Läuft der Mond um die Erde perfekt synchron?

Wissenschaft Astronomie
#1

Hallo liebe Experten,

Weiß jemand ob der Mond perfekt mit der Erde synchron läuft?
Also zeigt der Mond uns immer genau, zu 100%, genau die gleiche Seite?

Oder ist da doch noch über längere Zeit eine kleine Veränderung zu sehen.

Sehen unsere Kinder in einer Million Jahre, (Ich bin Optimist) noch zu 100% genau dasselbe Bild des Mondes, ohne die geringste Veränderung?

Könnte sich dieser Anblick überhaupt im normalen Ablauf verändern?
Bitte keine Vermutungen, nur genaues Wissen?

Bin neugierig auf die Antwort
Vielen Dank

Franz B

#2

Weiß jemand ob der Mond perfekt mit der Erde synchron läuft?
Also zeigt der Mond uns immer genau, zu 100%, genau die
gleiche Seite?

Das tut er eigentlich eh nicht. Durch den Effekt der Libration siehst du von der Erde bis zu 59% der Mondoberfläche :wink:

Sehen unsere Kinder in einer Million Jahre, (Ich bin Optimist)
noch zu 100% genau dasselbe Bild des Mondes, ohne die
geringste Veränderung?

Ohne die geringste Veränderung sicher nicht. Der Mond entfernt sich z.B. mit etwa 4cm/Jahr von der Erde. In 1 Mio Jahre ist er daher rund 40 km weiter von der Erde entfernt als heute und erscheint demnach minimal kleiner. Auch wenn dieser Effekt sicherlich absolut gering und mit bloßem Auge nicht erkennbar ist, so bleibt das Bild des Mond dennoch dadurch nicht ohne eine „geringste“ Veränderung.

Könnte sich dieser Anblick überhaupt im normalen Ablauf
verändern?

Was ist ein unnormaler Ablauf?
Der Mond wird auch in 1 Mio Jahre noch die gleiche Seite der Erde zuwenden, solange ihn nicht z.B. ein sehr großer Asteroid trifft und seinen Drehimpuls verändert. Meinst du das mit einem „unnormalem“ Ablauf? Der normale Ablauf ist, dass einer der beiden Gezeitenberge des Mondes zur Erde schaut. Ein Drehen des Mondes würde daher Kraft erfordern, weil der Gezeitenberg immer in dieser Position bleiben will. Solange nichts eine Kraft auf den Mond auswirkt (wie z.B. ein großer Einschlag) wird der Gezeitenberg immer bestrebt sein, dort zu bleiben wo er ist und deswegen ändert sich auch nicht die Seite, die du von der Erde siehst. Auch nicht in 1 Mio. Jahre.

Dass sich das auch noch längerfristiger nicht ändert, kann man aus der Verteilung der Krater am Mond schließen, denn diese sind in „Fahrtrichtung“ häufiger. In der Tat hat man sogar gefunden, dass es noch eine andere Region gibt, die eine starke Häufung an Kratern hat und dass diese Krater aber allesamt wesentlich älter sind. Dies lässt den Schluss zu, dass der Mond der Erde irgendwann mal eine andere Seite zugewandt hat, aber vermutlich durch einen großen Einschlag in Rotation versetzt wurde. Diese wurde dann aber durch die Gezeitenreibung relativ schnell wieder in eine gebundene Rotation gedrängt, so dass der Mond uns nun diese Seite zuwendet.
Literatur hierzu z.B. unter
http://adsabs.harvard.edu/abs/1975E&amp:stuck_out_tongue_winking_eye:SL…26…353M
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&…

#3

Heute ja - früher nein

Hallo liebe Experten,

Weiß jemand ob der Mond perfekt mit der Erde synchron läuft?

In früheren Zeiten (vor mehr als 3 Mrd Jahren) dürfte er noch eine leichte relative Rotation gehabt haben, außer er wäre ziemlich mittig und ohne eigenen Drehimpuls in die Erde eingeschlagen.

Also zeigt der Mond uns immer genau, zu 100%, genau die gleiche Seite?

http://de.wikipedia.org/wiki/Mond#Rotation

Demnach hat sich dass mit der Zeit eingestellt und wir sind über „Gezeitenreibung“ miteinander verkoppelt. D.h. für die Zukunft gilt: Ja, der Mond wird uns immer die selbe Seite zeigen. Außer natürlich eine große äußere Einwirkung verändert seinen Drehimpuls (Meteoriteneinschlag). Aber auch dann wird er sich wieder synchron einstellen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Gebundene_Rotation

Könnte sich dieser Anblick überhaupt im normalen Ablauf
verändern?

