Почему Луна удаляется от Земли?
У нашей планеты есть единственный спутник — это Луна. И постепенно это небесное тело становиться все дальше и дальше от Земли. Расстояние между Луной и Землей увеличивается примерно на 3,8 сантиметра в год. Сразу после своего рождения Луна была намного ближе к нашей планете. Ученые оценивают это расстояние в 60 000 километров. Для наглядности напомним, что геостационарные спутники находятся на орбите высотой 35 786 километров.
В те древние времена сутки на Земле длились всего около 5 часов. Но с течением времени вращение нашей планеты стало замедляться. А расстояние до Луны увеличиваться. Почему же так происходит?
Каменноугольный период
350 миллионов лет назад, в эпоху палеозоя, еще до появления динозавров, сутки на Земле длились менее 23 часов. Ученые установили это, изучая окаменелые остатки кораллов. А длительность года составляла 385 дней. В то время Луна находилась на 13 300 километров ближе, чем сейчас. И ее угловые размеры на небе были несколько большими, чем в наши дни.
В будущем сутки на нашей планете будут длиться все больше и больше. Они будут увеличиваться до тех пор, пока Луна и Земля не синхронизируют свои орбиты. Один оборот Земли вокруг своей оси будет равен по времени одному обороту Луны вокруг Земли. Однако это никак не повлияет на нашу планету. Потому что это произойдет уже после того, как Солнце станет красным гигантом. И выживет ли при этом Земля — большой вопрос.
Что же заставляет Луну удаляться?
Причина этого явления кроется в приливной связи между двумя телами. Луна уже приливно заблокирована Землей. Один оборот вокруг своей оси она совершает ровно за то же время, за которое оборачивается вокруг нашей планеты. Именно поэтому мы видим всегда только одну сторону ее поверхности. Однако Земля, пока еще, как было сказано выше, свою орбиту по отношению к Луне не синхронизировала.
Гравитационное притяжение Луны деформирует поверхность нашей планеты. По оси Луна-Земля. Это проявляется не только в океанских приливах, но и в твердой части поверхности нашей планеты. Просто это не так заметно. Приливная кромка поверхности Земли всегда движется в направлении Луны. Это постоянное приливное движение приводит к интересному эффекту. Для того, чтобы система оставалась стабильной, Земля должна замедляться.
Но поскольку угловой момент системы Земля-Луна никуда не исчезает, а Земля замедляет свое вращение, Луне приходится ускоряться. Это приводит к тому, что наш спутник, махая нам заплаканным платочком, улетает в глубокий космос. Стремительно. Со скоростью 3,8 сантиметра в год, как говорилось в начале этой статьи.
И, в конце концов, в результате этого процесса Земля получит скорость вращения, идентичную орбитальному периоду Луны.
Подобные процессы происходят не только здесь
Еще один известный пример подобного процесса — система Плутон-Харон. Оба тела уже находятся на синхронной орбите, поэтому Харон виден только с одной стороны Плутона.
Если же разница в массах между телами, вращающимися вокруг друг друга, очень велика, возникает другое интересное явление: орбитальный резонанс. Самый наглядный пример — вращение Меркурия. Поскольку Солнце намного больше него, вместо того, чтобы находиться на синхронной орбите, Меркурий имеет орбитальный резонанс 3:2 (т. е. вращается 3 раза вокруг своей оси за каждые два оборота вокруг Солнца).
В случае с Сатурном некоторые из его спутников тоже находятся в орбитальном резонансе друг с другом. Титан находится в орбитальном резонансе 3: 4 с Гиперионом (на каждые 3 орбиты Титана вокруг Сатурна, Гиперион делает 4). Ганимед и Европа находятся в орбитальном резонансе с Юпитером с параметрами 1: 2: 4 (то есть на каждые 2 и 4 оборота Юпитера Европа и Ганимед совершают 1 соответственно).
Может ли Луна сбежать от Земли?
