Школьная Энциклопедия
Nav view search
Navigation
Search
Самая главная загадка Луны заключается в ее происхождении. Мы до сих пор не знаем, откуда взялась Луна. Но гипотез происхождения Луны предостаточно. Давайте рассмотрим их.
О Луне
У Земли есть только один спутник – Луна. Он движется вокруг Земли по орбите на среднем расстоянии от нее в 376 284 км.
Сила тяготения Земли постепенно замедляет вращение Луны вокруг своей оси, так что теперь Луна обходит весь свой путь вокруг Земли точно за такое же время, какое занимает один ее оборот вокруг своей оси. Такое синхронное вращение означает, что мы, глядя на Луну с Земли, всегда видим только одну ее сторону. Обратную сторону Луны удалось увидеть только космонавтам и космическим кораблям.
Поскольку Луна движется вокруг Земли, Солнце освещает различные доли ее поверхности.
Посмотрите на картинку. Вы видите на ней, как выглядит Луна из одной и той же точки Земли, находясь в разных точках своей орбиты: лунный серп, половина лунного диска (первая четверть), прибывающая Луна, полнолуние, убывающая Луна, половина лунного диска (последняя четверть), лунный серп.
Луна имеет очень большой размер относительно Земли. Диаметр Луны на экваторе (в средней части) равен 3475 км, это чуть меньше четверти диаметра Земли. Поэтому некоторые астрономы даже считают, что систему Земля-Луна надо рассматривать как двойную планету.
Но вернемся все-таки к вопросу о происхождении Луны.
Гипотезы о происхождении Луны
Гипотеза первая
На ранних стадиях существования Земли у нее была система колец вроде той, что имеется у Сатурна. Возможно, Луна образовалась из них?
Гипотеза вторая (центробежного разделения)
Когда Земля была еще совсем юной и состояла из расплавленных пород, она вращалась так быстро, что из-за этого растянулась, приобрела форму груши, а затем верхняя часть этой «груши» оторвалась и превратилась в Луну. Эту гипотезу в шутку называют «дочерней».
Гипотеза третья (столкновения)
Когда Земля была молодой, она подверглась удару какого-то небесного тела, размер которого составлял половину размера самой Земли. В результате этого столкновения огромное количество вещества было выброшено в космическое пространство, а впоследствии из него сформировалась Луна.
Гипотеза четвертая (захвата)
Земля и Луна образовались независимо, в разных частях Солнечной системы. Когда Луна проходила близко к земной орбите, она была захвачена гравитационным полем Земли и стала её спутником. Эту гипотезу в шутку называют «супружеской».
Гипотеза пятая (совместного образования)
Земля и Луна образовались одновременно, в непосредственной близости друг от друга (в шутку — «сестринская» гипотеза).
Гипотеза шестая (многих лун)
Несколько маленьких лун были захвачены гравитацией Земли, затем они столкнулись друг с другом, разрушились, и из их обломков образовалась нынешняя Луна.
Гипотеза седьмая (испарения)
Из расплавленной протоземли были выпарены в пространство значительные массы вещества, которое затем остыло, сконденсировалось на орбите и образовало протолуну.
Каждая из этих гипотез имеет свои «за» и свои «против». В настоящее время основной и более приемлемой считается гипотеза столкновения. Рассмотрим ее подробнее.
Гипотеза столкновения
Эта гипотеза была предложена Уильямом Хартманом и Дональдом Дэвисом в 1975 году. По их предположению, протопланета (её назвали Тейя) размером примерно с Марс столкнулась с прото-Землей на ранней стадии её формирования, когда Земля имела примерно 90 % нынешней массы. Удар пришёлся не по центру, а под углом, почти по касательной. В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась прото-Луна и начала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля в результате удара получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения.
Почему именно эта гипотеза о происхождении Луны считается основной? Она хорошо объясняет все известные факты о химическом составе и строении Луны, а также и физические параметры системы Луна-Земля. Первоначально большие сомнения вызывала возможность столь удачного соударения (косой удар, невысокая относительная скорость) такого крупного тела с Землей. Но затем было предположено, что Тейя сформировалась на орбите Земли. Такой сценарий хорошо объясняет и низкую скорость столкновения, и угол удара, и нынешнюю, почти точно круговую орбиту Земли.
Но и у этой гипотезы есть свои уязвимые места, как, впрочем, у каждой гипотезы (ведь ГИПОТЕЗА в переводе с древнегреческого обозначает «предположение»).
Так вот, уязвимость этой гипотезы состоит в следующем: у Луны очень маленькое железо-никелевое ядро — оно составляет всего 2-3 % от общей массы спутника. А металлическое ядро Земли составляет около 30 % массы планеты. Для объяснения дефицита железа на Луне приходится принимать допущение, что ко времени столкновения (4,5 млрд. лет назад) и на Земле, и на Тейе уже выделилось тяжёлое железное ядро и образовалась лёгкая силикатная мантия. Но однозначных геологических подтверждений этому допущению не найдено.