Nun ja, er wird kleiner werden, da er sich derzeit mit ca. 3,8 cm/Jahr von der Erde entfernt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Mond#Vergr.C3.B6.C3.9Fe…

Gruß

Stefan

#4

Noch ne Mondfrage
„Die allmählich zunehmende Entfernung ist eine Folge der Gezeitenkräfte, die der Mond auf der Erde bewirkt. Die Rotationsenergie der Erde wird dabei in Wärme umgewandelt und der damit verbundene Drehimpuls der Erdrotation wird auf den Bahndrehimpuls des Mondes übertragen, der sich dadurch von der Erde entfernt.“

Kann das jemand verständlicher formulieren?

#5

Hallo,

Kann das jemand verständlicher formulieren?

nimm eine Eiskunstläuferin, die eine Pirouette dreht. Nimmt sie die Arme an den Körper, dreht sie sich schnell. werden die Arme ausgebreitet, wird sie langsamer.

Klarer?

Gandalf

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#6

Hallo lieber Franz,

Sehen unsere Kinder in einer Million Jahre, (Ich bin Optimist)
noch zu 100% genau dasselbe Bild des Mondes, ohne die
geringste Veränderung?

Nein. Der Mond ist minimal kleiner (weil er sich entfernt) und minimal langsamer (auch weil er sich entfernt) geworden.
Irgendwann wird der Mond nicht nur die gleiche Seite zeigen, sondern auch an immer der gleichen Stelle am Himmel stehen, nicht auf- und nicht untergehen. Und wenn Du an einer Stelle der Erde bist, wo er einmal nicht zu sehen ist, wirst Du ihn nie sehen.

Wir haben in einer Physikübung mal ausgerechnet, wie weit der Mond dann entfernt ist. Hab leider vergessen, wie weit es war.

Gandalf

#7

Hallo,

dazu muss man aber sagen, dass dieser Effekt (Mond „steht“ über einem Punkt der Erde) v.a. dadurch zustande kommt, dass die Erde durch die Gezeitenreibung abgebremst wird. Also nicht nur der Mond passt sich der Erde an, sondern auch die Erde dem Mond.

Gruß, Niels

#8

Danke an Alle
Hallo Freunde und Experten.

Also ich muss diesmal sagen, irgendwie wurde ich das erste Mal stolz auf unsere Expertenresonanz in der Beantwortung meiner Frage.
Ich glaube damit kann man schon angeben, wenn man einem www erklären sollte.

Ein halbes dutzend Superantworten, doppelt und dreifach mehr ausführliche Erklärungen als man erwartet, plus Links, was will man mehr.
Und das mit schnellster Lieferung

Also diesmal von mir deshalb ein ganz besonderes Dankeschön an alle.

Euer Franz

#9

Klarer?

Hallo, man könnte noch nach Eigendrehimpuls und Bahndrehimpuls unterscheiden. Der erste von der Erde auf den zweiten des Mondes übertragen, um den Gesamt-Drehimpuls zu erhalten. Wie das Gesetz es befiehlt. eck.

#10

Hallo,

„Die allmählich zunehmende Entfernung ist eine Folge der
Gezeitenkräfte, die der Mond auf der Erde bewirkt. Die
Rotationsenergie der Erde wird dabei in Wärme umgewandelt und
der damit verbundene Drehimpuls der Erdrotation wird auf den
Bahndrehimpuls des Mondes übertragen, der sich dadurch von der
Erde entfernt.“

Durch welche Wirkung sollte sich der Erd- Drehimpuls denn wohl auf den Bahndrehimpuls des Mondes denn übertragen können?
Auch der Hinweis auf eine Eiskunstläuferin mit der Piourette ist in diesem Fall unzutreffend.

Der Mond kann sich nur von der Erde wegbewegen, wenn er gleichzeitig auch schneller wird.

Hierfür hat m.E. noch keiner der P. eine Erklärung geliefert oder das überhaupt erwähnt.
Alle bisherigen P. sind etwas dürftig und beantworten die Kernfrage nicht.

Weshalb wird der Mond schneller?

Die Gezeitenbauchung der Ozeane ist der Mondstellung wegen der Reibung etwas hinterherhinkend.
Da es 2 Gezeitenbauchungen der Ozeane auf der Erde gibt, gibt es eine „nähere“ und eine „entferntere“ zum Mond.

Die „nähere“ übt eine größerer Kraft aus, als die „weitere“.
Die „nähere“ hat einen Vorsprung vor dem Mond und deshalb beschleunigt sie im Laufe der Zeit den Mond, „zieht“ ihn also auf seiner Umlaufbahn vorwärts.