Ответ-нет. Как бы ей этого не хотелось. В конце концов Луна настолько удалится от Земли, что деформация силой тяжести не сможет больше влиять скорость вращения нашей планеты. Наш спутник как бы зависнет над одной точкой земной поверхности. И его можно будет наблюдать только с одной стороны Земли. Некоторые астрономы считают, что это произойдет лишь через 50 миллиардов лет. Вряд ли кто-то из нас доживет до этого события…
Источник
Луна может улететь от Земли?
Мы привыкли к тому, что Луна — спутник Земли. Однако будет ли так всегда? По мнению генерального директора Центрального научно-исследовательского института машиностроения Геннадия Райкунова, наше ночное светило может рано или поздно покинуть земную орбиту и стать самостоятельной планетой. В таком случае Земля превратится в безжизненную пустыню…
Райкунов уверяет, что Луна вполне может повторить судьбу Меркурия, который, как предполагается, когда-то был спутником Венеры, но затем «улетел» от нее. После этого условия на Венере стали непригодными для жизни, несмотря на то что это планета земного типа.
«Луна тоже каждый год отходит от Земли, и когда-то, по всей видимости, если не случится обратных процессов, она должна Землю покинуть, — такое заявление сделал директор ЦНИИмаш на проходящем авиасалоне в Бурже. — Не получится ли так, что Земля пойдет по пути Венеры, когда образуются условия, не пригодные для существующих форм жизни — агрессивная атмосфера, огромное давление, парниковый эффект и т.д.?»
По словам ученого, сейчас проводятся космические исследования, которые помогут выяснить, изменятся ли условия жизни на нашей планете, если она утратит свой естественный спутник, и каким образом можно предотвратить худший вариант развития событий.
Геннадия Райкунова уже давно волнует судьба Луны. Ранее он назвал спутник «седьмым континентом» и заявил, что необходимо создать на нем постоянно функционирующую базу, сотрудники которой будут заниматься исследованиями и использованием ресурсов этого небесного тела.
Сейчас Луна движется вокруг Земли по орбите, близкой к эллиптической, против часовой стрелки (если смотреть со стороны Северного полюса) со средней скоростью 1,02 километра в секунду. На самом деле движение нашего естественного спутника представляет собой довольно сложный процесс, на который влияют различные возмущения, обусловленные притяжением Солнца, планет и сплюснутой формой Земли. Насколько же вероятен сценарий развития событий, предложенный Райкуновым?
Научный сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ (ГАИШ) Сергей Попов подтвердил, что Луна действительно удаляется от Земли, но очень медленно — скорость удаления составляет около 38 миллиметров в год. «За несколько миллиардов лет период обращения Луны просто вырастет в полтора раза, и все, — заявил Попов. — Луна не может совсем уйти. Ей негде взять энергию для того, чтобы сбежать».
Другой сотрудник ГАИШ, Владимир Сурдин, добавил, что даже этот процесс удаления Луны от Земли не будет длиться бесконечно: со временем спутник начнет вновь приближаться к нашей планете.
Как утверждает Сурдин, под влиянием солнечных приливов (движения водных масс, вызванного притяжением не Луны, а Солнца. — Ред.) скорость вращения нашей планеты постепенно уменьшается, а скорость удаления спутника будет постепенно снижаться. Примерно через пять миллиардов лет радиус лунной орбиты достигнет максимального значения — 463 тысячи километров, а продолжительность земных суток увеличится до 870 часов.
«Утверждение «Луна может покинуть орбиту Земли и превратиться в планету» неверно, — прокомментировал Владимир Сурдин слова своего коллеги Райкунова. — Солнечные приливы будут продолжать тормозить Землю. Но теперь уже Луна будет опережать вращение Земли, и приливное трение начнет тормозить ее движение. В результате Луна станет приближаться к Земле, правда очень медленно, так как сила солнечных приливов невелика».
Но, даже если представить себе, что Луна больше не является спутником Земли, это еще не превратит нашу планету в подобие безжизненной Венеры, считают ученые. Так, заведующий лабораторией сравнительной планетологии Института геохимии и аналитической химии имени Вернадского РАН Александр Базилевский прокомментировал: «На условиях на поверхности Земли уход Луны мало скажется. Не будет приливов и отливов (они в основном, лунные), и ночи будут безлунными. Переживем».