И второе: если бы Луна так или иначе оказалась на орбите Земли в столь далёкое время и после этого не претерпевала существенных потрясений, то на её поверхности, по расчётам, успел бы скопиться многометровый слой оседающей из космоса пыли, что не было подтверждено при посадках космических аппаратов на лунную поверхность.
До 60-х годов XX века главными гипотезами происхождения Луны были три: центробежного отделения, захвата и совместного образования. Одной из главных целей американских лунных экспедиций 1960—1970 годов было найти доказательства одной из этих гипотез. Первые же полученные данные обнаружили серьёзные противоречия со всеми тремя гипотезами. Но во время полётов «Аполлонов» ещё не существовало гипотезы гигантского столкновения . Именно она и является сейчас господствующей.
Источник
Луна и ее особенности
Луна — это единственный спутник Земли. Это второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине спутник в Солнечной системе. Луна является первым и пока единственным внеземным объектом, на котором побывал человек. Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27 суток 7 часов 43 минуты.
Откуда она взялась?
Луна на небе воспринимается нами как нечто привычное и обыденное, а между тем этот космический объект таит в себе массу загадок. Главная тайна спутника Земли — его происхождение.
До того как первые космические аппараты достигли спутника нашей планеты, у исследователей имелись три основные гипотезы возникновения Луны. Первую ученые в шутку называли «дочерней». Ее выдвинул английский астроном и математик Джордж Дарвин (1845-1912), сын автора теории эволюции видов Чарльза Дарвина. Он считал, что Луна — это кусочек Земли, который отделился от нее в те времена, когда она еще вращалась с очень высокой скоростью. Причина отделения — мощная центробежная сила, возникшая в результате стремительного вращения. Этот кусочек остался в пределах притяжения Земли и со временем приобрел круглую форму. Какой же из районов нашей планеты потерял часть себя? Джордж Дарвин считал, что Луна оторвалась из того места, где впоследствии возник Тихий океан.
Вторую теорию остроумные астрономы называют «супружеской». Она заключается в том, что Луна — это самостоятельная планета, образовавшаяся в Солнечной системе. Получилось так, что ее орбита пересеклась с земной, и Земля, как более тяжелая, притянула ее к себе и оставила вращаться вокруг себя.
Третья теория, «сестринская», гласит, что Земля и ее спутник образовались одновременно, из одного пылевого облака. Луна стала спутником из-за меньшей массы.
После того как лунные экспедиции доставили на Землю образцы грунта, астрономы затаили дыхание: какая же из теорий окажется верной? Результаты оказались обескураживающими: ни одна из теорий полностью не объясняла полученные данные. И тогда была выдвинута гипотеза гигантского столкновения . Ее авторы предположили, что Луна образовалась в результате столкновения с Землей планеты большего размера (ее назвали Тейя). Удар произошел по касательной, в итоге на околоземную орбиту была выброшена часть вещества Земли и Тейи. Из них постепенно сформировалась Луна.
В настоящее время самой правдоподобной считается последняя теория, но и у нее есть противники. Возможно, впоследствии появятся новые гипотезы, а может, мы никогда точно не узнаем, откуда же у нашей планеты появился спутник.
Особенности лунного рельефа
Луна вчетверо меньше Земли, а ее масса в 80 раз меньше. Ее диаметр чуть больше четверти земного — 3476 км. Среднее расстояние Луны от Земли — 384 400 км.
Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии (астеносферы) и ядра. Причем атмосфера на ней практически отсутствует. Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью.
Вещество, из которого состоит Луна, очень похоже по составу и плотности на вещество, составляющее мантию Земли. Отсюда и гипотеза гигантского столкновения. Именно при таком развитии событий наиболее вероятно наличие на Луне элементов из среднего слоя Земли.
Впервые астрономы увидели обратную сторону Луны в 1959 году — на фотографиях, сделанных искусственным спутником.
На Луне нет атмосферы, поэтому существуют огромные перепады температуры. Днем поверхность нагревается до 117 °C, ночью остывает до -169 °C. Вода на Луне не обнаружена, хотя есть предположение, что на дне самых глубоких кратеров могут быть остатки льда. Жизнь здесь невозможна из-за крайне неблагоприятных условий.
Каменистая поверхность Луны покрыта кратерами — это следы столкновений нашего космического спутника с кометами, астероидами и метеоритами. Всего же на Луне их великое множество — миллионы. Неудивительно: на Луне нет атмосферы, в которой сгорала бы большая часть небесных тел, как это происходит на Земле. Есть кратеры микроскопических размеров, их обнаруживают даже на камнях, доставленных астронавтами на Землю, а есть огромные. Крупнейшие из них называют бассейнами. Самый большой из лунных кратеров — Герцшпрунг — с Земли не увидишь: он находится на обратной стороне Луны. Его диаметр 591 километр, а это лишь немногим меньше, чем расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга. Но размеры подавляющего количества кратеров куда меньше: от одного до пяти метров.
