潮汐力は、物体の直径に作用する重力勾配の結果です。これはどの重力場でも観測可能ですが、いくつかの特殊なケースが知られており、特に興味深いものです。
海の潮汐
海の潮汐は、月の引力による海洋塊の大きな動きです。実際、地球の周りの月の動きは、地球の表面で感じる重力を局所的かつ継続的に変化させる傾向があります。これらの変化により、海洋の液体の塊は変形して平衡点に戻ります。月は地球から比較的遠く離れた軌道を公転しており、その質量は非常に小さいため、変化は比較的小さいです。しかし、海洋のように液体であるため容易に変形しやすい塊では、この変化により潮位として知られる水位の変動が生じます。太陽も地球の潮汐に影響を与えることにも注意してください。しかし、地球からの距離が非常に遠いため、その相当な質量が補われてしまい、その影響は月の約 40% にまで減少します。
理論上の潮汐の振幅は赤道付近で約 1メートルですが、実際の値は海洋の地形や海洋の固有周期が約 30時間と比較的長いため、大きく異なります。地球の地殻は約 57 分です)。これは、月が突然消えた場合、海面は 30 時間の周期で振動し、蓄積されたエネルギーが消散するまで徐々に振幅が減少することを意味します (この 30 時間という値は、地球の重力と月の平均深さのみの関数です)。海洋）。月は約 12.42 時間 (地球の共鳴周期の半分) の周期で海洋を刺激するため、複雑な共鳴現象が発生します。その中で最も重要なのは、潮の遅れが平均して 6 時間であるということです (つまり、月が天頂または天底を通過するときに干潮が起こり、一般的な直感とはまったく逆の結果になります)。
大気および陸地の潮汐
海洋の潮汐に加えて、地球の岩石に作用する大気の潮汐と陸地の潮汐もあります。大気の潮汐は無視できる程度であり、一方では天候、もう一方では太陽熱潮汐による、はるかに大きな影響によってかき消されています。地球の地殻は定期的に、しかしほとんど知覚できない程度に月の動きに応じて変形します。地球の潮の満ち引きの振幅は赤道で約 1.5 メートルで、月と同位相であるため、海の潮の満ち引きの明らかな影響が増幅されます。特定の地震の誘発は、月の動きによって地殻のすでに弱くなっている部分にもたらされる追加のストレスに起因すると考えられています。しかし、一部の運命論者の言うことに反して、太陽系内の多くの惑星の配列でさえ、目に見える影響はありません（これも地球からの距離が非常に遠いためです）。
一般的に言えば、巨大な天体の動き（できればほぼ円形の軌道）によって局所重力のこの種の変動を経験するすべての天体に対する潮汐力について話します。これらの力は一般にそれほど敏感ではありませんが、特定の数の場合には、影響がより容易に観察されるような比率になることがあります。
地球と月の系を超えて
エウロパ(木星の衛星の 1 つ) には、表面にかなりの数の亀裂が見られます。これらは、巨大ガス惑星である木星の周りを公転することによってエウロパが受ける継続的な変形の結果であると考えられています。同時に、エウロパがイオの近くを定期的に通過することが、その内部加熱の主な原因であると考えられています（そのため、イオは活火山が観察された唯一の非地球天体となっています）。
厳密に言えば、潮汐力は、物体上の 1 つの場所 (たとえば、月の見える側) で観察される重力と、同じ物体の別の場所 (たとえば、月の見える側) で観察される重力の差です。 ）月から隠されています）。このギャップが物体自体を保持する凝集力に比べて小さい限り、効果は小さいかゼロです。このギャップが変わらない限り、制約は静的です (維持が容易です)。たとえば、月は常に同じ面を地球に向けているため、完全に静的な潮汐力を受けます。少し変形しています（完全な球形ではありません）。さらに、月球の結合力と比較すると弱いままです（影響を受ける地上の海洋とは異なり、継続的に変形しません）。
使用される質量が大きいほど、(直線的に) 効果も大きくなります。実装される距離が短いほど、効果は大きくなります (距離の二乗に反比例)。したがって、天体物理学者は、互いに課す振動の下で共鳴する恒星のカップル（2つの近くの星がお互いの周りを回転する）を観察しました。
しかし、質量が大きくなるほど、古典的な重力理論で現象を定量化することが難しくなります。このようにして、私たちは、働いている力が本当に巨大であり、アルバート・アインシュタインの一般相対性理論による補正がもはや無視できない状況に到達します。ただし、現象は本質的に同じままです。
ブラックホールの場合
最も壮観なケースは、恒星のブラック ホールの周囲を周回する物体のケースです。ブラック ホールの真に天文学的な質量とその小さいサイズにより、物体 (星または惑星) がブラック ホールに非常に近づくことができ、その場合、物体の 2 つの面間の重力の差は巨大になります。このギャップは、少しかさばる体でも潮の力で引き裂かれてしまうほどです。これは、恒星のブラックホールに突入した宇宙船に何が起こるかについての説明に常に付随するコメント、つまり地平線に到達する前に潮汐力によって破壊されるというコメントを説明しています。
ただし、ブラック ホールの外側では、ブラック ホールの質量が増加するにつれて効果が減少することに注意する必要があります。銀河ブラックホールの場合、その質量は数百万の太陽質量で測定され、地平線の半径は、周囲の潮汐力がそこにいる人間に無害になるのに十分な大きさです。
実際、質量Mから距離dに位置するサイズaの物体が受ける潮汐効果の振幅は、重力場の勾配と物体サイズの積として表されます。つまり、次のようになります。
- $$ {g_m \simeq \frac{G M a}{d^3}} $$
ここで、 G はニュートン定数です。人間の場合（ a が1 メートル程度である場合、 g mの耐えられる最大値は地球の重力加速度g程度です（これは、手で吊り下げられた人が 1 メートルの重さになる状況に相当します）質量は約 100 キロ、それを超えると 4 等分されます。
- $$ {\frac{M}{M_T} < \frac{d^3}{a R_T^2}} $$
ここで、 M TとR T は地球の質量と半径に対応します。ブラック ホールの場合、地平線のサイズRは次の式で近似的に求められます。
- $$ {M width=} $$\frac{c^3}{G} \sqrt{\frac{a}{g}}” >
または太陽質量10万個程度です。したがって、銀河ブラックホールのようなより大規模なブラックホールの場合、損傷を受けることなく地平線を通過することが可能です。