Der Mond wird schneller und entfernt sich deshalb- und nur deshalb- von der Erde.
Das alles ist ausführlich in dem hervorragenden Buch:
James Trefil, Physik im Strandkorb, Rohwolt- Verlag, ISBN 3 8052 0504 X
mit Skizzen erklärt.

Wenn sich jemand für die entsprechenden Seiten (im wesentlichen zwei) interessiert, maile ich sie auf Wunsch.

Gruß:
Manni

#11

Der Mond kann sich nur von der Erde wegbewegen, wenn er
gleichzeitig auch schneller wird.

Der Mond wird aber nicht schneller, sondern langsamer…
Ein größerer Bahnradius erfordert immer eine langsamere Bahngeschwindigkeit. Wie bei nem Eiskunstläufer: Arme ausgebreitet -> langsame Drehung. Arme angezogen -> schnelle Drehung.

Die „nähere“ übt eine größerer Kraft aus, als die „weitere“.
Die „nähere“ hat einen Vorsprung vor dem Mond und deshalb
beschleunigt sie im Laufe der Zeit den Mond, „zieht“ ihn also
auf seiner Umlaufbahn vorwärts.

Soweit ist das richtig. Der Mond erfährt aber eine Beschleunigung. Dies resultiert aber nicht in einer höheren Bahngeschwindigkeit, sondern in einer höheren Umlaufbahn, er gewinnt also an potentieller Energie, nicht an Geschwindigkeit.

Der Mond wird schneller und entfernt sich deshalb- und nur
deshalb- von der Erde.

Der Mond wird aber nicht schneller…

Das alles ist ausführlich in dem hervorragenden Buch:
James Trefil, Physik im Strandkorb, Rohwolt- Verlag, ISBN 3
8052 0504 X
mit Skizzen erklärt.

Dort steht sicherlich nicht, dass Mond schneller wird, d.h. dass seine Bahngeschwindigkeit steigt.

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#12

Und womit hast du meine Kernfrage beantwortet?

Mich nix verstehen

#13

Hallo,

Der Mond wird aber nicht schneller, sondern langsamer…
Ein größerer Bahnradius erfordert immer eine langsamere
Bahngeschwindigkeit.

Bei gleicher Winkelgeschwindigkeit steigt mit r auch v.

Soweit ist das richtig. Der Mond erfährt aber eine
Beschleunigung.

Genau so ist es. Und da eine permanente Beschleunigung (ohne Reibung)einen Körper schneller macht, erhöht sich die Geschwindigkeit.

Dies resultiert aber nicht in einer höheren

Bahngeschwindigkeit, sondern in einer höheren Umlaufbahn, er
gewinnt also an potentieller Energie, nicht an
Geschwindigkeit.

Wenn die Geschwindigkeit steigt, steigt auch die Fliehkraft. Da er nicht fest mit der Erde verbunden ist, treibt ihn diese Fliehkraft von der Erde weg.

Der Mond wird aber nicht schneller…

Doch, s.o. So steht es in dem Buch.

Dort steht sicherlich nicht, dass Mond schneller wird, d.h.
dass seine Bahngeschwindigkeit steigt.

Zitat: „Diese Beschleunigung hat eine Zunahme der Umlaufgeschwindigkeit des Mondes zur Folge, die ihrerseits den Mond dazu führt, sich weiter von der Erde zu entfernen“.

Gruß:
Manni

#14

Und womit hast du meine Kernfrage beantwortet?

Ich hatte gar nicht vor, auf Deine Kernfrage zu antworten, sondern ich habe auf das P. von Kandis und Kastanien geantwortet, die um eine verständlichere Formulierung baten.
.

#15

Bei gleicher Winkelgeschwindigkeit steigt mit r auch v.

Wieso sollte die Winkelgeschwindigkeit gleich bleiben? Es gibt kein Gesetz, das dies erfordern würde.

Genau so ist es. Und da eine permanente Beschleunigung (ohne
Reibung)einen Körper schneller macht, erhöht sich die
Geschwindigkeit.

Erhöhst du deine Geschwindigkeit, wenn du dich mit einer Beschleunigung von 9,81m/s² nach oben beschleunigst?

Zitat: „Diese Beschleunigung hat eine Zunahme der
Umlaufgeschwindigkeit des Mondes zur Folge, die ihrerseits den
Mond dazu führt, sich weiter von der Erde zu entfernen“.

Das ist Unsinn.

"Consequently, the area of that orbit must grow and in case of 
constant excentricity the major axis has to increase according to 
Kepler’s third law, while the mean motion (angular velocity) 
decreases. That means that both the angular velocity of the earth’s 
rotation and that of the **<u>moon’s orbital motion are decreasing</u>**
in reality."

