Луна — спутник Земли всегда повернута только одной стороной
Мало кто из людей часто обращает внимание на то, что с Земли всегда видно только одну сторону Луны. Другая половина Луны была впервые сфотографирована в 1959 году межпланетной автоматической станцией «Луна-3», принадлежавшей СССР.
Человек порой ни разу в жизни, порой даже очень долгой, ни разу так и не задумывается, что естественный спутник нашей планеты имеет и другую сторону, которую так никогда никто и не наблюдал с земной поверхности, поскольку Луна никогда не поворачивается к нам той самой стороной.
Причина, по которой Луна к Земле не поворачивается другой стороной
Ученые еще в древние времена заметили, что с Земли неизменно видна только одна сторона Луны, а другая всегда остается закрытой от наблюдателя на Земле. Астрономы абсолютно точно знают, что вращение Земли и Луны относительно одна другой является синхронным. Этому причиной гравитационное воздействие Земли и Луны друг на друга. Именно с ним связаны так называемые приливы и отливы — подъем и опускание уровня воды в океанах.
Существует такая версия, по которой, учитывая метод гравитационной стабилизации спутников, к Земле обращена наиболее массивная половина спутника нашей планеты. Учитывая, что ее больше приходится на один бок Луны, та всегда повернута к Земле одной стороной, которую и видно с планеты.
Насчет Луны долго бытовали стереотипы, «объясняющие» ее необычное поведение: естественный спутник Земли считали то плоским диском, то телом, имеющим форму груши, то вообще наблюдательным кораблем внеземной цивилизации.
Есть и другая версия, объясняющая, что заставляет Луну всегда поворачиваться одной стороной к Земле. Орбита Луны эллиптическая, а скорость движения равна 3700 километров в час. Расстояние между Землей и ее единственным естественным спутником колеблется в пределах 363-405 тысяч километров.
Ученые, опираясь на эти цифры, вычислили, сколько времени требуется Луне для орбитального движения. Это срок, равный 27,32 суток на планете Земля. Он совпадает с длительностью одного оборота вокруг своей оси. Неудивительно, что наблюдатель, стоящий на Земле, не может увидеть обратную сторону поверхности ее спутника.
История появления первой фотографии другой стороны Луны, и что там можно увидеть
Повторимся, другая половина Луны была впервые сфотографирована в 1959 году межпланетной автоматической станцией «Луна-3», принадлежавшей Советскому Союзу. Ученые, глядя на фотографии, очень удивились, обнаружив, что рельеф той стороны
Луны совсем не похож на то, какова видимая невооруженному глазу часть естественного спутника Земли. По фотографии было видно, что на обратной стороне отсутствовали крупные лунные моря, а вот кратеров было множество.
По мнению ученых, рельеф обеих сторон так различен потому, что когда-то Луна была ближе к нашей планете, чем теперь. Земля долго влияла на свой спутник. В результате на ту сторону, которая повернута к Земле и более массивна, оказывалось более сильной воздействие гравитацией, чем на обратную.
Потому и возникла вулканическая активность, положившая начало лунным морям. По мнению астрономов из США, примерно аналогичные процессы сейчас идут на двух спутниках Юпитера — Европе и Ио.
Обратная сторона Луны
В прошлом году межпланетный зонд «Чанъе-4», созданный в Китае, впервые высадился на обратную сторону спутника Земли. Это значимое событие для всей астрономической науки, ведь раньше никто не мог сделать мягкую посадку на закрытой от глаз наблюдателя стороне Луны.
Итак, китайцы дали миру знания о том, из чего состоит грунт на обратной стороне Луны. Их же заслугой является и то, что человечество имеет фотографии, которые теперь может исследовать международное астрономическое сообщество.
