Lực thủy triều
Tác động của lực thủy triều

Trong trường hợp một vật thể hình cầu đàn hồi kích thước vô cùng nhỏ, tác động của lực thủy triều là làm biến dạng vật thể mà không làm thay đổi thể tích của nó. Hình cầu này trở thành một ellipxoit với 2 chỗ phồng lên, hướng về và hướng ra xa vật thể gây hấp dẫn. Các vật thể lớn hơn bị biến dạng thành hình trứng (ovoid), và hơi bị ép dẹp xuống, như những gì xảy ra với các đại dương của Trái Đất dưới tác động của Mặt Trăng. Hệ Trái Đất - Mặt Trăng quay xung quanh khối tâm chung của hệ (khối tâm hệ thiên thể), và sức hút hấp dẫn của chúng tạo ra lực hướng tâm cần thiết để duy trì chuyển động này. Đối với người quan sát trên Trái Đất, rất gần với khối tâm hệ thiên thể này, tình huống là Trái Đất như là vật thể 1 chịu tác động hấp dẫn của Mặt Trăng như là vật thể 2. Tất cả các phần của Trái Đất đều chịu tác động của lực hấp dẫn từ Mặt Trăng, làm cho nước trong các đại dương phân bố lại, tạo ra các chỗ phồng lên ở các bên gần nhất và xa nhất với Mặt Trăng.
Khi một vật thể tự quay trong khi chịu tác động của lực thủy triều thì ma sát bên trong nó tạo ra sự hao tán dần dần động năng tự quay của nó dưới dạng nhiệt. Trong trường hợp Trái Đất và Mặt Trăng thì tổn thất động năng tự quay gây ra sự tăng thêm chu kỳ tự quay khoảng khoảng 2 mili giây mỗi thế kỷ. Nếu vật thể đủ gần với vật thể chính của hệ, điều này có thể làm cho chuyển động tự quay bị khóa thủy triều với chuyển động quay trên quỹ đạo, như trong trường hợp của Mặt Trăng. Sấy nóng thủy triều tạo ra các hiệu ứng núi lửa dữ dội trên vệ tinh Io của Sao Mộc. Ứng suất gây ra bởi các lực thủy triều cũng gây ra mô hình chấn động thiên thể chu kỳ đều hàng tháng trên Mặt Trăng.
Các lực thủy triều cũng góp phần vào các hải lưu, điều hòa nhiệt độ toàn cầu bằng việc vận chuyển nhiệt năng tới hai cực. Người ta cũng từng đề xuất rằng ngoài các yếu tố khác thì các biến động phách điều hòa trong lực thủy triều cũng có thể góp phần vào thay đổi khí hậu. Tuy nhiên, cho tới nay người ta vẫn chưa tìm thấy mối liên kết đủ mạnh chứng minh điều này.
Các hiệu ứng thủy triều trở nên đặc biệt rõ ràng khi gần các vật thể nhỏ với khối lượng lớn, như các sao neutron hay các lỗ đen, nơi mà chúng chịu trách nhiệm cho cái gọi là "mì ống hóa" vật chất đang rơi vào. Các lực thủy triều tạo ra thủy triều trên các đại dương của Trái Đất, nơi mà vật thể hấp dẫn chính là Mặt Trăng và ở mức độ nhỏ hơn là Mặt Trời. Các lực thủy triều chịu trách nhiệm cho khóa thủy triều, gia tốc thủy triều và sấy nóng thủy triều. Thủy triều cũng có thể kích hoạt các trận động đất.
Bằng việc sinh ra các dòng chất lưu có tính dẫn điện bên trong Trái Đất, các lực thủy triều cũng ảnh hưởng tới từ trường Trái Đất.
Hình 3: Đồ thị chỉ ra sức hút hấp dẫn từ một vật thể giảm xuống khi khoảng cách tăng lên như thế nào.
Hình 4: Trường vi phân hấp dẫn của Mặt Trăng tại bề mặt Trái Đất (cùng với hiệu ứng vi phân khác nhưng yếu hơn từ Mặt Trời) được biết đến như là lực phát sinh thủy triều. Đây là cơ chế chính dẫn dắt tác động thủy triều, giải thích 2 chỗ phồng đẳng thế thủy triều, và giải thích cho 2 triều cao mỗi ngày. Trong hình này, Trái Đất là hình tròn màu xanh lam ở trung tâm trong khi Mặt Trăng nằm xa bên ngoài phía bên phải. Các hướng ra bên ngoài của các mũi tên ở bên trái và bên phải chỉ ra rằng nơi mà Mặt Trăng hoặc là ở thiên đỉnh hoặc là ở thiên để) thì lực gây nhiễu của nó là ngược lại với lực giữa Trái Đất và đại dương.
Hình 5: Lực thủy triều chịu trách nhiệm cho sự hợp nhất của cặp thiên hà MRK 1034.
Hình 6: Đồ thị minh họa lực thủy triều. Hình trên chỉ ra trường hấp dẫn của một vật thể ở bên phải, hình dưới chỉ ra phần dư còn lại của nó sau khi trường ở trung tâm hình cầu được trừ đi; đó chính là lực thủy triều. Xem Hình 4 để biết thêm chi tiết.
Hình 7: Vành đai Sao Thổ nằm bên trong quỹ đạo các vệ tinh chính của nó. Lực thủy triều ngược lại với sự hợp nhất hấp dẫn của vật chất trong vành đai để tạo thành các vệ tinh.