Quelle: Geophysics of the Solid Earth, the Moon and the Planets, Vol2a, S. 300
http://www.springerlink.com/content/n143484633800572/

"It follows from the above formulas [Formel zur ersten komischen 
Geschiwndigkeit, Anm.d.V]: The increase of the angular momentum of 
the Moon in its motion around the Earth must result in the increase 
of its distance from the Earth and the **<u>decrease of its linear <br>velocity</u>**."

George Gammow, Gravity, S. 90
http://books.google.de/books?id=EqA9de715EwC&printse…

#16

Erhöhst du deine Geschwindigkeit, wenn du dich mit einer
Beschleunigung von 9,81m/s² nach oben beschleunigst?

Also ich kann mich nicht selbst im All beschleunigen. Das kann nur eine Krafteinwirkung.
Wenn ich im Weltraum mit 9,81 m/s² „nach oben“ durch eine Kraft beschleunigt werde, erhöht sich meine Geschwindigkeit.
Frage: Was ist im Weltraum oben?

Vergleiche den Mond doch mit der IRS. Die verliert, da antriebslos, durch Reibung langsam an Höhe. Um wieder auf die alte Umlaufbahn zu gelangen, wird der Antrieb von Zeit zu Zeit gezündet. Durch die Rückstoß- Kraft ergibt sich eine Beschleunigung, damit eine höhere Geschwindigkeit und eine höhere Fliehkraft. So erreicht die IRS wieder ihre vorgesehen Höhe. Dieses Anheben hat schon sehr oft stattgefunden.

Beim Mond verhält es sich imit kleineren Beschleunigungen, aber dafür in viel längeren Zeiträumen genauso. Die antreibende Kraft ist die Folge der Gezeitenwirkung auf der Erde. Was sonst sollte den Mond (außer einer Kraft) beschleunigen können?

Mit der Verwendung des Begriffs „Unsinn“ wäre i c h vorsichtiger.

Gruß:
Manni

#17

Bahnänderungen von Satelliten

Also ich kann mich nicht selbst im All beschleunigen. Das kann
nur eine Krafteinwirkung.
Wenn ich im Weltraum mit 9,81 m/s² „nach oben“ durch eine
Kraft beschleunigt werde, erhöht sich meine Geschwindigkeit.
Frage: Was ist im Weltraum oben?

Aus den 9,81 m/s² könntest du schon schließen, dass du dabei nicht im Weltraum bist, sondern hier auf dem Erdboden stehst. Und wo hier auf der Erde oben und unten ist, weißt du hoffentlich.

Vergleiche den Mond doch mit der IRS. Die verliert, da
antriebslos, durch Reibung langsam an Höhe. Um wieder auf die
alte Umlaufbahn zu gelangen, wird der Antrieb von Zeit zu Zeit
gezündet. Durch die Rückstoß- Kraft ergibt sich eine
Beschleunigung, damit eine höhere Geschwindigkeit und eine
höhere Fliehkraft. So erreicht die IRS wieder ihre vorgesehen
Höhe. Dieses Anheben hat schon sehr oft stattgefunden.

Ich sags gern nochmal: Das ist (teilweise) Unsinn. So funktioniert das nicht.

Wenn du einfach nur die Triebwerke zündest und dadurch die ISS beschleunigst, dann wird sie logischerweise zwar schneller, aber ihr Orbit wird deshalb nicht angehoben! Das einzige was du erreichst ist, dass du eine elliptische Bahn erzeugst. Der Satellit wird aber bei einer elliptischen Bahn zum Apogäum hin wieder langsamer (weil er sich weiter von der Erde entfernt). Die Geschwindigkeit dort ist dann sogar langsamer, als die Geschwindigkeit die du vorher auf der Kreisbahn hattest… Bei einer extrem elliptischen Bahn kannst du sogar im Apogäum quasi eine Geschwindigkeit von null haben.

Das Anheben von Satelliten erfolgt durch bestimmte Manöver, bei denen man noch lange nicht einfach mal willkürlich ein bißchen beschleunigen kann um wieder auf einen höheren Orbit zu kommen. Sowas macht man z.B. mit Hohmann- oder Bi-Elliptischen Transfers. Guckst du z.B. dort:
http://en.wikipedia.org/wiki/Hohmann_transfer_orbit
http://en.wikipedia.org/wiki/Bi-elliptic_transfer

Nimm z.B. folgendes Beispiel:

Zustand vorher:
Ein Satellit habe eine kreisförmige Umlaufbahn in 400km Höhe und damit eine Bahngeschwindigkeit von 7673,2 m/s. Perigäum und Apogäum der Bahn sind also gleich weit von der Erde entfernt. Diesen wollen wir nun auf eine höhere Umlaufbahn anheben.

