La Luna orbita attorno alla Terra da circa 4,5 miliardi di anni, cioè da quando, secondo le teorie più accreditate, il nostro satellite si formò dall'impatto tra la Terra e un proto-pianeta denominato Theia. L'orbita lunare appare così regolare che per millenni molte civiltà hanno misurato lo scorrere del tempo sulla base del suo moto attorno alla Terra. Tuttavia, la scienza moderna ha sovvertito questa regolarità, scoprendo che la Luna si sta allontanando dalla Terra al ritmo di circa 3,8 centimetri all'anno, suppergiù lo stesso ammontare di cui crescono le unghie umane in un anno.
Come abbiamo scoperto che la Luna si allontana dalla Terra
La scoperta dell'allontanamento della Luna dalla Terra è relativamente recente ed è dovuta alle missioni Apollo della NASA, che portarono gli astronauti statunitensi sulla Luna a cavallo tra gli anni '60 e '70. Durante le passeggiate lunari, gli astronauti misero in funzione il cosiddetto Lunar Laser Ranging Experiment, che consisteva nel piazzare sulla superficie della Luna dei retroriflettori, che agiscono un po' come dei catarifrangenti.
Una volta piazzati, gli scienziati sulla Terra poterono (e possono tuttora) sparare dei raggi laser verso questi specchi e misurare il tempo necessario al laser per essere riflesso e tornare sulla Terra. Così facendo, gli scienziati furono in grado di misurare la distanza Terra-Luna in maniera accuratissima, con una precisione al millimetro! Attraverso esperimenti ripetuti negli anni è stato così possibile stimare scoprire che la Luna di sta allontanando da noi di circa 3,8 centimetri all'anno, più o meno la stessa quantità di cui crescono le unghie di un essere umano in un anno.
Conoscendo il tasso di allontanamento, in teoria potremmo ricavare a ritroso il momento in cui la Terra e la Luna avevano distanza zero, che coincide con circa 1,5 miliardi di anni. Si potrebbe quindi supporre che questa sia la data di formazione della Luna, ma la datazione delle rocce lunari suggerisce invece che la Luna ha più o meno la stessa età della Terra, cioè circa 4,5 miliardi di anni. Inoltre, i record geologici suggeriscono anche che il tasso di allontanamento non è stato sempre lo stesso nel corso del tempo. Questa discrepanza indica quindi che l'inizio dell'allontanamento deve essere accaduto in momento successivo alla formazione lunare. I motivi di ciò sono tuttora oggetto di studio da parte degli scienziati.
Perché la Luna si allontana dalla Terra
La Luna esercita una forza di marea sulla Terra: significa che punti diversi della Terra subiscono una attrazione gravitazionale diversa da parte della Luna. Più è lontano un punto dalla Luna, minore sarà la forza gravitazionale percepita. Questo fatto dà origine, tra le altre cose, a un rigonfiamento mareale sulla Terra che causa le maree oceaniche. Ecco perché si chiama "forza di marea"!
La Terra però è in rotazione, per cui anche il rigonfiamento tende a ruotare. Inoltre, anche la Terra esercita una forza di marea sulla Luna. Il rigonfiamento causa quindi una piccola spinta in più nell'orbita lunare e di conseguenza la Luna viene leggermente accelerata in avanti. Se la Luna aumenta la sua velocità di rotazione, è come se stessimo aggiungendo energia e momento angolare (una grandezza fisica che misura la "quantità di rotazione" di un sistema) all'orbita, per cui la Luna si muove verso l'esterno in un'orbita più lontana dalla Terra e con un periodo di rivoluzione maggiore. Ecco quindi che la Luna si allontana da noi!
Quindi perderemo la Luna?
In teoria l'allontanamento della Luna dovrebbe portare alla graduale perdita del legame gravitazionale tra Terra e Luna. Al tasso di allontanamento attuale, perderemmo la luna in circa 50 miliardi di anni. Ma non stiamo tenendo conto del Sole.
Tra circa 5 miliardi di anni, quando la Luna si sarà allontanata di circa 189.000 km al tasso di allontanamento attuale, il Sole si espanderà drasticamente diventando così una gigante rossa. L'espansione del Sole sarà tale che molto probabilmente ingloberà sia la Terra che la Luna, distruggendole completamente. Terra e Luna sono quindi destinate a formare una coppia stabile per tutta la loro vita.
Giorni più lunghi e niente più eclissi totali
Tra le varie conseguenze dell'allontanamento della Luna, due conseguenze sono particolarmente significative. La prima è che la durata del giorno si allunga progressivamente. Le leggi fisiche vogliono che il momento angolare del sistema Terra-Luna rimanga costante. Quindi, man mano la Luna aumenta la sua velocità di rotazione e quindi il suo momento angolare, la Terra per compensare deve perdere momento angolare e di conseguenza diminuir la velocità di rotazione. L'effetto combinato è quindi quello di un allontanamento della Luna dalla Terra e di un aumento della durata del giorno terrestre. Esso ammonta a circa 24 millionesimi di secondo all'anno, per cui sarebbero necessari 1 milione di anni al tasso attuale di allontanamento per allungare la durata del giorno terrestre di 24 secondi.
La seconda conseguenza è che col tempo la Luna tenderà apparirà sempre più piccola nel nostro cielo. Ciò porterà alla scomparsa delle eclissi totali di Sole. Queste sono rese possibili da una coincidenza: attualmente il Sole è circa 400 volte più lontano della Luna dalla Terra, a fronte però di un diametro 400 volte maggiore rispetto alla Luna. Il progressivo allontanamento della Luna modificherà questo fortunato equilibrio, rendendo tra circa 600 milioni di anni la dimensione apparente della Luna inferiore a quella del Sole. Non avremo quindi più eclissi totali, ma solo anulari. Se gli esseri umani dovessero sopravvivere fino ad allora, esisterà quindi una ultima generazione in grado di vedere una eclissi totale di Sole.
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