Источник
Почему Луна повернута к Земле одной стороной? Невидимая сторона Луны
Луна — естественный спутник Земли.Таинственная и прекрасная, она с древних времен притягивала взоры астрономов. Уже тогда были подмечены многие ее особенности: смены фаз, время восхода и захода, продолжительность лунного месяца. Заметили древние ученые и постоянность лика ночного светила. Правда, в те времена они не задавались вопросом о том, почему Луна повернута к Земле одной стороной. Для них это было единственно возможное положение, вполне соответствующее бытовавшим поверьям о структуре неба.
Сегодня дела обстоят несколько иначе. Наши представления о движении и взаимодействии космических объектов, подкрепленные многочисленными наблюдениями, сильно отличаются от бытовавших в древние времена. И практически все со школьной скамьи знают, почему Луна повернута к Земле одной стороной.
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.
Приливное ускорение
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».
Солнечные приливы
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. Возможно, 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.
Источник
masterok
masterok Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
Как уже многие успели заметить, к Земле Луна всегда повернута одной и той же стороной. Возникает вопрос: относительно друг друга синхронно ли вращение вокруг своих осей этих небесных тел?
Хотя Луна и вращается вокруг своей оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной, то есть обращение Луны вокруг Земли и вращение вокруг собственной оси синхронизировано. Эта синхронизация вызвана трением приливов, которые производила Земля в оболочке Луны.
Другая загадка: вращается ли Луна вокруг своей оси вообще? Ответ на этот вопрос кроется в разрешении семантической проблемы: кто стоит во главе угла – наблюдатель, находящийся на Земле (в этом случае Луна не вращается вокруг своей оси), или же наблюдатель, находящийся во внеземном пространстве (тогда единственный спутник нашей планеты вращается вокруг своей оси).
Проведем такой несложный эксперимент: начертите два круга одинакового радиуса, соприкасающихся между собой. А теперь представьте их в виде дисков и мысленно прокатите один диск по краю другого. При этом ободы дисков должны непрерывно соприкасаться. Итак, сколько, по вашему мнению, раз обернется вокруг своей оси катящийся диск, совершая полный оборот вокруг статичного диска. Большинство скажет, что один раз. Чтобы проверить это предположение, возьмем две монеты одного размера и повторим эксперимент на практике. И что в итоге? Катящаяся монета дважды успевает повернуться вокруг своей оси, прежде чем сделает один оборот вокруг неподвижной монеты! Удивлены?
С другой стороны, совершает ли вращение катящаяся монета? Ответ на этот вопрос, как и в случае с Землей и Луной, зависит от системы отсчета наблюдателя. Относительно начальной точки касания со статичной монетой движущаяся монета делает один оборот. Относительно же стороннего наблюдателя за один оборот вокруг неподвижной монеты катящаяся монета поворачивается дважды.
Вслед за опубликованием в 1867 году в журнале Scientific American данной задачки о монетах, редакция буквально была завалена письмами от негодующих читателей, которые придерживались противоположного мнения. Они практически сразу провели параллель между парадоксами с монетами и небесными телами (Землей и Луной). Те, кто придерживался точки зрения, что движущаяся монета за один оборот вокруг неподвижной монеты единожды успевает обернуться вокруг собственной оси, были склонны думать о неспособности Луны вращаться вокруг своей оси. Активность читателей относительно данной проблемы настолько возросла, что в апреле 1868 года было объявлено о прекращении полемики на эту тему на страницах журнала Scientific American. Было принято решение продолжить споры в специально посвященном этой «великой» проблеме журнале The Wheel («Колесо»). Один номер, по меньшей мере, вышел. В нем помимо иллюстраций содержались разнообразные рисунки и схемы замысловатых устройств, созданных читателями дабы убедить редакторов в их неправоте.
Различные эффекты, порождаемые вращением небесных тел, могут быть обнаружены при помощи устройств, подобных маятнику Фуко. Если его разместить на Луне, окажется, что Луна, вращаясь вокруг Земли, совершает обороты вокруг собственной оси.
