earth_moon_size_distanceПочему Луна повернута к нашей планете одной стороной? Прежде чем ответить на этот вопрос, следует охарактеризовать влияние, которое Луна оказывает на Землю, а именно явление морских приливов. В закрытых морях, как, например, Черном и Средиземном, заметных приливов не наблюдается. Поэтому народы древности, жившие у берегов таких морей, с подобным явлением не встречались.

С этим замечательным явлением природы познакомились воины Александра Македонского в IV веке до нашей эры во время похода в Индию.

Морские приливы состоят из периодических, обычно двух в течение суток (точнее, 21 часов и 50 минут) поднятий и опусканий воды в океане. В открытом океане эти колебания уровня воды невелики и составляют меньше метра. Но у берегов, в зависимости от их очертаний и глубин прибрежных вод, приливы и отливы могут достигать большой высоты. Классическими примерами таких мест служат восточный берег Ла-Манша у Нормандии и устье реки Св. Лаврентия, где колебания уровня поды временами доходят до 14 – 16 метров.


В морях, омывающих территорию России, приливы весьма заметны на Дальнем Востоке и на Мурманском побережье.

В астрономических новостях отмечалось, что поднятие и опускание воды, вызванные приливами, зависят от положения на небе и фаз Луны. Во время новолуний и полнолуний приливы бывают больше, а во время первой и последней четверти Луны меньше. Кроме того, на приливы влияет положение Луны относительно меридиана данного места. Эту на первый взгляд странную зависимость объяснил Ньютон на основании закона всемирного тяготения. После него ряд выдающихся математиков занимался теорией приливов. Особенно много сделал в этом отношении французский математик Лаплас, а затем — сын великого английского натуралиста Джордж Дарвин.

Теперь мы знаем, что приливы вызываются притяжением воды в океанах Луной и в меньшей мере Солнцем.

Земля вращается вокруг оси, но приливные вздутия все время привязаны к Луне невидимыми силами тяготения. В результате приливные волны обегают кругом нашей планеты в направлении, обратном ее вращению, с востока на запад. Вследствие этого происходит трение приливных выступов о дно океана, а также набегание волн на берега материков, препятствующих свободному их распространению. Все это тормозит вращение Земли и удлиняет продолжительность суток.


Математическое исследование приливных сил показывает, что они пропорциональны массе притягивающего тела, в данном случае Луны, и обратно пропорциональны кубу расстояния до нее. Имеются веские аргументы в пользу того, что Луна в далеком прошлом была, по крайней мере частично, в жидком состоянии, иначе нельзя объяснить ее достаточно правильную шарообразную форму. Возможно, что после охлаждения на лунной поверхности в течение некоторого времени существовали моря, и она была окружена атмосферой. В таком случае притяжение Земли вызывало в ее жидкой оболочке приливы, и притом во много раз большей высоты, чем нынешние земные приливы, объясняющиеся притяжением Луны.
Действительно, масса Земли в 81 раз больше массы Луны. Несомненно также, что в то отдаленное время Земля и Луна были друг к другу значительно ближе. К тому же сила тяжести на Луне в шесть раз меньше земной, а это также способствует увеличению высоты приливов. Инерция вращения спутника вследствие его малого объема и плотности гораздо меньше инерции вращения Земли. Поэтому затормозить вращение Луны значительно легче, чем затормозить нашу планету. Наконец, если приливы происходили не в водной оболочке, а в расплавленной магме, то вследствие ее большой вязкости торможение было очень сильным. Приливное трение тормозило вращение Луны до тех пор, пока она не перестала вращаться относительно Земли, то есть пока не оказалась обращенной к нам всегда одной стороной. Приливные выступы застыли на Луне, и, по-видимому, она удлинена в направлении к Земле. Однако, смотря на Луну всегда только «спереди», это установить трудно.

Не только Луна к Земле, но и Меркурий к Солнцу всегда повернут одной стороной и тоже в результате приливов, вызываемых на нем Солнцем. Такое же явление имеет место и у некоторых спутников Юпитера и Сатурна, утративших вращение по отношению к своей планете.