Не совсем согласны коллеги Райкунова и с его утверждением относительно того, что Меркурий был когда-то спутником Венеры. «Расчеты показали, что это возможно, что, однако, не доказывают, что так оно и было», — заявил Базилевский. К тому же, считает он, развитие Земли и Венеры не может идти одинаковыми путями, так как в венерианской атмосфере наблюдается повышенное содержание тяжелого изотопа водорода — дейтерия.
«Это может быть связано с тем, что на Венере когда-то было сравнительно много воды. При разложении воды в верхних слоях атмосферы на водород и кислород легкий изотоп водорода убегал в космос быстрее тяжелого, и получилась наблюдаемая аномалия, — говорит ученый. — Но не факт, что на поверхности Венеры была жидкая вода, а не пар в атмосфере, то есть не факт, что не было там так же жарко, как сейчас».
Одним словом, опасаться нам пока нечего, и земляне смогут прогуливаться при Луне еще как минимум в течение ближайших пяти миллиардов лет.
Все самое интересное читайте в рубрике «Наука и техника»
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Источник
Почему Луна с каждым годом удаляется от Земли
Единственным спутником Земли является Луна , расстояние до которой составляет около 384.467 км, то есть примерно 30 диаметров нашей планеты. С древних времен люди наблюдали за ней и пытались описать и объяснить движение нашего спутника. Сейчас, благодаря современной науке, ученые смогли сделать точные расчеты, погрешность которых может быть не более нескольких сантиметров.
Рассчитать движение Луны очень сложно, так как нужно учитывать и сплюснутость нашей планеты и влияние на нее Солнца. Ее орбита похожа на медленно раскручивающуюся спираль, и с каждым годом Луна удаляется от Земли.
Происхождение Луны
Мы не можем точно знать, что именно произошло около 4,6 млрд. лет назад, когда, по мнению ученых, появилась Луна. Есть множество гипотез , объясняющих, как возник наш постоянный спутник.
Пока ученые не определились, на какой именно остановиться, но основной считается теория Гигантского столкновения, согласно которой Земля столкнулась с небесным телом, которое назвали Тейей . Удар был под углом, почти по касательной, из-за чего часть этой планеты и часть земной мантии попали на околоземную орбиту, из них и получилась прото-Луна. У этой теории тоже есть недостатки, но считается, что она ближе остальных к истине.
Специалисты до сих пор ломают голову над тем, что произошло миллиарды лет назад. В 2008 году американские ученые пытались восстановить картину прошлого и предположили, около 4 млрд. лет назад произошло столкновение Земли с небесным телом, размером с Марс.
До этого события световой день на нашей планете был не больше 4 часов, а сама она вращалась в противоположную сторону. После столкновения появилась Луна, на Земле зародилась жизнь, вращение нашей планеты, замедлилось, уменьшился угол наклона ее оси, день стал длиннее.
В 2020 году появились сообщения : команда исследователей, в которую входили ученые из разных стран, при помощи компьютерного моделирования смогли установить, что около 4,5 млрд. лет назад наша планета была по форме похожа на картофелину, а не на шар. Когда произошло столкновение с крупным небесным телом, появилась Луна. Она тогда была очень близка к нашей планете и очень сильно на нее влияла.
Ученые утверждают, что в те времена она была в 30 раз ближе к Земле. Из-за этого Земля «проснулась», активизировались вулканы, стал формироваться ландшафт. Около 4,5 млрд. лет назад это расстояние между планетой и ее спутником было всего в 12,5 тыс. км, сутки были короткими, всего 2,5 часа.
Луна удаляется от Земли
Если раньше Луна была к нам так близка, сейчас это расстояние выросло в разы. А все потому, что наш спутник со скоростью около 38 мм в год уже давно начал удаляться от Земли. Так как с момента ее появления прошли миллиарды лет, расстояние значительно увеличилось.
