Луна захвачена землей гравитацией

Пленница, пылевое облако или осколок Земли: как родилась Луна

Недавно был обнаружен факт, говорящий в пользу того, что Луна сформировалась в результате «лобового столкновения» Земли и некой протопланеты. Ранее учёные склонялись к тому, что гипотетическая Тейя прошла по касательной. О происхождении нашего спутника ученые спорят долгие века. «Футурист» собрал все возможные сценарии рождения Луны.

Земля и Луна сформировались вместе

В 1755 году Иммануил Кант предположил, что Земля и Луна сформировались вместе, из одного пылевого сгустка. Эта идея впоследствии получила название «гипотеза совместной аккреции». Ее развивали такие серьезные ученые, как Эдуард Рош и Виктор Сафронов, и до полетов «Аполлонов» она входила в «Большую тройку» основных научных гипотез о рождении Луны. Согласно идее коаккреции, вначале из облака пыли сформировался крупный сгусток – зародыш нашей планеты. В процессе формирования прото-Земля стала приобретать всю большую массу и притягивать к себе все больше частиц пыли. Однако вобрать в себя весь пылевой сгусток Земля не смогла, и часть вещества осталась на ее орбите. Из этих остатков и образовалась Луна.

Эта гипотеза единственная из всех объясняет, почему в земной и лунной коре примерно одинаковое соотношение изотопов кислорода. Но если Луна и Земля сформировались примерно в одно время, почему у них разная плотность и разный состав? Сторонники коаккреции пытались объяснить столь малый размер железо-никелевого ядра тем, что частицы вещества на орбите Земли сталкивались и измельчались, а самые тяжелые из них притянула земная гравитация. На орбите осталась лишь легкая пыль, которая собралась в протолунный сгусток. Однако тогда все планетное вещество должно было бы превратиться в пыль. Кроме того, остается непонятным, почему лунная орбита наклонена по отношению к земной, и почему наша планета вращается так быстро.

Луна отделилась от Земли

Эту идею предложил в 1878 году Джордж Дарвин, сын знаменитого Чарльза Дарвина. Он предположил, что молодая Земля вращалась так быстро, что центробежная сила оторвала от нее часть материи. Это вещество попало на земную орбиту и образовало Луну, а огромная дыра, оставшаяся на Земле, впоследствии стала бассейном Тихого океана.

Эта гипотеза объясняет размер Луны, а также ее плотность, которая равна плотности земной мантии. Однако чтобы от Земли оторвался такой большой кусок материи, она должна была бы вращаться в 3–4 раза быстрее, чем сейчас – а скорость вращения нашей планеты и без того феноменальная. Кроме того, Тихий океан образовался всего 70 млн. лет назад, а это слишком мало для образования Луны.

Земля захватила Луну

Американский астроном Томас Джефферсон Джексон Си в 1909 году предположил, что Луна когда-то была самостоятельной планетой Солнечной системы . Однако в результате неких гравитационных изменений ее орбита приняла форму эллипса и пересеклась с земной. При очередном сближении земная гравитация захватила Луну «в плен». Однако вероятность столкновения Луны с Землей в этом случае заметно выше, чем шансы поймать небесное тело на ходу. Также новоявленный спутник мог быть разорван приливными силами. Луна обращается вокруг Земли иначе, чем это делают спутники Юпитера, которые были захвачены его притяжением. И, наконец, эта гипотеза не объясняет одинаковое соотношение изотопов кислорода в земной и лунной коре.

Луна – это кондесат вещества Земли

В 70-е годы XX века западные ученые предположили, что Луна сформировалась в результате испарения части земного вещества. Согласно теории, Земля сильно разогрелась из-за постоянных космических «бомбардировок», и была полностью расплавлена. Часть испарившегося вещества унесло в космос, а тяжелые частицы «сконденсировались» и образовали спутник. Это может объяснить сходство состава земной мантии и лунной коры, однако наклон орбиты и скорость вращения Земли в этой теории не учитываются. Кроме того, считается, что Земля никогда не была полностью расплавлена.

Лун было несколько

В 1960-х годах астрономы Томас Голд и Гордон Макдональд предположили, что Земля захватила несколько пролетавших мимо мелких небесных тел. Орбиты этих «лун» со временем изменились под действием приливных сил, и объекты начали сталкиваться, постепенно сформировав одну большую Луну. Однако у Земли и ее спутника схожее содержание изотопов кислорода в коре, чего эта гипотеза объяснить не способна.

Луна – осколок столкновения двух планет

И это основная теория на сегодня. Ударная гипотеза гласит, что Луна появилась после того, как молодая Земля порядка 4,4 млрд. лет назад столкнулась с другой планетой. Эту протопланету ученые называют Тейя – в честь матери лунной богини Селены в греческой мифологии. Считается, что Тейя была размером с Марс.