Erste Beschleunigung im Hohman-Transfer:
Dazu führen wir einen Hohman-Transfer durch, in dem wir zuerst unsere Triebwerke zünden um den Satelliten um 20m/s schneller zu machen. Dadurch entsteht nun eine elliptische Bahn.

Zustand nach erster Beschleunigung:
Die neue Bahn ist ja nun elliptisch und zwar so, dass deren erdnächster Punkt (Perigäum) immer noch eine Bahnhöhe von 400km hat, aber deren erdfernster Punkt (Apogäum) nun ein Höhe von 471km hat. Im Perigäum ist die Geschwindigkeit nun logischerweis 7693,2 m/s (also 20m/s höher als vorher). Im Apogäum dagegen ist die Geschwindigkeit niedriger als vorher, nämlich etwa 7613,4 m/s. Wenn du jetzt die beiden Geschwindigkeiten nur mittelst, siehst du schon, dass die Durchschnittsgeschwindigkeit nicht höher sondern langsamer geworden ist.

Zweite Beschleunigung im Hohman-Transfer:
Um nun wieder auf eine kreisförmige Bahn zu kommen - die ja höher liegen soll als die Bahn vorher - führen wir nun eine zweite Beschleunigung durch, diesmal aber im Apogäum, also dem erdfernsten Punkt wo die Geschwindigkeit des Satelliten am niedrigsten ist. Wir erhöhen die Geschwindigkeit der Bahn wieder exakt um 20 m/s. Also von 7613,4 auf 7633,4 m/s.

Zustand nach zweiter Beschleunigung:
Nun haben wir elliptische Bahn in eine Kreisbahn verwandelt, die nun eine Höhe von 471km hat. Also 71 km höher also die Bahn vorher. Die Bahngeschwindigkeit ist aber nun überall - da kreisförmige Bahn - 7633,4 m/s, also etwa 40 m/s langsamer als vorher, obwohl wie 2x eigentlich die Geschwindigkeit um 20/ms durch Beschleunigen des Satelliten angehoben haben.

Der Witz ist also:
Obwohl du den Satelliten durch Zünden von Triebwerken beschleunigst, ist die Bahngeschwindigkeit im neuen Orbit geringer.

Du kannst dir das gerne nachrechnen, hier z.B. gibt es eine Seite die die Rechenwege dazu beschreibt und auch verschiedene kleine Bahn-Rechner zur Eingabe enthält, mit denen du das einfach nachrechnen kannst:
http://www.bernd-leitenberger.de/orbits.shtml

Nochmal zum langsam mitschreiben:
Ein größerer Bahnradius erzwingt eine niedrigere Bahngeschwindigkeit.

Beim Mond verhält es sich imit kleineren Beschleunigungen,
aber dafür in viel längeren Zeiträumen genauso. Die
antreibende Kraft ist die Folge der Gezeitenwirkung auf der
Erde. Was sonst sollte den Mond (außer einer Kraft)
beschleunigen können?

Natürlich wird er beschleunigt. Das schrieb ich doch. Genausowenig wie der Satellit erreicht er dabei aber eine höhere Bahngeschwindigkeit, sondern nur eine höhere Umlaufbahn…

Mit der Verwendung des Begriffs „Unsinn“ wäre i c h
vorsichtiger.

Wenn etwas falsch ist, ist 's halt nun mal falsch.

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#18

Hallo Manni,

Der Mond kann sich nur von der Erde wegbewegen, wenn er
gleichzeitig auch schneller wird.

dann schauen wir uns mal die Planeten an
Merkur Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 47,87 km/s
Venus Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 35,02 km/s
Erde Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 29,78 km/s
Mars Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 24,13 km/s
Jupiter Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 13,07 km/s
Saturn Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 9,69 km/s
Uranus Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 6,81 km/s
Neptun Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 5,43 km/s
Pluto Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 4,72 km/s

Wie man unschwer erkennen kann, wird die Orbitalgeschwindigkeit kleiner, je weiter man sich von der Sonne entfernt.

Das läßt sich aus dem 2. Keplerschen Gesetz ableiten http://de.wikipedia.org/wiki/Keplersche_Gesetze#Zwei…

Und das gilt für den Mond genauso.

Gandalf

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#19

Der Mond kann sich nur von der Erde wegbewegen, wenn er gleichzeitig auch schneller wird.

Je wegcker desto langsamer, immer. eck.