の加速とは少し違うんだって事を理解する必要がある。

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