Начало истории


На сегодняшний день одна из тайн, которые Луна упорно не хочет нам открывать, это ее происхождение. Различные исследования, проведенные с целью получить окончательный ответ на этот вопрос, пока породили несколько версий. По одной из них Луна и Земля — сестры, образовавшиеся примерно в одно и то же время из общего протопланетного облака. В пользу этого говорят результаты радиоизотопного анализа, позволившего определить одинаковый возраст двух космических тел. Однако существуют и данные, свидетельствующие о больших различиях в составе нашей планеты и ее спутника. Под стать им выдвигается и версия: Луна образовалась где-то далеко в космосе и, приблизившись к Земле, была ею захвачена. Близка к ней и гипотеза, предполагающая, что притянуты были несколько космических объектов, которые через некоторое время столкнулись и образовали Луну. Наконец, есть и теория, согласно которой наша планета — скорее мать для своего спутника: Луна появилась в результате столкновения Земли с огромным телом. Выбитая часть и стала впоследствии вращаться по орбите вокруг «прародительницы».

Система «спутник — планета»


Как бы там ни было, доподлинно известно лишь то, что Луна — естественный спутник Земли. Согласно астрономическим данным, ночное светило во времена своего образования располагалось гораздо ближе к нашей планете. Более того, оно быстрее облетало Землю и поворачивалось то одной, то другой стороной. Такое положение характерно для начального этапа эволюции системы «спутник — планета». Пример итога развития таких «взаимоотношений» — это Плутон и сопровождающий его Харон. Оба космических тела всегда повернуты друг другу одной стороной, их вращение синхронизировано. Но обо всем по порядку.

Молодая Луна сразу же начала воздействовать на Землю. Выражалось это в формировании приливных волн в недавно появившихся океанах, а также и в коре. У этого воздействия два основных следствия. Во-первых, в результате некоторых особенностей строения Земли и ее вращения приливная волна опережает Луну. Вся масса нашей планеты, заключенная в подобных волнах, в свою очередь, воздействует на спутник, придает ему ускорение, и Луна начинает двигаться быстрее, постепенно удаляясь от Земли. Во-вторых, в этом процессе возникает и противоположно направленная сила, тормозящая движение материков. Как следствие, уменьшается скорость вращения Земли вокруг оси, увеличивается протяженность суток.

Луна удаляется от нашей планеты примерно на 4 см в год. Однако это не вечный процесс, и вероятность потери Землей своего спутника ничтожно мала. Завершится «побег» Луны в тот момент, когда вращение Земли вокруг оси синхронизируется с движением спутника по орбите. В этом случае наша планета будет всегда смотреть на ночное светило одной и той же стороной.

Аналогичный процесс


Легко предположить, что ответ на вопрос о том, почему Луна повернута к Земле одной стороной, связан с подобным же явлением. И действительно, сила тяготения Земли вызывает в недрах спутника аналогичные приливные волны. Поскольку наша планета более массивная, сила ее воздействия гораздо ощутимее. Повинуясь ей, Луна уже давно синхронизировала свое вращение с движением вокруг Земли. В результате появилась всегда доступная для наблюдения и невидимая сторона Луны.

Чуть больше половины

Внимательный астроном-любитель достаточно быстро может обнаружить, что лик ночного светила все же несколько изменяется. Видимая сторона Луны не занимает ровно ее половину. Орбита ночного светила отклоняется от плоскости вращения Земли вокруг Солнца (эклиптики) примерно на 5º. Кроме того, на 1,5º относительно траектории движения Луны смещена ее ось. В результате для наблюдения доступны до 6,5º над и под полюсами спутника. Этот процесс называется либрацией лунной широты. Аналогично происходит колебание долготы спутника. К нему приводит изменение скорости движения Луны в зависимости от расстояния до Земли. Скрытая от глаз часть спутника за счет этого сокращается, а другая сторона Луны, освещенная, увеличивается до 7º долготы. Так и получается, что в общей сложности наблюдать можно до 59% лунной поверхности.

В далеком будущем


Итак, вопрос о том, почему Луна всегда одной стороной смотрит на Землю, находит ответ в особенностях воздействия силы тяготения планеты на спутник. Однако, как было сказано, аналогичный процесс спустя определенное время приведет к тому, что и Земля будет смотреть на ночное светило только одной своей частью, вне зависимости от того, в какой фазе Луна. По расчетам Джона Дарвина, внука основоположника теории эволюции, длительность суток к этому моменту будет равняться пятидесяти привычным нам дням. Расстояние, разделяющее Землю и Луну, увеличится при этом примерно в полтора раза. Это и будет то самое идеальное состояние системы «спутник — планета».

Есть, правда, некоторая вероятность, что Луне никогда не суждено достигнуть достаточного удаления. Причина такой возможности кроется в солнечный приливах. Дневное светило оказывает аналогичное лунному воздействие как на планету, так и на спутник. Если в теоретическое построение будущего двух космических тел включить этот факт, получается, что на определенном расстоянии от Земли Луна снова станет приближаться. У этого сокращения дистанции будут разрушительные последствия. Когда Луна окажется на расстоянии 2,9 радиусов Земли, она будет разорвана на части силами притяжения.

Еще одно «но»

Однако и эта картина может не реализоваться. Дело в том, что по прогнозам, удаление Луны, затем ее приближение и, наконец, гибель займут несколько триллионов лет. За это время может случить катастрофа более серьезного масштаба, по крайней мере для всего живого на планете. Потухнет Солнце, исчерпавшее все запасы звездного топлива. Вслед за этим изменятся и все условия взаимодействия в планетной системе светила.

Исследование


Другая сторона Луны, недоступная непосредственному наблюдению, длительное время представляла собой тайну, в буквальном смысле покрытую мраком. Лишь начало космической эры подарило возможность познакомиться с ней поближе. Первым летательным аппаратом, сфотографировавшим около 70% поверхности скрытой части, была советская «Луна-3». Снимки, переданные на Землю, показали, что рельеф обратной стороны несколько отличен от характера видимой поверхности. Здесь практически отсутствовали равнины морей. Обнаружено было только два подобных образования, впоследствии названные Морем Москвы и Морем Мечты.

Гигантский кратер

В 1965 году к Луне направился космический аппарат «Зонд-3». Он завершил съемку невидимой части спутника. Изображение оставшихся 30% поверхности лишь подтвердили сделанные ранее выводы: поверхность в этой части покрыта кратерами и горами, но морей на ней практически нет.

Наиболее впечатляющими размерами обладает один из кратеров, размещающийся именно на темной стороне Луны. Его протяженность составляет 2250 км, а глубина — 12 км.

Гипотезы


Сегодня тайны обратной стороны Луны во многом разгаданы. Однако человеческому уму свойственно фантазировать о тех вещах и явлениях, которые недоступны непосредственному наблюдению. Потому на просторах интернета легко встретить самые причудливые гипотезы, имеющее отношение ко всей Луне в целом или только к ее скрытой от глаз стороне. Есть предположения об искусственном происхождении спутника, его населенности внеземным разумом и намеренном сокрытии одной из сторон. Встречаются и упоминания о таинственной космической базе, размещенной на темной части спутника. Подобные версии довольно трудно как подтвердить, так и опровергнуть. Насколько бы они ни были правдивы или ложны, в их основе лежит та же причина, что подвигла людей на освоение космоса: надежда найти в безбрежных просторах Вселенной собратьев по разуму, желание прикоснуться к неизведанному.

Однако сегодня достаточно точно известно, почему Луна повернута к Земле одной стороной. Да и предположение об искусственном происхождении не получило сколько-нибудь серьезного продолжения. Ответ на этот вопрос стал столь же очевиден, как и понимание, в какой фазе Луна сегодня и почему. Нельзя, правда, сказать, что мы знаем о земном спутнике все и никаких открытий в будущем не ожидается. Напротив, ночное светило под стать древним божествам, олицетворявшим его, остается таинственным и не спешит делиться секретами. Человечеству еще предстоит узнать немало интересного о спутнике нашей планеты.


зможно, новый этап изучения, начавшийся совсем недавно, принесет плоды уже в ближайшее время. Совершенно точно, что огромное значение в этом смысле имеет реализация некоторых проектов НАСА. Среди них «Аватар», заключающийся в разработке костюма телеприсутствия. Он позволит, находясь на Земле, с помощью роботов проводить эксперименты на Луне. Огромные надежды возлагаются и на проект колонизации, реализация которого выльется в размещение научной базы на спутнике нашей планеты.

Научно-технический форум SciTecLibrary — Почему Луна повернута к Земле всегда одной стороной

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector