Почему Земля и Луна расходятся, а двойные черные дыры сближаются?

Согласно принятому ответу на вопрос: движется ли Луна дальше от Земли и ближе к Солнцу? Почему? Луна отступает от Земли, потому что приливные силы и трение приводят к потере энергии.

Однако, согласно веб-сайту LIGO ,

Поскольку две массы вращаются вокруг друг друга, их орбитальные расстояния уменьшаются

поскольку они теряют энергию, излучающую вдохновляющие гравитационные волны .

Почему тела раздвигаются в случае Земли-Луны, но ближе друг к другу в случае черной дыры?

Если оба противоположных явления присутствуют, но в обоих случаях сильнее другое, что определяет судьбу системы?

Вот как приливы отодвигают луну от Земли:

Луна вращается вокруг Земли, и есть разница в гравитационной силе между стороной Земли, ближайшей к Луне, и стороной, удаленной от Луны.

Эта разница в силе приводит к тому, что Земля приобретает овальную форму, а ее длинная ось направлена ​​на Луну.

Но Земля тоже вращается, и это вращение перемещает ось овала вперед, поэтому овал не указывает на луну, а немного впереди нее. Таким образом, на Земле есть шишка, и она постоянно немного перед Луной. У этого удара есть масса, и он притягивает к себе луну, поэтому луна тянется вперед. Луна тянет Землю назад. Таким образом, вращение Земли замедляется, но Луна набирает энергию и движется немного дальше от Земли.

Луна также была замедлена до такой степени, что одна и та же сторона всегда обращена к Земле, и она так и останется запертой.

Гравитационные волны, с другой стороны, подразумевают выброс энергии из бинарной системы, и когда энергия теряется, черные дыры спиральны.

На черных дырах нет приливов, потому что там нет ничего, что можно было бы вытянуть в овальную форму. Горизонт событий не является твердой поверхностью. Масса черной дыры целиком сконцентрирована на сингулярности, нет структуры, которая должна быть деформирована в удар.

Запоздалый ответ, но ни один из существующих ответов должным образом не объясняет это.

Правильное объяснение простое. В ньютоновской механике приливные воздействия делают все объекты на ретроградных орбитах и ​​те объекты на прогрессивных орбитах ниже эквивалента спирали геосинхронного радиуса внутрь. Только объекты, движущиеся по орбите, движутся выше эквивалента геосинхронного радиуса по спирали наружу. Наша Луна вращается около 385000 км, что значительно выше геосинхронного радиуса в 42164 км. Фобос вращается вокруг Марса с большой полуосью 9377 км, значительно ниже ареосинхронного радиуса 20 400 км. В то время как наша Луна движется наружу от Земли, Фобос движется внутрь к Марсу.

Взаимно замкнутые объекты не спиральны ни внутрь, ни наружу в ньютоновской механике. Общая теория относительности немного изменяет эту динамику, заставляя взаимно замкнутые объекты спирально внутрь.

Согласно Википедии, скорость спада Луны от Земли составляет 38,04 мм в год из-за приливных сил. Хорошее описание (с диаграммами) о том, как это происходит, можно найти здесь .

Это работает примерно до 2 нм в год, или на 7 порядков меньше. Итак, да, ожидается, что и приливная рецессия, и орбитальный распад с помощью гравитационных волн будут происходить, но приливная рецессия является гораздо более значительным эффектом.

Другие ответы правы в объяснении, почему приливные силы раздвигают Землю и Луну, но они не раздвигают пару черных дыр. Тем не менее, я думаю, что также необходимо объяснить, почему феномены, делающие две черные дыры по спирали внутрь, не превращают Луну по спирали внутрь Земли.

Фактически каждая пара вращающихся масс излучает гравитационные волны. Разница заключается в том, что только очень большие массы, вращающиеся очень близко друг к другу, создают гравитационные волны, достаточно большие, чтобы существенным образом влиять на эти орбиты масс.

Согласно https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave#Binaries время, за которое пара масс падает друг на друга из-за излучаемых гравитационных волн, составляет:

Давайте включим массы Земли и Луны и их расстояние в это уравнение (все данные взяты из Википедии в единицах СИ):

> G <- 6.674e-11
> r <- 384e6
> mluna <- 7.342e22
> c <- 299792458
> mterra <- 5.97237e24
> (t <- 5/256*c^5/G^3*r^4/(mterra*mluna)/(mterra+mluna))
[1] 1.304925e+33

То есть, если оставить в покое излучение гравитационных волн, Луна упадет на Землю через 1,3 * 10 ^ 33 секунд, что в 4,13 * 10 ^ 25 лет или в 3 * 10 ^ 15 раз больше нынешнего возраста Вселенной. Другими словами, эффект излучения гравитационных волн в движении Земли и Луны настолько мал - особенно по сравнению с другими силами, такими как приливы - что мы не можем абсолютно забыть об этом.

Просто для сравнения, две нейтронные звезды одной солнечной массы, вращающиеся вокруг друг друга на одном и том же расстоянии от Земли и Луны, упадут друг в друга в:

> msol <- 1.9885e30
> (t <- 5/256*c^5/G^3*r^4/(msol*msol)/(msol+msol))
[1] 2.19985e+14

Что составляет всего около 7 миллионов лет, показывая, что изменение массы оказывает большое влияние на результат. Как уже говорилось в начале, гравитационные волны заставляют пары объектов размером с звезду вращаться внутрь, но они не оказывают заметного влияния на спутник, вращающийся вокруг планеты.