Могут ли эти физические соображения выступить в качестве аргумента, подтверждающего вращение Луны вокруг своей оси вне зависимости от системы отсчета наблюдателя? Как ни странно, но с точки зрения общей теории относительности, вероятно, нет. Можно вообще считать, что Луна и вовсе не вращается, это Вселенная вращается вокруг нее, создавая при этом гравитационные поля подобно Луне, вращающейся в неподвижном космосе. Само собой, Вселенную удобнее принимать за неподвижную систему отсчета. Однако, если мыслить объективно, касаемо теории относительности вопрос о том, действительно ли вращается или же покоится тот или иной объект, вообще бессмысленен. «Реальным» может быть только относительное движение.
Для иллюстрации — представьте себе, что Земля и Луна соединены штангой. Штанга закреплена на обоих сторонах жестко на одном месте. Это ситуация взаимной синхронизации — и с Земли видна одна сторона Луны, и с Луны видна одна сторона Земли. Но у нас не так, так вращаются Плутон и Харон. А у нас ситуация — один конец закреплен жестко на Луне, а другой движется по поверхности Земли. Таким образом с Земли видна одна сторона Луны, а с Луны разные стороны Земли.
Вместо штанги действует сила притяжения. И её «жесткое крепление» вызывает приливные явления в теле, которые постепенно или замедляют, или ускоряют вращение (в зависимости от того, слишком быстро вращается спутник, или слишком медленно).
Некоторые другие тела Солнечной системы тоже уже находятся в такой синхронизации.
Благодаря фотографии мы можем всё-таки видеть больше половины поверхности Луны, не 50% — одна сторона, а 59%. Существует явление либрации — кажущиеся колебательные движения Луны. Вызваны они неправильностями орбит (не идеальные окружности), наклонами оси вращения, приливными силами.
Луна находится в приливном захвате Земли. Приливной захват — ситуация, когда период обращения спутника (Луны) вокруг своей оси совпадает с периодом его обращения вокруг центрального тела (Земли). При этом спутник всегда обращён к центральному телу одной и той же стороной, поскольку он обращается вокруг своей оси за то же время, которое ему требуется, чтобы обернуться по орбите вокруг своего партнёра. Приливный захват происходит в процессе взаимного движения и характерен для многих крупных естественных спутников планет Солнечной системы, а также используется для стабилизации некоторых искусственных спутников. При наблюдении синхронного спутника с центрального тела всегда видна только одна сторона спутника. При наблюдении с этой стороны спутника центральное тело «висит» в небе неподвижно. С обратной же стороны спутника центрального тела никогда не видно.
Факты о луне
На Земле есть лунные деревья
Сотни семян деревьев были привезены на Луну во время миссии «Аполлона-14» 1971 года. Бывший сотрудник американского лесничества (USFS) Стюарт Руза взял семена в качестве личного груза в рамках проекта NASA/USFS.
По возвращении на Землю эти семена прорастили, а полученные лунные саженцы высадили по всей территории Соединенных Штатов, в рамках празднования двухсотлетия страны в 1977 году.
Нет никакой темной стороны
Положите кулак на стол, пальцами вниз. Вы видите его тыльную сторону. Кто-то по другую сторону стола будет видеть костяшки пальцев. Примерно так мы видим Луну. Поскольку она приливно заблокирована по отношению к нашей планете, мы будем всегда видеть ее с одной и той же точки зрения.
Понятие «темной стороны» Луны вышло из популярной культуры — вспомним альбом Pink Floyd 1973 года «Dark Side of the Moon» и одноименный триллер 1990 года — и означает на самом деле дальнюю, ночную, сторону. Ту, которую мы никогда не видим и которая противоположна ближайшей к нам стороне.
На отрезке времени мы видим больше половины Луны, благодаря либрации
Луна движется по своей орбитальному пути и удаляется от Земли (со скоростью порядка одного дюйма в год), провожая нашу планету вокруг Солнца.
Если бы вы смотрели на Луну в приближении по мере ее ускорения и замедления в процессе этого путешествия, вы также увидели бы, что она покачивается с севера на юг и с запада на восток в движении, известном как либрация. В результате этого движения мы видим часть сферы, которая обычно скрыта (порядка девяти процентов).
Впрочем, мы никогда не увидим другой 41%.
Гелий-3 с Луны мог бы решить энергетические проблемы Земли
Солнечный ветер электрически заряжен и время от времени сталкивается с Луной и поглощается породами лунной поверхности. Один из наиболее ценных газов, которые имеются в этом ветре и которые поглощаются породами, это гелий-3, редкий изотоп гелия-4 (который обычно используется для воздушных шариков).
Гелий-3 отлично подойдет для удовлетворения нужд реакторов термоядерного синтеза с последующей генерацией энергии.
Сто тонн гелия-3 могли бы удовлетворить потребности Земли в энергии на год, если верить подсчетам Extreme Tech. Поверхности Луны содержит около пяти миллионов тонн гелия-3, тогда как на Земле его всего 15 тонн.
Идея такова: мы летим на Луну, добываем гелий-3 в шахте, набираем его в баки и отправляем на Землю. Правда, это может случиться очень нескоро.
Есть ли доля правды в мифах о безумии полной луны?
На самом деле нет. Предположение, что мозг, один из самых водянистых органов человеческого тела, испытывает влияние луны, уходят корнями в легенды, которым несколько тысячелетий, еще во времена Аристотеля.
Поскольку гравитационное притяжение Луны управляет приливами земных океанов, а люди состоят на 60% из воды (и мозг на 73%), Аристотель и римский ученый Плиний Старший считали, что Луна должна оказывать похожий эффект на нас самих.
Эта идея породила термин «лунного безумия», «трансильванского эффекта» (который получил широкое распространение в Европе в период средневековья) и «лунного помешательства». Особого масла в огонь подлили фильмы 20 века, связавшие полную луну с психиатрическими расстройствами, автомобильными авариями, убийствами и другими происшествиями.
В 2007 году правительство британского приморского городка Брайтон распорядилось отправлять дополнительные полицейские патрули во время полнолуний (и в зарплатные дни тоже).
И все же наука говорит, что нет никакой статистической связи между поведением людей и полной луной, согласно нескольким исследованиям, одно из которых провели американские психологи Джон Роттон и Айвен Келли. Вряд ли Луна влияет на нашу психику, скорее она просто добавляет света, при котором удобно совершать преступления.
Пропавшие лунные камни
В 70-х годах администрация Ричарда Никсона раздала камни, доставленные с лунной поверхности во время миссий «Аполлон-11» и «Аполлон-17», лидерам 270 стран.
«Мы хотели бы поделиться этими камнями со всеми странами нашего мира», — сказал астронавт «Аполлона-17» Юджин Сернан.
К сожалению, более сотни таких камней оказались пропавшими без вести и, как предполагается, отправились на черный рынок. Работая в NASA в 1998 году, Джозеф Гутхайнц даже провел тайную операцию под названием «Лунное затмение», чтобы положить конец незаконной продаже этих камней.
С чего была вся эта шумиха? Кусочек лунного камня размером с горошину оценивался в 5 миллионов долларов на черном рынке.
Луна принадлежит Деннису Хоупу
По крайней мере он так считает.
В 1980 году, используя лазейку в Договоре ООН о космической собственности 1967 года, согласно которому «ни одна страна» не может претендовать на Солнечную систему, житель Невады Деннис Хоуп написал в ООН и объявил о праве на частную собственность. Ему не ответили.
Но зачем ждать? Хоуп открыл лунное посольство и начал продавать одноакровые участки по 19,99 доллара за каждый. Для ООН Солнечная система является почти такой же, как мировые океаны: за пределами экономической зоны и принадлежащие каждому жителю Земли. Хоуп утверждал, что продал внеземную недвижимость знаменитостям и трем бывшим президентам США.
Непонятно, действительно Деннис Хоуп не понимает формулировки договора или же пытается вынудить законодательные силы сделать правовую оценку своих действий, чтобы разработка небесных ресурсов началась при более прозрачных правовых условиях.
Источник