9.4. ТОРМОЖЕНИЕ ВРАЩЕНИЯ ПЛАНЕТ ПРИЛИВАМИ, ВЫЗЫВАЕМЫМИ СПУТНИКАМИ
Система Земля — Луна является единственной системой, о которой мы можем с уверенностью сказать, что в ней происходило и все еще происходит значительное приливное торможение. Согласно элементарной теории, притяжение Луны должно вызвать образование приливных горбов в океанах (см. рис. 9.3.1), которые при вращении Земли должны оставаться неподвижными (относительно Луны. - Ред.). Из-за вязкости воды движение горбов относительно Земли вызывает выделение энергии, что тормозит вращение Земли. В то же время приливный горб смещен на фазовый угол 
относительно радиус-вектора Луны. Это создает силу, которая действует в направлении орбитального движения Луны. Следовательно, можно ожидать, что движение Луны ускоряется. Однако эта сила передает момент количества движения Луне, в результате чего ее радиус орбиты увеличивается, приводя к увеличению периода обращения. Парадоксальность результата заключается в том, что ускоряющая сила снижает орбитальную скорость Луны.
Теория приливных горбов, которая излагается во всех учебниках, имеет очень мало общего с действительностью. Наблюдаемые приливы совсем не ведут себя так, как должны были бы в соответствии с этой теорией. Напротив, можно видеть, что приливные волны имеют характер стоячих волн, возбуждаемых в различных океанах и морях, которые действуют отчасти подобно резонансным полостям (рис. 9.4.1 а и 9.4.1 б).
(кликните для просмотра скана)
Даже если ферма приливов на Земле очень далека от той, которую предсказывает простая теория, нет сомнения в том, что происходит перенос момента количества движения между Землей и Луной. Это явление рассчитали Герстенкорн [181], Макдональд [285] и Сингер [381]. В соответствии с их результатами и другими теориями [3, 7] Луна первоначально была независимой планетой и была захвачена либо на обратную, либо на прямую орбиту.
Рис. 9.4.16. Амплитуда приливов на Атлантическом побережье как пример фактического изменения амплитуды в сравнении с простой теорией приливов Лапласа. Кривые показывают средний диапазон сизигийного полусуточного прилива в функции широты. Сплошной кривой представлен прилив на западном побережье Атлантического океана, штриховой кривой — на восточном! побережье Атлантического океана, штрих-пунктирной — прилив в соответствии с моделью Лапласа. По сравнению с амплитудами в открытом океане (значительно менее известными), береговые амплитуды увеличены совместным колебанием с районом океана над континентальными шельфами. График показывает, что приливное рассеяние зависит от ряда сложных местных явлений, определяемых конфигурацией континентов, шельфов и океанических бассейнов, и что теоретическая модель прилива Лапласа, очевидно, не может служить даже первым приближением [126].
Имеются сильные сомнения в том, что предложенные модели можно применять к системе Земля — Луна (см. гл. 24 и [16]). Влияние резонанса может обесценить многие детали этих моделей. Однако имеется, по-видимому, мало оснований сомневаться в главном результате, а именно в том, что Луна является захваченной планетой, достигшей нынешней орбиты под действием приливных явлений. Остается нерешенным, подразумевает ли этот захват очень близкий подход к Земле. Этот вопрос мы рассмотрим более подробно в гл. 24.
Система Нептун — Тритон, по-видимому, является аналогом системы Земля — Луна. Единственное объяснение того факта, что Нептун имеет спутник с обратным движением и необычно большой массой, дает гипотеза, согласно которой Тритон был захвачен на обратную орбиту с эксцентриситетом, а последняя под действием приливных явлений затем сжалась и стала более близка к круговой [281].
Поскольку масса и период вращения Нептуна почти такие же, как у Урана, представляется вероятным, что Нептун имел систему спутников, подобную системе спутников Урана (см. разд. 23.8). Захват Тритона и последующая эволюция его орбиты, вероятно, приводили к близким прохождениям Тритона около небольших первоначальных спутников и либо к столкновениям с ними, либо к выбросам их с орбиты. Примером второго из указанных процессов [281] может служить Нереида.
Спутники Марса, Юпитера, Сатурна и Урана, по-видимому, не могли затормозить эти планеты более чем на несколько процентов от величины момента количества движения собственного вращения планет. Например, общий орбитальный момент количества движения всех спутников Юпитера составляет только 1% от момента количества движения собственного вращения Юпитера (см. табл. 2.1.2). Очевидно, это наибольшая величина любого изменения, которое могли вызвать спутники. Как будет показано в гл. 10, действительное влияние было значительно меньше, — вероятно, ничтожно мало.