Как все планеты и их спутники, Луна светит отраженным солнечным светом. Обычно видна та ее часть, которую освещает Солнце. Исключение составляют периоды вблизи новолуния, когда отраженный от Земли свет слабо освещает и темную сторону Луны.
В 1835 году одна из нью-йоркских газет запустила «утку». Была опубликована статья с сообщением «известного астронома», который писал, что сконструировал мощнейший телескоп и увидел на Луне единорогов и крылатых гуманоидов. Читатели поверили!
Фазы Луны
Почему мы не всегда видим Луну полной? Спутник Земли предстает нам в виде серпа или полукруга из-за нюансов солнечного освещения. В новолуние Луна не видна, потому что находится прямо между Солнцем и Землей. Собственного света у нее нет, а солнечный в это время попадает только на другую ее сторону. Когда Луна немного сдвигается, освещается ее видимый нам край, и мы наблюдаем молодой месяц. Постепенно, по мере движения, видимая освещенная часть увеличивается. Когда Луна находится на прямой Луна — Земля — Солнце, мы видим полностью ее освещенную сторону, и наступает полнолуние. Далее все идет в обратном порядке: во второй половине своей орбиты Луна убывает.
Луна вращается вокруг Земли. При разных положениях относительно друг друга Солнца, Земли и Луны мы по-разному видим освещенную половину Луны. Часть ее видимого диска, которая освещена, называется фазой Луны.
У Земли есть такие же фазы, как и у Луны. Но чтобы их увидеть, нужно посмотреть на нашу планету с ее естественного спутника. Тогда будет возможно наблюдение «земного серпа» или «полной Земли»
Затмения
Лунным затмением называют такое астрономическое явление, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землей. Существуют разные варианты лунного затмения: когда тень полностью накрывает Луну — это полное лунное затмение, а когда затемнена лишь часть Луны — частное лунное затмение. Если Луна проходит область полутени, но не входит в тень, происходит полутеневое затмение.
Кто первым облетел вокруг Луны?
Если вы назовёте имена американских астронавтов Бормана, Ловелла и Андерса, первыми из людей обогнувших Луну на космическом корабле серии «Аполлон» в декабре 1968 года, то ошибётесь. Пионерами из живых существ, совершивших облёт вокруг Луны, были. среднеазиатские черепашки .
Их поймали близ космодрома Байконур и поместили в один из автоматических зондов-лунников. После полёта «космонавтки» вернулись на Землю целыми и невредимыми. Это произошло за несколько месяцев до полёта американских астронавтов. Однако из-за того, что космические новости в ту пору засекречивались, об этом любопытном факте стало известно намного позже.
Источник
Как сформировалась Луна?
Ночное небо казалось бы пустым без яркого земного спутника. Но ведь он не всегда был рядом с нами, так? Тогда как появилась Луна и какие существуют гипотезы происхождения?
Многие века ученые и философы размышляли над вопросом: Как сформировалась Луна? Новое понимание роли спутника и места в нашей жизни пришло с моделью Коперника, где в центре системы оказалось Солнце (гелиоцентрическая система).
Первая современная теория именовалась делением. Согласно ей, спутник оторвался от планеты, когда она была раскаленным и расплавленным стремительно вращающимся шаром. Идея продержалась до 1800-х гг.
Была также мысль, что Земля притянула спутник гравитацией, но подобные теории сталкиваются с кучей проблем. Модели показывают, что Луна тогда должна была просто врезаться в нас или же оттолкнуться.
Современная теория формирования Луны
Возможно, ранее земная атмосфера была плотнее и функционировала в качестве тормоза, изменив лунную траекторию. Или же они появились одновременно.
Наиболее популярная теория происхождения Луны заключается в том, что миллиарды лет назад в нашу планету врезалось крупное тело. При ударе в пространство выбросилось огромное количество осадков, которые слились и стали Луной.
Впервые эту идею в 1946 году предложил Реджинальд Дейли. Он противоречил теории Дарвина и говорил, что простой отрыв материала не смог бы установить спутник в нынешней позиции. История с ударом решает множество проблем.
Фотография поверхности Луны, сделанная миссией Аполлон-17
К примеру, почему Луна и Земля отличаются по размеру ядра? После столкновения более легкие внешние планетарные слои отошли к орбите и стали спутником, а плотные вернулись к Земле. Также мы теперь понимаем, почему Луна расположена под наклоном. Если бы они сформировались вместе, то выстроились перед звездой.
Интереснее всего то, что удар привел к созданию двух спутников.
Второй объект был менее устойчивым и однажды просто врезался в заднюю сторону Луны. Именно поэтому она сильнее покрыта кратерными формированиями. Теперь вы больше узнали о происхождении Луны и возможных гипотезах ее появления возле Земли.
Источник