По одной из гипотез, Тейя сформировалась на орбите Земли, в одной из точек Лагранжа. Это точка в системе из двух массивных тел (в данном случае, это Земля и Солнце), находясь в которой, третье, очень легкое тело может оставаться неподвижным, если на него не действует ничто, кроме гравитации. Между Тейей и Землей некоторое время сохранялась дистанция – до тех пор, пока Тейя не стала слишком массивной. Протопланета начала постепенно приближаться к Земле, и в результате два небесных тела столкнулись. Сильнейший удар выбил б ольшую часть вещества Тейи и часть земной мантии на околоземную орбиту. Из этих обломков сформировалась Луна. В результате столкновения з емная ось заметно наклонилась, а скорость вращения нашей планеты возросла.

Существует два варианта этого столкновения. В первом Тейя столкнулась с Землей «лоб в лоб», пробила верхние слои и выбросила значительную массу мантии в космос. Другая версия предполагает, что Тейя прошла по касательной – таким образом, Луна должна преимущественно состоять из остатков этого небесного тела. Но в противоположность этому состав Земли и Луны очень похож, вплоть до одинаковых долей изотопов многих металлов и прочих элементов. В 2016 году это обнаружили химики, которые работали с материалами, привезенными с Луны в ходе миссии «Аполлон» . Поэтому сценарий прохождения Тейи по касательной перестал удовлетворять ученых.

Недавно химики обнаружили еще один аргумент в пользу «лобового столкновения». Кун Ван из Гарвардского университета (США) и его коллеги сравнили изотопы калия в лунных и земных породах. Два изотопа, калий-39 и калий-41 должны были содержаться на Луне и на Земле в равных долях, так как это соотношение остается неизменным со времен образования Солнечной системы. Но ученые заметили, что в лунных образцах калия -41 на 0,04% больше, чем в земных. Это навело их на мысль о том, что часть Земли в результате столкновения с Тейей расплавилась. Пока земные породы остывали и превращались в спутник, легкий калий-39 испарялся в космос быстрее, чем его более тяжелый собрат. В результате возникло расхождение в долях изотопов. Это предположение ещё предстоит проверить. Но, возможно, Луна – это, действительно, кусочек Земли?

Источник

Гравитация на Луне

Графическое представление разницы гравитации на Земле и Луне

Гравитация Луны – какая сила гравитации у спутника Земли. Узнайте, сколько человек весит на Луне, сравнение с Землей в фото, первые прыжки астронавтов Аполлона.

Постоянно переживаете по поводу своего веса? Зачем садиться на диету, если можно слетать к Луне, где гравитация намного ниже. Этот объект меньше нас по размеру и массе и фактически ваш вес будет составлять всего 17% от земного.

Лунная гравитация достигает всего 17% от земной. Мы используем такую же силу прыжка, что на Земле, и сможем подняться на 3 м в высоту, зависнув в воздухе на 4 секунды.

Допустим, вы весите 100 кг, а вот на спутнике – всего 17 кг. То есть, сила гравитации на Луне позволит вам прыгать намного выше, если точнее, то 2 метра станут для вас привычным делом. И вы бы стали настоящим Человеком Пауком, потому что падение с высоты дома на Луне напомнит прыжок со стола. Мяч пролетел бы в 6 раз дальше. В общем, на спутнике можно развлечься, так как лунная гравитация отличается от привычной земной.

Когда астронавты впервые ступили на Луну, то им пришлось переучиться ходить. Точнее, они просто смешно прыгали, напоминая кенгуру. Удивительно, но обычный шаг приводит к падениям. И последнее, гравитация на Луне настолько низкая, что при помощи искусственных крыльев, вы смогли бы совершить полет. Разве не круто? Рассмотрите верхний рисунок, чтобы запомнить, как выглядит гравитация Луны и Земли.

Источник

Есть ли гравитация на Луне

Гравитация на Луне существенно слабее, чем на Земле — планете, которую сопровождает этот спутник. С данным обстоятельством и связано отсутствие атмосферы у первого небесного тела. Обладая крайне низкой гравитацией, оно не способно удерживать около себя даже газы. Наличие гравитационного поля у земного спутника подтверждает заснятый на видео эксперимент. В ходе него брошенные астронавтом перо и молоток падают на поверхность одновременно.

Притяжение Луны и Земли

Влияние земной гравитации на лунный ландшафт можно рассмотреть на примере лунных морей. На стороне спутника, обращенной к планете, их существенно больше — они составляют более 30% площади полушария. Для сравнения, на другом полушарии лунные моря занимают 2,5% площади поверхности.

Лунные моря представляют собой относительно ровные участки поверхности небесного объекта, залитые застывшей лавой и покрытые пылью. Скопление их на обращенной к Земле стороне ученые объясняют действием силы земного притяжения. Если бы не приливные силы Земли, то лава распределилась бы по поверхности небесного тела равномерно.

Гравитационные силы Луны оказывают влияние на Землю. В первую очередь сила лунного тяготения сказывается на водных массах.

В науке популярно утверждение, что с этим влиянием связаны морские приливы и отливы:

1. Прилив наблюдается на том полушарии, над которым находится в данный период спутник.
2. Отлив является результатом того, что по мере движения небесных тел влияние гравитации Луны ослабевает.

Научный мир не смущают некоторые парадоксы. Например, влияние Солнца на земную поверхность во много раз больше по сравнению с влиянием спутника. Однако причиной подъема и спада уровня моря считают не его, а Луну.

Неравновесная Луна

Ландшафт видимой с земной поверхности половины Луны существенно отличается от той половины спутника, которая обращена в обратную сторону.

Лунные моря на видимой стороне небесного тела занимают более трети поверхности, а на другой стороне — около 2,5% площади.

Имея более темную окраску, эти участки поверхности спутника отражают существенно меньше солнечной энергии. Значит, та сторона земного спутника, которая видна с поверхности планеты, отражает солнечной энергии намного меньше. Это явление может служить одним из примеров неравновесности 2 полушарий небесного тела.

Аномальная гравитация на Луне

Изучение гравитационного поля небесного тела проводилось посредством регистрации его влияния на орбиты искусственных спутников Луны. Данные, полученные космическими аппаратами «Луна-10» и «Лунар орбитер», не только помогли ответить на вопрос, есть ли гравитация на Луне, но и выявили ее особенности.

Исследования земного спутника показали, что гравитационное поле Луны неоднородно. Исследователи связывают эту особенность с концентрацией в толще лунных морей структур, имеющих высокую плотность. Ученые решили использовать для обозначения таких суперплотных фрагментов термин “масконы”. Высокая плотность этих геологических структур позволяет создавать выраженное возмущение в гравитационном поле земного спутника. Их действие на космические аппараты на лунной орбите способно влиять на курс космических объектов.

В ходе исследований космоса было обнаружено, что масконы и порождаемые ими гравитационные аномалии наблюдаются в тех областях, где располагаются ударные кратеры.

Механизм образования масконов научный мир связывает с накоплением и уплотнением материи космического объекта в той части кратера, которая погружена в мантию небесного тела. Сюда же, способствуя дальнейшему уплотнению, сползают и горные породы со склонов ударной воронки.

Другая теория образования лунных гравитационных аномалий указывает, что в области лунных морей образуется дополнительная сила притяжения. Это происходит в результате аккумулирования этими участками поверхности большего количества солнечный энергии. Ведь плоская, имеющая темный цвет поверхность быстрее и сильнее нагревается от солнечных лучей и гораздо медленнее остывает по сравнению с окружающим лунным грунтом.

Утверждается также, что некоторые из гравитационных аномалий связаны с упавшими и проникшими в лунную кору метеоритами, состоящими из вещества, имеющего высокую плотность.

Источник

Ученые: гравитация Земли вызывает сотрясения на Луне

Интересный факт о силе притяжения на Луне по сравнению с Земным притяжением. Credit: ic.pics.livejournal.com

Лунотрясения

Несмотря на то, что, по сути, Луна — это просто мёртвый кусок скалы с крайне низкой геологической активностью, движения коры случаются и там. Называются они лунотрясениями (по аналогии с землетрясениями).

Существует четыре вида лунотрясений: первые три — глубокие лунотрясения, колебания от ударов метеоритов и тепловые лунотрясения, вызванные солнечной активностью, — относительно безопасны. А вот лунотрясения четвёртого вида могут быть довольно неприятными. Обычно они составляют до 5,5 баллов по шкале Рихтера — этого достаточно, чтобы начали дрожать небольшие объекты. Длятся такие толчки примерно по десять минут. По данным НАСА, такие лунотрясения заставляют нашу Луну «звенеть, как колокол».

Самое пугающее в этих лунотрясениях то, что у нас нет ни малейшего понятия о том, что именно их вызывает. Землетрясения на Земле, как правило, вызваны движением тектонических плит, но на Луне тектонических плит просто нет. Некоторые исследователи думают, что они могут иметь некоторую связь с приливной активностью Земли, которая как бы «тянет» Луну на себя. Однако теория ничем не подкреплена — приливные силы связаны с полнолуниями, а лунотрясения обычно наблюдаются в другое время.

Работы Ньютона

Примечательно, что в трудах Ньютона (1684—1686) гравитационная постоянная в явном виде отсутствовала, как и в записях других ученых аж до конца XVIII-го века.

Исаак Ньютон (1643 — 1727)

Ранее использовался так называемый гравитационный параметр, который равнялся произведению гравитационной постоянной на массу тела. Нахождение такого параметра в то время было более доступно, поэтому на сегодняшний день значение гравитационного параметра различных космических тел (в основном Солнечной системы) более точно известно, нежели порознь значение гравитационной постоянной и массы тела.

Здесь: µ — гравитационный параметр, G – гравитационная постоянная, а M — масса объекта.

А Вы смотрели: Галактика M89

Размерность гравитационного параметра — м3с−2.

Следует отметить тот факт, что значение гравитационной постоянной несколько варьируется даже до сегодняшнего дня, а чистое значение масс космических тел в то время было определить довольно сложно, поэтому гравитационный параметр нашел более широкое применение.

Двойная планета

Большинство людей уверены, что Луна — это спутник. Тем не менее, многие утверждают, что Луна должна быть классифицирована как планета. С одной стороны, она слишком крупная для настоящего спутника — её диаметр равен четверти диаметра Земли, так что Луну можно назвать крупнейшим спутником в Солнечной системе, если учитывать это соотношение. У Плутона, правда, тоже есть спутник под названием Харон, диаметр которого равен половине диаметра самого Плутона. Только вот Плутон больше не считается настоящей планетой, так что Харон мы в расчёт принимать не будем.

Из-за своих больших размеров Луна на самом деле не находится на околоземной орбите. Земля и Луна вращаются друг вокруг друга и вокруг некоей точки в центре между ними. Эта точка называется барицентром, а иллюзия того, что Луна находится на орбите Земли, вызвана тем, что центр тяжести в настоящее время находится внутри земной коры. Именно этот факт и не позволяет классифицировать Землю с Луной как двойную планету, однако в будущем положение может измениться.

Почему же современные корабли летают иначе?

А именно: с сильной перегрузкой на активном участке полета (когда работают двигатели) и с полной невесомостью на орбите? Только из-за необходимости экономить топливо. Самый неэкономичный вариант движения к Луне — это движение с малой постоянной

скоростью. Эту ситуацию можно вообще довести до абсурда: пусть ракета зависнет над Землей неподвижно: в этом случае расход топлива налицо, а продвижение к Луне — нуль!

Наиболее экономичный способ полета — это пушечный выстрел: в этом случае вся энергия, запасенная в топливе, сразу передается кораблю, и не приходится тратить энергию на подъем над Землей еще не сгоревшего топлива. Но это другая крайность: при выстреле из пушки ускорение снаряда будет столь велико, что никакой космонавт, находящийся внутри, не сможет остаться живым.

Сейчас в космонавтике применяется компромиссный вариант: на активном участке полета космонавт подвергается большим перегрузкам, но в пределах допустимых, а затем наступает невесомость до того момента, когда ракета начнет торможение.

Лунный мусор

Всем известно, что человек на Луне был. Но не все знают, что Человек (специально напишем это слово с большой буквы) использовал Луну, как стандартное место для пикника — побывавшие на Луне астронавты оставили там немало мусора. Считается, что на поверхности Луны покоится около 181 437 кг искусственных материалов.

Разумеется, виноваты не только астронавты — специально они не разбрасывали по Луне обёртки от сэндвичей и банановые корки. Большая часть этого мусора осталась от различных экспериментов, космических зондов и лунных роверов, некоторые из которых функционируют до сих пор.

Масконы

a b

Рис. 2. Видимая (a) и обратная (b) стороны Луны. 1-море Дождей, 2-море Ясности, 3-море Кризисов.

Начну с цитаты: «В 1968 году, за год до высадки человека на Луну, американские ученые П.Мюллер и У.Сьегрен исследовали лучевые ускорения ИСЛ Лунар Орбитер-5. Они обнаружили на морях, где обязаны быть отрицательные гравитационные аномалии, в действительности имеются крупные положительные аномалии, которые нельзя объяснить ничем, кроме как концентрацией тяжелых масс. Такие структуры они назвали масконами (mass concentrations). На высоте полета спутника (100 км) гравитационные аномалии достигали 200 мГал и более. В частности, над морем Дождей (1) гравитационная аномалия равна 250 мГал, над морем Ясности (2) – 220 мГал, над морем Кризисов (3) – 130 мГал. [3]. В то же время над Апеннинскими хребтами наблюдается отрицательная гравитационная аномалия -100–120 мГал [4, с. 106]. Протяженность Апеннин более 600 км вдоль юго-восточного берега Моря Дождей, ровные хребты с редкими пересечениями ущелий и долин. Это протяженные и высокие горы, обрамляя берег 15-30 километровыми склонами. Некоторые вершины достигают высоты до 5400 метров, что дает им право называться самыми высокими горами на видимой стороне Луны.

Закон всемирного тяготения на Луне показывает удивительную противоречивость: там, где находятся горные вершины и должны быть большие массы, там гравитационное притяжение слабее, там, где находятся низменности, залитые лавой моря, там притяжение сильнее. Приведу пример из книги М.У. Сагитова, он пишет: «Необычайное образование, – Море Восточное, – отличается от подобных ему масконов на видимой стороне. В центральной части оно имеет положительную аномалию, окруженную кольцом отрицательных аномалий. Своеобразие Моря Восточного могло быть объяснено тем, что это образование находится в высокогорной области вдали от морских образований, а может быть, причиной является и то, что в этой части Луны более тонкая кора». (Конец цитаты) [4, с.109].

Далее автор акцентирует внимание на масконах «интересных образованиях на Луне», которые «представляют собой поверхностные образования типа материальных дисков. Будучи изостатически нескомпенсированными, избыточные массы порядка 800 кг/см2 создают напряжение в верхних слоях лунной коры». Дается ссылка на источник (я ее тоже даю) [5]. Здесь я вижу сомнения автора, который написав данное число, понимает его несуразность, поэтому отсылает читателя куда подальше, по-сути переводит стрелки и умывает руки. Переведем для наглядности, «избыточные массы» масконов в систему СИ и получим 8000000 кг/м2, или 8000 т/м2. Что это за космическое давление (напряжение) на верхний слой коры? Такие давления на Земле-то невозможно получить без специальных прессов, а тут на Луне притяжение в 6 раз меньше чем на Земле, откуда могут возникнуть такие массы, чтобы опустить или поднять орбиту ИСЛ.

Что творит наука, чтобы хоть как-то объяснить лунные гравитационные аномалии в рамках закона всемирного тяготения. Мало того, ранее предполагалось, что эти масконы залегают на глубинах порядка 50 км в виде компактных масс, а сейчас их фактически подняли на поверхность Луны.

Когда намечал план данной статьи, я не планировал долго останавливаться на масконах, т.к. для меня аномальные гравитационные пятна в локальных геологических полях Луны были понятны сразу. По мере изучения материала на данную тему выяснилось, что для ученого мира масконы, как масоны для несведущих людей.

В 2012 году NASA целенаправленно потратила полмиллиарда долларов на изучение и расшифровку этих масконов. 1 января 2012 года на орбиту Луны были выведены два спутника «Ebb» и «Flow» (Прилив и Отлив) под кодовым названием GRAIL (The Gravity Recovery and Interior Laboratory) (Чаша Грааля) (рис. 3) [6]. Спутники двигались вокруг Луны по орбитам на расстоянии от 175 до 225 км друг от друга. Расстояние между спутниками измерялось с высокой точностью. По изменениям расстояния и выявлялись особенности гравитационного поля Луны и ее внутреннее строение.

Целью этой космической миссии было более детально просканировать лунную кору на предмет обнаружения и дальнейшей расшифровки этих масконов.

Спутники GRAIL проработали до декабря 2012 года, после выработки топлива упали на лунную поверхность в районе кратера Гольдшмидт. Полученные данные миссии продолжают обрабатываться и по сей день [6].

Лунная могила

Юджен «Джин» Шумейкер, известный астроном и геолог, в своих кругах является кем-то вроде легенды: он разработал методы научного исследования космического воздействия, а также придумал приёмы, которые астронавты «Аполлонов» использовали для исследования Луны.

Шумейкер сам хотел стать астронавтом, но не смог получить эту работу из-за незначительных проблем со здоровьем. Это оставалось самым большим разочарованием на протяжении всей его жизни, но Шумейкер, тем не менее, продолжал мечтать о том, что когда-нибудь всё же сможет сам посетить Луну. Когда он умер, НАСА выполнили его самое заветное желание и отправили его прах на Луну со станцией «Lunar Prospector» в 1998-м году. Его прах остаётся там, развеянный среди лунной пыли.

Эксперимент Кавендиша

Эксперимент по определению точного значения гравитационной постоянной впервые предложил английский естествоиспытатель Джон Мичелл, который сконструировал крутильные весы. Однако, не успев провести эксперимент, в 1793-м году Джон Мичелл умер, а его установка перешла в руки Генри Кавендишу – британскому физику. Генри Кавендиш улучшил полученное устройство и провел опыты, результаты которых были опубликованы в 1798-м году в научном журнале под названием «Философские труды Королевского общества».

Генри Кавендиш (1731 — 1810)

Установка для проведения эксперимента состояла из нескольких элементов. Прежде всего она включала 1,8-метровое коромысло, к концам которого крепились свинцовые шарики с массой 775 г и диаметром 5 см. Коромысло было подвешено на медной 1-метровой нити. Несколько выше крепления нити, ровно над ее осью вращения устанавливалась еще одна поворотная штанга, к концам которой жестко крепились два шара массой 49,5 кг и диаметром 20 см. Центры всех четырех шаров должны были лежать в одной плоскости. В результате гравитационного взаимодействия притяжение малых шаров к большим должно быть заметно. При таком притяжении нить коромысла закручивается до некоторого момента, и ее сила упругости должна равняться силе тяготения шаров. Генри Кавендиш измерял силу тяготения посредством измерения угла отклонения плеча коромысла.

Установка Генри Кавендиша

Более наглядное описание эксперимента доступно в видео ниже:

Для получения точного значения константы Кавендишу пришлось прибегнуть к ряду мер, снижающих влияние сторонних физических факторов на точность эксперимента. В действительности Генри Кавендиша проводил эксперимент не для того, чтобы выяснить значение гравитационной постоянной, а для расчета средней плотности Земли. Для этого он сравнивал колебания тела, вызванные гравитационным возмущением шара известной массы, и колебания, вызванные тяготением Земли. Он достаточно точно вычислил значение плотности Земли – 5,47 г/см3 (сегодня более точные расчеты дают 5,52 г/см3). Согласно различным источникам, значение гравитационной постоянной, высчитанное из гравитационного параметра с учетом плотности Земли, полученной Кавердишем, составило G=6,754·10−11 м³/(кг·с²), G = 6,71·10−11м³/(кг·с²) или G = (6,6 ± 0,04)·10−11м³/(кг·с²). До сих пор неизвестно, кто впервые получил численное значение постоянной Ньютона из работ Генри Кавердиша.

А Вы смотрели: Шаровое скопление M28

Лунные аномалии

На некоторых снимках, сделанных различными спутниками, видны очень странные вещи на поверхности Луны. Кажется, что на Луне есть искусственные конструкции, размер которых варьируется от совсем крошечных, обычно имеющих форму параллелепипеда, до «обелисков» не менее 1,5 км высотой.

Любители паранормальных явлений даже «нашли» среди этих объектов большой замок, «висящий» высоко над поверхностью Луны. Всё это как будто указывает на развитую цивилизацию, ранее жившую на Луне и якобы построившую сложные структуры.

НАСА никогда не опровергали эти странные теории, несмотря на то, что все снимки, скорее всего, подделаны приверженцами «теории заговора».

Как связана гравитационная постоянная с ускорением свободного падения?

Если сравнить две формулы, одна из которых будет для силы тяжести, а другая для закона тяготения Земли, то можно увидеть простую закономерность. Гравитационная постоянная, масса Земли и квадрат расстояния от центра планеты составляют коэффициент, который равен ускорению свободного падения. Если записать это формулой, то получится следующее:

Причем в ней используются такие обозначения:

Кстати, гравитационную постоянную можно найти и из этой формулы:

Если требуется узнать ускорение свободного падения на некоторой высоте над поверхностью планеты, то пригодится такая формула:

• g = (G х M) : (r + н)2, где н — высота над поверхностью Земли.

Лунная пыль

Одна из самых удивительных и вместе с тем самых опасных вещей на Луне — это лунная пыль. Как всем известно, песок проникает повсюду и на Земле, но пыль на луне — субстанция крайне опасная: она мелкая, как мука, но при этом очень грубая. Благодаря своей текстуре и низкой гравитации она проникает абсолютно куда угодно.

У НАСА были многочисленные проблемы, связанные с лунной пылью: она разрывала ботинки астронавтов почти полностью, проникала внутрь кораблей и скафандров и становилась причиной «лунной сенной лихорадки» у несчастных астронавтов, если те её вдыхали. Считается, что при длительном контакте с лунной пылью любой, даже самый прочный предмет может сломаться.

Да, кстати, эта дьявольская субстанция пахнет, как жжёный порох.

Трудности с низкой гравитацией

Хотя гравитация на Луне равняется только одной шестой от земной гравитации, двигаться по её поверхности — настоящий подвиг. Базз Олдрин говорил, что основать на Луне поселения будет чрезвычайно сложно: ноги астронавтов в громоздких скафандрах утопали в лунной пыли почти на 15 см.

Несмотря на низкую гравитацию, инерция человека на Луне высока, поэтому двигаться быстро или менять направление там сложно. Если астронавты хотели двигаться быстрее, им приходилось изображать из себя неуклюжих кенгуру, что тоже было проблемой, поскольку на Луне полно кратеров и других опасных объектов.

Происхождение Луны

Откуда взялась Луна? Простого и точного ответа нет, но, тем не менее, наука позволяет сделать несколько предположений.

Есть пять основных теорий о происхождении Луны. Теория деления утверждает, что Луна когда-то была частью нашей планеты и отделилась от неё на очень раннем этапе истории Земли — на самом деле Луна как раз могла бы находиться на месте современного Тихого океана. Теория захвата говорит, что Луна просто «скиталась» по Вселенной, пока не была захвачена земной гравитацией. Другие теории гласят, что наш спутник либо сформировался из обломков астероидов, либо остался от столкновения Земли с неизвестной планетой размером с Марс.

Самая достоверная на данный момент теория происхождения Луны называется Теорией Колец: протопланета (планета, которая только формируется) под названием Тейя столкнулась с Землёй, и образовавшееся после этого облако мусора в конечном итоге собралось вместе и превратилось в Луну.

К закону о всемирном тяготении

Ньютон продолжил размышления. Поскольку Земля притягивает Луну, то и она сама должна притягиваться к Солнцу. Причем сила такого притяжения тоже должна подчиняться описанному им закону. А потом Ньютон распространил его на все тела вселенной. Поэтому и название закона включает слово «всемирное».

Силы всемирного тяготения тел определяются как пропорционально зависящие от произведения масс и обратные квадрату расстояния. Позже, когда был определен коэффициент, формула закона приобрела такой вид:

В ней введены такие обозначения:

Формула гравитационной постоянной вытекает из этого закона:

Луна и сон

Влияние Луны и Земли друг на друга невозможно отрицать. Тем не менее, влияние Луны на людей является источником постоянных дискуссий. Многие считают, что полная луна является причиной странного поведения людей, но наука не может дать убедительных доказательств за или против этой теории. Зато наука согласна с тем, что луна может нарушить цикл человеческого сна.

Согласно эксперименту, проведённому в Университете Базеля в Швейцарии, фазы Луны влияют на циклы сна человека строго определённым образом. Хуже всего люди спят, как правило, именно в полнолуние. Эти результаты в полной мере могут объяснить так называемое «лунное безумие»: согласно эксперименту и уверениям многих людей, именно в полнолуние им чаще всего снятся кошмары.

Тектонические разломы

Жесткий отбор: как Голливуд отсеивает тех, кого больше не хочет снимать

Дом преобразился: группа с телевидения сделала ремонт малоимущему мужчине (фото)

Шеф повар ресторана рассказал, какие простейшие блюда должен приготовить каждый

В земной коре существуют зоны субдукции – места, где одна часть тектонической плиты погружается в мантию и уходит под другую часть земной коры. Эти зоны субдукции являются своего рода «слабыми местами» тектонической активности, и именно вблизи от них чаще всего происходят сильные землетрясения.

Исходя из этих данных, группа ученых из Университета Токио предложила следующую гипотезу: поскольку зоны субдукции являются чаще всего глубокими разломами, возможно, гравитационной силы Луны достаточно, чтобы повлиять на расхождение тектонических плит. Даже если приливного захвата Луны может не хватить для инициации движения целой плиты, он может стать причиной небольших трещин, которые, в свою очередь, создают эффект снежного кома и приводят к сильным сотрясениям.

Лунные тени

Когда Нил Армстронг и Базз Олдрин впервые ступили на Луну, они сделали удивительное открытие: тени на Луне гораздо темнее земных теней из-за отсутствия атмосферы. Все лунные тени — абсолютно чёрные. Как только астронавты шагали в тень, они больше не могли видеть собственные ноги, несмотря на ярко пылающий в небе солнечный диск.

Конечно, астронавты смогли приспособиться к этому, но такой контраст между тёмными и светлыми участками поверхности всё же остался проблемой. Астронавты заметили, что некоторые тени — а именно, их собственные — имеют гало. Позже они узнали, что жуткое явление объясняется эффектом оппозиции, при котором у некоторых тёмных теневых зон появляется яркий ореол, при условии, что наблюдатель смотрит на тени под определённым углом.

Тени Луны стали бичом многих миссий «Аполлон». Некоторые астронавты обнаружили, что выполнить задачи по обслуживанию корабля невозможно, потому что они не могли видеть, что делают их руки. Другие же думали, что случайно приземлились в пещере — такой эффект создавался из-за отбрасываемых склонами теней.

Значение гравитационной постоянной

Теперь настал черед конкретных чисел. Поскольку ученые постоянно уточняют это значение, то в разные годы были официально приняты разные числа. К примеру, по данным за 2008 год гравитационная постоянная равна 6,6742 х 10-11 Нˑм2/кг2. Прошло три года — и константу пересчитали. Теперь гравитационная постоянная равна 6,6738 х 10-11 Нˑм2/кг2. Но для школьников в решении задач допустимо ее округление до такой величины: 6,67 х 10-11 Нˑм2/кг2.

Лунный магнетизм

Одна из самых интересных тайн Луны состоит в том, что у Луны отсутствует магнитное поле. Удивительно то, что при этом камни, которые астронавты впервые привезли с Луны на Землю в 1960-х годах, магнитными свойствами обладали. Может, камни имеют инопланетное происхождение? Как они могут обладать магнитными свойствами, если на Луне нет магнитного поля?

За прошедшие годы наука установила, что магнитное поле у Луны когда-то было, но пока никто не может сказать, почему оно исчезло. Существует две основных теории: одна гласит, что магнитное поле исчезло из-за естественных движений железного ядра Луны, а вторая утверждает, что это может быть связано с серией столкновений Луны с метеоритами.

Море Восточное

Рис. 4. Море Восточное [5]

Перейдем к Морю Восточному и его аномалиям. Море Восточное, но это не значит, что оно расположено на востоке. Название морю дал немецкий астроном Юлиус Генрих Франц в 1906 году, однако в 1961 году Международный астрономический союз провел рокировку сторон света на Луне, и море Восточное оказалось на западной окраине видимого полушария Луны. Море Восточное имеет три концентрических горных кольца, окружающих центральную лавовую долину. Этот бассейн (диаметр котловины составляет 960 км) сформировался около 3,8 млрд лет назад в результате столкновения Луны с огромным астероидом. Удар вызвал колебания в лунной коре, в результате чего получились три концентрических окружности [7].

Данный объект астрономы называют «бычий глаз», именно такое сходство отражают фотографии спутниковых снимков. Море Восточное, очередная загадка для астрономов: почему на периферийных кольцах данного бассейна отрицательная гравитационная аномалия, а в центре – положительная. С Морем Восточным астрономы связывают один из крупнейших масконов концентрического строения с хорошо выраженной центральной положительной гравитационной аномалией [8, с. 114].

Для анализа следует присмотреться к двум снимкам (рис.4), на которых Море Восточное предстает в анфас и в профиль. На фотографиях отчетливо видна плоская темная центральная арена и три кольцевых горных массива.

Что представляет собой центральная арена. Пожалуй, она напоминает перевернутую вверх дном старую закопченную сковородку. На снимке сковородка, которая нагревалась на газовых горелках, поэтому ее центр остался не закопченным, это ее отличает от лавовых лунных морей. Мысленно заретушируем ее и представим, что данная сковородка имеет диаметр 500 км и две недели находится под палящими лучами Солнца. Вот здесь сравнение будет более корректным, если сковородка будет стоять над зажженной газовой горелкой.

Лунные моря около своих побережий имеют достаточно толстый слой реголита, но чем дальше от краев, тем тоньше его слой. В центре, предполагаю, что его нет вовсе. Реголит плохо проводит тепло, поэтому предгория прогреваются на небольшую глубину. А вот цирки морей, имея гладкую поверхность, в течение дня прогреваются очень сильно и на значительную глубину. Центральная часть моря, как ледовый каток, слегка прикрытый серой пылью, под которой твердая застывшая базальтовая лава. Такой налет создает прекрасные условия для прогрева солнечными лучами лунной коры.

Центральный цирк интенсивно поглощает и излучает энергию, отсюда и положительная гравитационная аномалия. Периферийные кольцевые горы нагреваются слабее, соответственно, гравитационное притяжение над ними также слабее. Протяженные рукава долин между кольцевыми горами имеют довольно развитую поверхность, засыпанные толстым слоем реголита, поэтому накапливают меньше энергии, по сравнению с основным морем. Следует подчеркнуть еще одну немаловажную деталь в аномальном притяжении Моря Восточного. Как правило, поглощение и, особенно излучение энергии с плоской поверхности, идет по нормали к данной поверхности, а излучение с пересеченной, гористой поверхности происходит спонтанно во всех направлениях, отсюда больше отраженной и рассеянной энергии. Когда спутник пролетает над таким морем, то его орбиту пересекает мощный поток тепловой (гравитационной) энергии с поверхности моря, который заставляет космический зонд нырять вниз. Над хребтовой и горной поверхностью более слабый поток энергии, спутник вновь поднимается вверх.

Резюме: вместо несуществующих масконов выступает электромагнитное излучение в виде крафонов, которые и создают эти положительные аномалии. Такие псевдо масконы – это дополнительный поток гравитационной энергии, вносящий свою лепту в гравитационные отношения между планетой и спутником.

Ученому миру давно известно, что температура поверхности видимого полушария Луны намного выше, чем противоположного полушария. Об этом говорят данные масс-спектрометрических анализов. Объяснение такого феномена сводится к тому, что на видимой стороне большое количество тепловыделяющих элементов (урана и тория), а связано это с вулканической деятельностью [9].

Снова должен не согласиться с заключением ученых. Это сколько же нужно разбросать радиоактивного вещества на видимой стороне, чтобы ее основательно разогреть? Причина разности температур кроется не в радиоактивности, а в разности, полученной от Солнца энергии. Ученые предполагают, что толщина реголита более или менее распределена по поверхности обоих полушарий, но это не так. Я уже отметил ранее, что в центральных областях морей реголита почти нет, что создает прогрев этих районов на большую глубину, отсюда и разница в закаченной энергии. Данное обстоятельство – это еще один штрих, почему Луна спутник, а не планета.

Суммарное действие всех гравитационных эффектов, описанных в данной статье и предыдущей, не позволяют Луне оторваться от Земли. Луна по праву является спутником Земли.

Полученные данные показывают, что области силы тяжести Луны не похожи на земные. Это связано, прежде всего, с тем, что, во-первых, на Земле нет подобных сухих морей, во-вторых, на Земле стабильная температура из-за присутствия плотной атмосферы.

Луна слабо разогревается из ядра, поэтому ее энергия пополняется, в основном, от Солнца и частично от Земли.

Источник