Это происходит из-за приливного ускорения , которое начало действовать сразу после того, как на Земле появились океаны. Из-за массы Луны, находящейся рядом с нами, образуется приливная волна, и, как следствие, немного замедляется вращение планеты. Действует закон сохранения импульса и сохранения энергии, из-за того, вращение Земли немного уменьшается, момент импульса спутника увеличивается, Луна перебирается на другую, более высокую орбиту.
Что же нас ждет дальше? Ученый из Государственного астрономического института им. Штернберга МГУ Владимир Сурдин объяснял, что скорость ухода Луны со временем начнет уменьшаться. Через 5 млрд. лет радиус орбиты спутника станет максимальным – 463 тыс. км (сейчас он около 385 тыс. км), тогда сутки будут длиться 870 часов, т.е. примерно 5 недель.
В это время скорость вращения планеты вокруг оси и Луны по своей орбите могут сравняться. И, несмотря на то, что приливного трения уже не будет, солнечные приливы продолжат влиять на Землю, тормозить ее. После этого Луна очень медленно начнет приближаться к планете. Гипотезу о том, что Луна может удалиться от Земли, ученые не поддерживают, т.к. она противоречит основам небесной механики.
Источник
Может ли Луна улететь от Земли?
Когда люди узнают о том, что Луна медленно отдаляется от Земли (примерно на 4 сантиметра в год) у них часто возникает резонный вопрос: может ли Луна через достаточно большое количество времени полностью оторваться от Земли и перестать быть спутником нашей планеты? Давайте разбираться.
В астродинамике есть такое понятие, как вторая космическая скорость или как еще говорят скорость убегания. Это минимальная скорость, которую нужно достичь, чтобы без дополнительного ускорения улететь с небесного тела. Вторая космическая скорость зависит от массы небесного тела и расстояния до его центра. Так к примеру на поверхности Земли вторая космическая скорость равна 11.2 км/с.
Чтобы понять может ли Луна улететь от Земли нужно рассчитать вторую космическую скорость для орбиты Луны и сравнить ее с реальной скоростью Луны. Опуская расчеты сразу скажу, что скорость убегания для орбиты Луны равна примерно 1.44 км/с, при этом орбитальная скорость Луны равна 1.02 км/с. То-есть Луна с ее текущей скоростью не имеет шансов преодолеть гравитацию Земли и улететь в открытый космос.
Почему Луна отдаляется?
Причина кроется в приливном притяжении Луны. Как известно со времен Ньютона сила притяжения между двумя телами обратно пропорциональна квадрату расстояний между ними. Поэтому сила притяжения Луны действующая на Землю различается в разных частях Земли: больше всего на обращенной к Луне стороне Земли и меньше всего — на противоположной стороне.
На практике это лучше всего проявляется в виде приливов и отливов. Однако поверхность Земли также немного деформируется под влиянием приливных сил Луны. Обращенная к Луне часть Земли немножко вытягивается в сторону Луны (буквально на несколько миллиметров). Эта немного вытянувшаяся в сторону Луны часть Земли в свою очередь действует своей гравитацией на Луну и немного ускоряет ее что и заставляет Луну медленно отдаляться от Земли.
Что будет с Луной дальше?
По мере отдаления Луны от Земли влияние приливных сил Луны на Землю будет становиться все меньше. Как следствие со временем Луна будет отдаляться от Земли каждый год на все меньшее и меньшее расстояние пока наконец примерно через 50 миллиардов лет орбита Луны наконец не стабилизируется и она не прекратит отдаляться от Земли.
Когда это произойдет Луна будет делать полный оборот вокруг Земли за 47 дней (сейчас это занимает 27 дней), а Луна и Земля окажутся в приливном захвате друг друга. На практике это будет означать, что Луна будет всегда находиться над одной и той же стороной Земли.
Впрочем наше Солнце должно превратиться в красного гиганта примерно через 5 миллиардов лет, поэтому скорее всего и Луна, и Земля будут уничтожены Солнцем задолго до того, как орбита Луны вокруг Земли стабилизируется.
Ставьте палец вверх если хотите видеть в своей ленте больше статей о космосе!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник