Jak księżyc porusza się w stosunku do ziemi. Naszym naturalnym satelitą jest księżyc

Księżyc towarzyszy naszej planecie w jej wielkiej podróży kosmicznej od kilku miliardów lat. I pokazuje nam, Ziemianom, z wieku na wiek, zawsze ten sam księżycowy krajobraz. Dlaczego podziwiamy tylko jedną stronę naszego satelity? Czy Księżyc obraca się wokół własnej osi, czy też unosi się nieruchomo w przestrzeni?

Charakterystyka naszego kosmicznego sąsiada

W Układzie Słonecznym znajdują się satelity znacznie większe niż Księżyc. Ganimedes jest na przykład satelitą Jowisza, dwukrotnie cięższym od Księżyca. Ale z drugiej strony jest największym satelitą w stosunku do planety matki. Jego masa wynosi ponad jeden procent masy Ziemi, a średnica około jednej czwartej ziemskiej. Nie ma już takich proporcji w słonecznej rodzinie planet.

Spróbujmy odpowiedzieć na pytanie, czy księżyc obraca się wokół własnej osi, przyglądając się bliżej naszemu najbliższemu kosmicznym sąsiadowi. Zgodnie z przyjętą dziś w kręgach naukowych teorią, nasza planeta pozyskała naturalnego satelitę będąc jeszcze protoplanetą - nie do końca schłodzoną, pokrytą oceanem płynnej, rozżarzonej lawy, w wyniku zderzenia z inną planetą o mniejszych rozmiarach. Dlatego skład chemiczny gleb księżycowych i ziemskich jest nieco inny – ciężkie jądra zderzających się planet połączyły się, dlatego skały ziemskie są bogatsze w żelazo. Księżyc dostał pozostałości górnych warstw obu protoplanet, jest więcej kamienia.

Czy księżyc się obraca?

Mówiąc dokładniej, pytanie, czy księżyc się obraca, nie jest całkowicie poprawne. Rzeczywiście, jak każdy satelita w naszym systemie, obraca się wokół planety macierzystej i wraz z nią krąży wokół gwiazdy. Ale Księżyc nie jest zwyczajny.

Bez względu na to, jak patrzysz na Księżyc, zawsze jest on zwrócony ku nam przez krater Tycho i morze Spokoju. „Czy księżyc obraca się wokół własnej osi?” - z wieku na wiek Ziemianie zadawali sobie pytanie. Ściśle mówiąc, jeśli operujemy w kategoriach geometrycznych, odpowiedź zależy od wybranego układu współrzędnych. Księżyc tak naprawdę nie ma rotacji osiowej względem Ziemi.

Ale z punktu widzenia obserwatora znajdującego się na linii Słońce-Ziemia, obrót osiowy Księżyca będzie wyraźnie zauważalny, a jeden obrót biegunowy będzie trwał równo z orbitalnym do ułamka sekundy.

Ciekawe, że to zjawisko w Układzie Słonecznym nie jest wyjątkowe. Tak więc satelita Plutona Charon zawsze patrzy na swoją planetę z jednej strony, podobnie jak satelity Marsa - Deimos i Fobos.

W języku naukowym nazywa się to rotacją synchroniczną lub wychwytywaniem pływów.

Jaka jest fala?

Aby zrozumieć istotę tego zjawiska i śmiało odpowiedzieć na pytanie, czy księżyc obraca się wokół własnej osi, konieczne jest zdemontowanie istoty zjawisk pływowych.

Wyobraź sobie dwie góry na powierzchni Księżyca, z których jedna „patrzy” bezpośrednio na Ziemię, a druga znajduje się w przeciwległym punkcie kuli Księżyca. Oczywiście, gdyby obie góry nie były częścią jednego ciała niebieskiego, ale niezależnie krążyły wokół naszej planety, ich obrót nie mógłby być synchroniczny, a ten, który jest bliższy, zgodnie z prawami mechaniki newtonowskiej, powinien obracać się szybciej. Dlatego masy kuli księżycowej, znajdujące się w punktach przeciwległych do Ziemi, mają tendencję do „uciekania od siebie”.

Jak Księżyc „zatrzymał się”

Wygodnie jest przeanalizować, jak siły pływowe działają na konkretne ciało niebieskie na przykładzie naszej własnej planety. Przecież my też kręcimy się wokół Księżyca, a raczej Księżyca i Ziemi, jak w astrofizyce przystało, „tańczymy” wokół fizycznego środka masy.

W wyniku działania sił pływowych, zarówno w najbliższym punkcie, jak i najdalej od satelity, podnosi się poziom wody pokrywającej Ziemię. Co więcej, maksymalna amplituda przypływu i odpływu może osiągnąć 15 metrów lub więcej.

Inną cechą tego zjawiska jest to, że owe „garby” pływowe każdego dnia wyginają się wokół powierzchni planety wbrew jej rotacji, tworząc tarcie w punktach 1 i 2, a tym samym powoli zatrzymują Ziemię w jej obrocie.

Wpływ Ziemi na Księżyc jest znacznie silniejszy ze względu na różnicę w masie. I chociaż na Księżycu nie ma oceanu, siły pływowe działają równie dobrze na skały. A efekt ich pracy jest oczywisty.

Czy księżyc obraca się wokół własnej osi? Odpowiedź brzmi tak. Ale ta rotacja jest ściśle związana z ruchem wokół planety. Siły pływowe na przestrzeni milionów lat wyrównały obrót osiowy Księżyca z orbitą.

A co z Ziemią?

Astrofizycy argumentują, że bezpośrednio po wielkiej kolizji, która spowodowała powstanie Księżyca, obrót naszej planety był znacznie większy niż obecnie. Dzień trwał nie więcej niż pięć godzin. Jednak w wyniku tarcia fal pływowych o dno oceanu, rok po roku, tysiąclecie po tysiącleciu, rotacja uległa spowolnieniu i dzień dzisiejszy trwa już 24 godziny.

Średnio każde stulecie dodaje do naszych dni 20-40 sekund. Naukowcy zakładają, że za kilka miliardów lat nasza planeta będzie patrzeć na Księżyc w taki sam sposób, jak na niego Księżyc, czyli z jednej strony. To prawda, że ​​najprawdopodobniej tak się nie stanie, ponieważ jeszcze wcześniej Słońce, zamieniając się w czerwonego olbrzyma, „połknie” zarówno Ziemię, jak i jej wiernego towarzysza - Księżyc.

Nawiasem mówiąc, siły pływowe dają Ziemianom nie tylko wzrost i spadek poziomu oceanu światowego na równiku. Działając na masy metali w jądrze Ziemi, deformując gorące centrum naszej planety, Księżyc pomaga utrzymać ją w stanie płynnym. A dzięki aktywnemu płynnemu rdzeniowi nasza planeta posiada własne pole magnetyczne, które chroni całą biosferę przed śmiercionośnym wiatrem słonecznym i śmiercionośnym promieniowaniem kosmicznym.

Mówi się, że Księżyc jest satelitą Ziemi. Znaczenie tego jest takie, że Księżyc towarzyszy Ziemi w jej ciągłym ruchu wokół Słońca - towarzyszy jej. Podczas gdy Ziemia krąży wokół Słońca, Księżyc krąży wokół naszej planety.

Ruch Księżyca wokół Ziemi można ogólnie wyobrazić sobie w następujący sposób: wtedy znajduje się on po tej samej stronie, z której widoczne jest Słońce, i w tym czasie porusza się niejako w kierunku Ziemi, pędząc po swojej drodze wokół Słońca : potem przesuwa się na drugą stronę i porusza się w tym samym kierunku, w którym pędzi nasza ziemia. Ogólnie Księżyc towarzyszy naszej Ziemi. Ten rzeczywisty ruch Księżyca wokół Ziemi może być łatwo zauważony w krótkim czasie przez każdego cierpliwego i uważnego obserwatora.

Właściwy ruch księżyca wokół ziemi wcale nie polega na tym, że wschodzi i zachodzi lub wraz z całym gwiaździstym niebem porusza się ze wschodu na zachód, z lewej na prawą stronę. Ten pozorny ruch Księżyca następuje z powodu dziennej rotacji samej Ziemi, czyli z tego samego powodu, dla którego wschodzi i zachodzi Słońce.

Jeśli chodzi o własny ruch Księżyca wokół Ziemi, odbija się on na czymś innym: Księżyc wydaje się pozostawać w tyle za gwiazdami w ich pozornym codziennym ruchu.

Rzeczywiście: zwróć uwagę na niektóre gwiazdy w widocznej bliskiej odległości od Księżyca danego wieczoru swoich obserwacji. Zapamiętaj dokładną pozycję księżyca w stosunku do tych gwiazd. Następnie spójrz na księżyc kilka godzin później lub następnego wieczoru. Będziesz przekonany, że księżyc pozostaje w tyle za gwiazdami, które zauważyłeś. Zauważysz, że gwiazdy, które były od Księżyca po prawej stronie, są teraz dalej od Księżyca, a Księżyc zbliżył się do gwiazd po lewej stronie, a im bliżej, tym więcej czasu minęło.

To wyraźnie wskazuje, że Księżyc, najwyraźniej poruszając się dla nas ze wschodu na zachód, z powodu obrotu Ziemi, jednocześnie powoli, ale miarowo porusza się wokół Ziemi z zachodu na wschód, dokonując pełnego obrotu wokół Ziemi w około miesiąc.

Odległość tę łatwo sobie wyobrazić, porównując ją z widoczną średnicą księżyca. Okazuje się, że w ciągu godziny Księżyc przechodzi na niebie odległość w przybliżeniu równą swojej średnicy, aw ciągu dnia - po łuku równym trzynastu stopniom.

linia przerywana pokazuje orbitę Księżyca, ową zamkniętą, prawie okrągłą ścieżkę, po której w odległości około czterystu tysięcy kilometrów Księżyc okrąża Ziemię. Nie jest trudno określić długość tej ogromnej ścieżki, jeśli znamy promień orbity Księżyca. Obliczenia prowadzą do następującego wyniku: orbita Księżyca wynosi około dwóch i pół miliona kilometrów.

Nie ma nic prostszego, aby teraz uzyskać interesującą nas informację o prędkości Księżyca wokół Ziemi. Ale w tym celu * musimy dokładniej znać okres, w którym Księżyc będzie przebiegał przez całą tę ogromną ścieżkę. Zaokrąglając, możemy zrównać ten okres z miesiącem, to znaczy w przybliżeniu uznać go za siedemset godzin. Dzieląc długość orbity przez 700 możemy ustalić, że Księżyc pokonuje odległość około 3600 km na godzinę, czyli około jednego kilometra na sekundę.

Ta średnia prędkość ruchu Księżyca pokazuje, że Księżyc nie porusza się wokół Ziemi tak wolno, jak mogłoby się wydawać z obserwacji jego przemieszczania się wśród gwiazd. Wręcz przeciwnie, Księżyc szybko pędzi po swojej orbicie. Ale ponieważ widzimy Księżyc w odległości kilkuset tysięcy kilometrów, ledwo zauważamy jego szybki ruch. Podobnie obserwowany przez nas z daleka pociąg kurierski wydaje się ledwie się poruszać, podczas gdy z niezwykłą prędkością mija bliskie obiekty.

Aby uzyskać dokładniejsze obliczenia prędkości księżyca, czytelnicy mogą skorzystać z następujących danych.

Długość orbity Księżyca wynosi 2414 000 km. Okres obiegu Księżyca wokół Ziemi wynosi 27 dni 7 godzin. 43 minuty 12 sek.

Czy żaden z czytelników nie pomyślał, że w ostatnim wierszu była literówka?Niedługo wcześniej (s. 13) powiedzieliśmy, że cykl faz księżycowych ma miejsce w 29,53 lub 29% dnia, a teraz my wskazują, że pełny obrót Księżyca wokół Ziemi następuje w ciągu dnia 27g/h.Jeżeli wskazane dane są poprawne, to jaka jest różnica?Porozmawiamy o tym nieco dalej.

LIBRACJA KSIĘŻYCA: Księżyc dokonuje pełnego obrotu wokół Ziemi w ciągu 27.32166 dni. Dokładnie w tym samym czasie dokonuje rewolucji wokół własnej osi. Nie jest to przypadkowy zbieg okoliczności, ale wynika to z wpływu Ziemi na jej satelitę. Ponieważ okres obrotu Księżyca wokół własnej osi i wokół Ziemi jest taki sam, Księżyc musi być zawsze skierowany w stronę Ziemi jedną stroną. Istnieją jednak pewne nieścisłości w obrocie Księżyca i jego ruchu wokół Ziemi.

Obrót Księżyca wokół własnej osi przebiega bardzo równomiernie, ale jego prędkość obrotu wokół naszej planety zmienia się w zależności od odległości od Ziemi. Minimalna odległość Księżyca od Ziemi wynosi 354 tys. km, maksymalna to 406 tys. km. Punkt orbity księżycowej najbliżej Ziemi nazywa się perygeum od „peri” (peri) - wokół, około (blisko i „re” (ge) - ziemia], punkt maksymalnej odległości - apogee [z greckiego. „Apo” (aro) – nad, nad i „re”. W bliższych odległościach od Ziemi prędkość orbity Księżyca wzrasta, więc jego obrót wokół własnej osi „opóźnia się”. W efekcie niewielka część dalsza strona Księżyca, jego wschodnia krawędź, staje się dla nas widoczna. w drugiej połowie swojej orbity okołoziemskiej Księżyc zwalnia, w wyniku czego „pędzi” trochę, aby obrócić się wokół własnej osi, a my widzi niewielką część swojej drugiej półkuli z zachodniego krańca. Wydaje się, że powoli oscyluje wokół własnej osi, najpierw przez dwa tygodnie w kierunku wschodnim, a potem taką samą ilość na zachodzie. (To prawda, takie obserwacje są praktycznie utrudnione przez fakt, że zwykle część powierzchni księżyca jest przesłonięta przez Ziemię - wyd.) Przez jakiś czas oscylujemy również wokół pozycji równowagi. Po łacinie łuski to „libra” (waga), dlatego pozorne oscylacje księżyca, spowodowane nierównomiernością jego ruchu po orbicie wokół ziemi z równomiernym obrotem wokół własnej osi, nazywamy libracją księżyca. Libracje Księżyca zachodzą nie tylko w kierunku wschód-zachód, ale także północ-południe, ponieważ oś obrotu Księżyca jest nachylona do płaszczyzny jego orbity. Następnie obserwator widzi niewielką część przeciwnej strony księżyca w rejonach jego bieguna północnego i południowego. Dzięki obu rodzajom libracji prawie 59% powierzchni Księżyca można zobaczyć (nie jednocześnie) z Ziemi.

GALAKTYKA

Słońce jest jedną z wielu setek miliardów gwiazd zebranych w gigantycznej gromady soczewkowej. Średnica tej gromady jest około trzy razy większa od jej grubości. Nasz układ słoneczny znajduje się w jego zewnętrznej cienkiej krawędzi. Gwiazdy są jak pojedyncze punkty świetlne rozproszone w otaczającej ciemności odległej przestrzeni. Ale jeśli spojrzymy wzdłuż średnicy soczewki zgromadzonej gromady, możemy zobaczyć niezliczone inne gromady gwiazd, które tworzą wstęgę migoczącego, miękkiego światła, która rozciąga się na całym niebie.

Starożytni Grecy wierzyli, że tę „ścieżkę” na niebie tworzą krople rozlanego mleka i nazywali ją galaktyką. „Galakticos” (galakticos) Greckie mleko mleczne od „galaktos” (galaktos), co oznacza mleko. Starożytni Rzymianie nazywali ją „via lacttea”, co dosłownie oznacza Drogę Mleczną. Gdy tylko rozpoczęły się regularne przeglądy teleskopowe, wśród odległych gwiazd odkryto mgławicowe gromady. Angielscy astronomowie, ojciec i syn Herschel, a także francuski astronom Charles Messier, byli jednymi z pierwszych, którzy odkryli te obiekty. Nazywano je mgławicami od łacińskiej mgławicy mgławicy. To łacińskie słowo zostało zapożyczone z języka greckiego, po grecku „nephele” (nephele) oznaczało także chmurę, mgłę, a bogini chmur nazywała się Nefela. Wiele z wykrytych mgławic okazało się być obłokami pyłu, które pokryły części naszej Galaktyki, blokując przed nimi światło.

Oglądane wyglądały jak czarne przedmioty. Jednak wiele „chmur” znajduje się daleko poza galaktyką i jest skupiskami gwiazd tak dużych, jak nasz kosmiczny „dom”. Wydają się małe tylko ze względu na dzielące nas gigantyczne odległości. Najbliższa nam galaktyka to słynna mgławica Andromeda. Takie odległe gromady gwiazd są również nazywane mgławicami pozagalaktycznymi „extra” (extra) po łacinie oznacza przedrostek „out”, „over”. Aby odróżnić je od stosunkowo niewielkich formacji pyłowych wewnątrz naszej Galaktyki. Istnieją setki miliardów takich mgławic pozagalaktycznych - galaktyk, jak teraz mówimy o galaktykach w liczbie mnogiej. Co więcej, ponieważ galaktyki same tworzą gromady w przestrzeni kosmicznej, mówimy o galaktykach galaktyk.

GRYPA

Starożytni wierzyli, że gwiazdy wpływają na losy ludzi, więc istniała nawet cała nauka, która była zaangażowana w ustalenie, jak to robią. Mowa oczywiście o astrologii, której nazwa pochodzi od greckich słów „aster” (aster) – gwiazda i „logos” (logos) – słowo. Innymi słowy, astrolog „mówi o gwiazdach”. Zwykle „-logia” służy jako nieodzowny składnik w nazwach wielu nauk, ale astrologowie tak bardzo zdyskredytowali swoją „naukę”, że dla prawdziwej nauki o gwiazdach musieli znaleźć inny termin: astronomia. Greckie słowo „nemein” (nemein) oznacza rutynę, wzór. Astronomia jest więc nauką, która „porządkuje” gwiazdy, badając prawa ich ruchu, występowania i wymierania. Astrologowie wierzyli, że gwiazdy emitują tajemniczą siłę, która spływając na Ziemię kontroluje losy ludzi. Po łacinie wlać, spuścić, przeniknąć - „wpływ” (influere), tego słowa używano, gdy chcieli powiedzieć, że gwiezdna moc „wlewa się” w człowieka. W tamtych czasach nie znali prawdziwych przyczyn choroby i całkiem naturalne było usłyszeć od lekarza, że ​​choroba, która odwiedziła osobę, była konsekwencją wpływu gwiazd. Dlatego jedną z najczęstszych chorób, którą dziś znamy jako grypę, nazwano grypą (dosłownie – wpływ). Ta nazwa narodziła się we Włoszech (wł. Influenca).

Włosi zwrócili uwagę na związek między malarią a bagnami, ale pominęli komara. Dla nich był tylko małym irytującym owadem; prawdziwą przyczynę widzieli w miazmie złego powietrza nad bagnami (było ono niewątpliwie „ciężkie” ze względu na zwiększoną wilgotność i wydzielane przez gnijące rośliny gazy). Włoskie słowo oznaczające coś złego to „mala”, więc złe, ciężkie powietrze (aria) nazwano „malarią”, która ostatecznie stała się ogólnie przyjętą nazwą naukową dobrze znanej choroby. Dziś w języku rosyjskim nikt oczywiście nie nazwie grypy grypą, chociaż w języku angielskim nazywa się to tak, że w mowie potocznej jest najczęściej skracany do skrótu „grypa” (grypa).

Peryhelium

Starożytni Grecy wierzyli, że ciała niebieskie poruszają się po orbitach, które są idealnymi okręgami, ponieważ okrąg jest idealną krzywą zamkniętą, a same ciała niebieskie są idealne. Łacińskie słowo „orbita” (orbita) oznacza tor, drogę, ale powstaje z „orbis” - koła.

Jednak w 1609 roku niemiecki astronom Johannes Kepler udowodnił, że każda planeta porusza się wokół Słońca po elipsie, której jednym z ognisk jest Słońce. A jeśli Słońce nie znajduje się w środku okręgu, to planety w niektórych punktach swoich orbit zbliżają się do niego bardziej niż w innych. Punkt orbity ciała niebieskiego krążącego wokół niego, najbliższy Słońcu, nazywany jest peryhelium.

W języku greckim „peri-” (peri-) jest częścią złożonego słowa oznaczającego około, a „hellos” (hellos) to słońce, więc perihelion można przetłumaczyć jako „blisko słońca”. W podobny sposób Grecy zaczęli nazywać punkt największej odległości ciała niebieskiego od Słońca „aphelios” (arheliki). Przedrostek „apo” (aro) oznacza z dala, od, dlatego to słowo można przetłumaczyć jako „z dala od słońca”. W przekazie rosyjskim słowo „apgelios” zamieniło się w aphelium: łacińskie litery p i h są czytane obok siebie jako „f”. Eliptyczna orbita Ziemi jest zbliżona do idealnego okręgu (tu Grecy mieli rację), więc różnica między peryhelium a aphelium Ziemi wynosi tylko 3%. W podobny sposób powstały terminy dla ciał niebieskich opisujące orbity wokół innych ciał niebieskich. Tak więc Księżyc krąży wokół Ziemi po orbicie eliptycznej, podczas gdy Ziemia znajduje się w jednym z jego ognisk. Punkt, w którym Księżyc najbardziej zbliżył się do Ziemi, nazwano perygeum „re”, (ge) po grecku Ziemią, a punkt znajdujący się w największej odległości od Ziemi – apogeum. Astronomowie znają gwiazdy podwójne. W tym przypadku dwie gwiazdy krążą po eliptycznych orbitach wokół wspólnego środka masy pod działaniem sił grawitacyjnych, a im większa masa gwiazdy towarzyszącej, tym mniejsza elipsa. Punkt najbliższego zbliżenia obracającej się gwiazdy do gwiazdy głównej nazywany jest periastronem, a punkt największej odległości to apoastron z języka greckiego. „Astron” to gwiazda.

Planeta - definicja

Nawet w czasach starożytnych człowiek nie mógł nie zauważyć, że gwiazdy zajmują stałą pozycję na niebie. Poruszali się tylko w grupie i wykonywali tylko niewielkie ruchy wokół pewnego punktu na północnym niebie. To było bardzo daleko od punktów wschodu i zachodu słońca, gdzie Słońce i Księżyc pojawiały się i znikały.

Każdej nocy nastąpiła niezauważalna zmiana w całym obrazie gwiaździstego nieba. Każda gwiazda wschodziła 4 minuty wcześniej i zachodziła 4 minuty wcześniej niż poprzedniej nocy, więc na zachodzie gwiazdy stopniowo opuszczały horyzont, a nowe pojawiały się na wschodzie. Rok później krąg został zamknięty, a obraz odrestaurowany. Jednak na niebie było pięć obiektów podobnych do gwiazd, które świeciły tak jasno, jeśli nie jaśniej niż gwiazdy, ale nie spełniały ogólnej rutyny. Jeden z takich obiektów dzisiaj mógłby znajdować się między dwiema gwiazdami, a jutro mógłby zostać przemieszczony, po kolejnej nocy przemieszczenie było jeszcze większe itp. Trzy takie obiekty (nazywamy je Marsem, Jowiszem i Saturnem) również zatoczyły na niebie pełne koło, ale w dość skomplikowany sposób. A pozostałe dwie (Merkury i Wenus) nie oddaliły się zbyt daleko od Słońca. Innymi słowy, obiekty te „wędrowały” między gwiazdami.

Grecy nazywali swoje włóczęgi „planetami”, więc te niebiańskie włóczęgi nazywali planetami. W średniowieczu Słońce i Księżyc zaliczano do planet. Ale do XVII wieku. astronomowie już zdali sobie sprawę, że Słońce jest centrum Układu Słonecznego, dlatego ciała niebieskie krążące wokół Słońca zaczęto nazywać planetami. Słońce straciło status planety, a Ziemia wręcz przeciwnie, zyskała go. Księżyc również przestał być planetą, ponieważ krąży wokół Ziemi, a wokół Słońca krąży tylko razem z Ziemią.

Księżyc nie obraca się wokół własnej osi, prawda? Naukowcy od wielu lat spierają się na ten temat, ale nie znaleźli odpowiedzi, która zadowoliłaby wszystkich. Każdy stawia swoje hipotezy i próbuje je udowodnić. Dziś w tej kwestii panuje kontrowersyjna sytuacja.

kształt księżyca

Badania powierzchni Księżyca cieszą się dużym zainteresowaniem społeczności naukowej. Niektórzy prowadzą jej badania razem z Ziemią, traktując ją jako jeden cały system.

Kiedy Księżyc porusza się wokół Ziemi, zmienia się również jego pozycja względem Słońca. Nasza planeta zawsze stoi po jednej i tej samej stronie. Linia oddzielająca połówki nazywana jest terminatorem. Ponieważ księżyc jest satelitą, porusza się po orbicie elipsoidalnej.

Gdy porusza się wokół Słońca, oświetlona strona Księżyca wydaje się zmieniać kształt. Jednak ciało niebieskie zawsze pozostaje okrągłe, a ze względu na zmianę kąta padania promieni słonecznych na powierzchnię wydaje się, że zmienił się jego kształt. W ciągu miesiąca Księżyc jest widoczny z Ziemi pod kilkoma różnymi kątami. Najważniejsze z nich to:

• nów;
• Pierwszy kwartał;
• pełnia księżyca;
• Ostatni kwartał.

W przypadku nowiu księżyc nie jest widoczny na niebie, ponieważ ta faza odpowiada położeniu satelity między słońcem a ziemią. Światło ze Słońca nie pada na Księżyc i odpowiednio nie odbija się, dlatego jego połowa, widoczna z Ziemi, nie jest oświetlona.

W pierwszej kwadrze prawa połowa Księżyca jest oświetlana przez Słońce, ponieważ znajduje się ona w odległości kątowej 90 ° od gwiazdy. W ostatniej ćwiartce pozycja jest taka sama, tylko lewa część jest oświetlona.

Wchodząc w czwartą fazę - księżyc w pełni, Księżyc znajduje się w opozycji do Słońca, więc w pełni odbija padające na niego światło, a całą oświetloną połowę widać z Ziemi.

Ziemia

Już w XVI wieku udowodniono, że Ziemia ma swój własny obrót. Nie wiadomo jednak, jak to się zaczęło i co go poprzedzało. Istnieje kilka teorii na ten temat. Na przykład podczas formowania się planet obłoki pyłu połączyły się i założyły planetę, jednocześnie przyciągały tymi ciałami inne i mogły wprawiać je w ruch, a potem działo się to przez bezwładność. To jedna z hipotez, która nie znalazła jednoznacznego potwierdzenia. W związku z tym pojawia się kolejne pytanie: dlaczego księżyc nie obraca się wokół swojej osi? Spróbujmy odpowiedzieć.

Obrót księżyca

Warunkiem koniecznym, aby ciało obracało się wokół własnej osi, jest obecność tej osi, podczas gdy księżyc nie. Dowodem na to jest taka forma: Księżyc to ciało, które podzielimy na dużą liczbę punktów. Po obróceniu punkty te opisują trajektorie w postaci koncentrycznych okręgów. Oznacza to, że okazuje się, że wszyscy są zaangażowani w rotację. A gdyby istniała oś, niektóre punkty pozostałyby nieruchome, a strona widoczna z Ziemi uległaby zmianie. Tak się nie dzieje.

Innymi słowy, na satelicie nie ma sił odśrodkowych skierowanych w stronę środka, dlatego też księżyc się nie obraca.

Ruch ciała niebieskiego

Naukowcy stosują różne metody badawcze, aby udowodnić własną rotację Księżyca. Jednym z nich pozostaje rozważanie ruchu względem gwiazd.

Przyjmuje się je za nieruchome ciała, z których przeprowadza się liczenie. Korzystając z tej metody, okazuje się, że satelita ma swój własny obrót względem gwiazd. W takim przypadku na pytanie, dlaczego księżyc nie obraca się wokół własnej osi, odpowiedź brzmi, że się obraca. Jednak ta obserwacja jest błędna. Ponieważ dośrodkowa kontrola Księżyca jest określana przez Ziemię, konieczne jest również zbadanie możliwości ciała niebieskiego w stosunku do Ziemi.

Orbita lub trajektoria

Aby zrozumieć, rozważ pojęcia takie jak „orbita” i „trajektoria”. Różnią się.

• zamknięte i zakrzywione;
• kształt - okrągły lub elipsoidalny;
• leży na tej samej płaszczyźnie;

Trajektoria:

• krzywa, która ma początek i koniec;
• prosty lub zakrzywiony kształt;
• jest w jednej płaszczyźnie lub trójwymiarowy.

Dlaczego księżyc nie obraca się wokół własnej osi? Wiadomo, że ciało może brać udział tylko w dwóch rodzajach ruchu jednocześnie. Księżyc ma te dwa dopuszczalne typy: wokół Ziemi i wokół Słońca. W związku z tym nie może być innych rodzajów rotacji.

Jeśli spojrzymy na trajektorię Księżyca z Ziemi, zobaczymy złożoną krzywą.

Obecność orbity jest regulowana, ale może się zmienić, jeśli zmieni się orbita - opisują ją prawa fizyki, trajektoria - prawa matematyki.

Układ Ziemia-Księżyc

W niektórych podręcznikach Księżyc i Ziemia stanowią jeden system. Ich wspólny środek masy, który nie pokrywa się ze środkiem Ziemi, jest obliczany matematycznie i stwierdza się, że wokół niego zachodzi obrót. Jednak z punktu widzenia astrofizyki żaden obrót wokół tego centrum jest nieobecny, co można zobaczyć obserwując Księżyc i Ziemię za pomocą specjalnego, nowoczesnego sprzętu.

Dlaczego księżyc nie obraca się wokół własnej osi? Czy to prawda? Rotacja ciała niebieskiego jest spinowo-spinowa i spinowo-orbitalna. Księżyc wykonuje rotacyjny ruch spinowo-orbitalny wokół osi przechodzącej przez środek Ziemi.

Ludzie na Ziemi cały czas widzą jedną stronę księżyca i to się nie zmienia. Aby uzyskać praktyczny dowód, możesz poeksperymentować z niewielką wagą.

Weź ciężar, przywiąż go do liny i przekręć. W tym przypadku ciężarem będzie Księżyc, a osobą trzymającą drugi koniec liny będzie Ziemia. Obracając wokół siebie ciężarek, człowiek widzi tylko jedną jego stronę, to znaczy ludzie na Ziemi widzą jedną stronę księżyca. Druga zbliżająca się osoba, stojąca w pewnej odległości, zobaczy wszystkie strony ciężarka, mimo że nie obraca się on wokół własnej osi. Księżyc robi to samo, nie obraca się wokół własnej osi.

Era kosmosu

Przez długi czas naukowcy badali tylko widoczną stronę księżyca. Nie było sposobu, aby dowiedzieć się, jak wygląda odwrotnie. Ale wraz z rozwojem ery kosmicznej w połowie XX wieku ludzkość mogła zobaczyć drugą stronę.

Jak się okazało, półkule Księżyca uderzająco różnią się od siebie. Tak więc powierzchnia strony zwróconej w stronę Ziemi pokryta jest bazaltowymi łyżkami, a powierzchnia drugiej półkuli usiana jest kraterami. Różnice te nadal interesują naukowców. Uważa się, że wiele lat temu Ziemia miała dwa satelity, z których jeden zderzył się z Księżycem i pozostawił takie odciski na swojej powierzchni.

Wniosek

Księżyc - którego zachowanie nie zostało dokładnie zbadane. Dlaczego księżyc nie obraca się wokół własnej osi? Wielu naukowców zadaje to pytanie od kilku lat i nie może znaleźć jednoznacznie poprawnej odpowiedzi. Niektórzy naukowcy są pewni, że obrót nadal istnieje, ale jest niewidoczny dla ludzi, ponieważ okresy obrotu Księżyca wokół jego osi i wokół Ziemi pokrywają się. Inni naukowcy zaprzeczają temu faktowi i przyznają, że Księżyc obraca się tylko wokół Słońca i Ziemi.

W tym artykule rozważono pytanie, dlaczego księżyc nie obraca się wokół swojej osi, i za pomocą przykładu (o wadze) zostało to udowodnione.

Dlaczego księżyc się nie obraca i widzimy tylko jedną stronę? 18 czerwca 2018 r.

Jak wielu już zauważyło, Księżyc jest zawsze zwrócony w stronę Ziemi tą samą stroną. Powstaje pytanie: czy obrót wokół ich osi tych ciał niebieskich jest synchroniczny względem siebie?

Chociaż Księżyc obraca się wokół własnej osi, zawsze jest zwrócony w stronę Ziemi tą samą stroną, to znaczy obrót Księżyca wokół Ziemi i obrót wokół własnej osi są zsynchronizowane. Ta synchronizacja jest spowodowana tarciem pływów, które Ziemia wytworzyła w powłoce Księżyca.

Kolejna zagadka: czy księżyc w ogóle obraca się wokół własnej osi? Odpowiedź na to pytanie tkwi w rozwiązaniu problemu semantycznego: kto jest na czele - obserwator na Ziemi (w tym przypadku Księżyc nie obraca się wokół własnej osi), czy obserwator w przestrzeni pozaziemskiej (wtedy jedyny satelita naszej planety obraca się wokół własnej osi).

Zróbmy ten prosty eksperyment: narysuj dwa okręgi o tym samym promieniu, stykające się ze sobą. Teraz wyobraź sobie je jako dyski i przetocz w myślach jeden dysk wzdłuż krawędzi drugiego. W takim przypadku obrzeża tarcz muszą być w ciągłym kontakcie. A więc ile razy, twoim zdaniem, obracający się dysk obróci się wokół swojej osi, wykonując pełny obrót wokół dysku statycznego. Większość powie raz. Aby sprawdzić to założenie, weź dwie monety tej samej wielkości i powtórz eksperyment w praktyce. A jaki jest wynik końcowy? Walcząca moneta ma czas na dwukrotny obrót wokół własnej osi, zanim wykona jeden obrót wokół nieruchomej monety! Czy jesteś zaskoczony?

Z drugiej strony, czy obracająca się moneta się obraca? Odpowiedź na to pytanie, podobnie jak w przypadku Ziemi i Księżyca, zależy od układu odniesienia obserwatora. Ruchoma moneta wykonuje jeden obrót w stosunku do początkowego punktu kontaktu ze nieruchomą monetą. W stosunku do obserwatora zewnętrznego, w jednym obrocie wokół monety nieruchomej, moneta tocząca się obraca się dwukrotnie.

Po opublikowaniu tego problemu z monetami w „Scientific American” w 1867 r. redakcja została dosłownie zalana listami od oburzonych czytelników, którzy mieli przeciwne zdanie. Niemal natychmiast narysowali paralelę między paradoksami z monetami a ciałami niebieskimi (Ziemią i Księżycem). Ci, którzy wyznawali pogląd, że moneta poruszająca się w jednym obrocie wokół monety nieruchomej raz obraca się wokół własnej osi, skłonni byli myśleć o niezdolności księżyca do obrotu wokół własnej osi. Aktywność czytelników w tej sprawie wzrosła tak bardzo, że w kwietniu 1868 roku na łamach „Scientific American” ogłoszono, że kontrowersje na ten temat zostały przerwane. Postanowiono kontynuować kontrowersje w czasopiśmie The Wheel, specjalnie poświęconym temu „wielkiemu” problemowi. Wyszedł przynajmniej jeden problem. Oprócz ilustracji zawierała różnorodne rysunki i schematy misternych urządzeń stworzonych przez czytelników w celu przekonania redaktorów, że się mylą.

Różne efekty generowane przez obrót ciał niebieskich można wykryć za pomocą urządzeń takich jak wahadło Foucaulta. Jeśli zostanie umieszczony na Księżycu, okazuje się, że Księżyc, krążąc wokół Ziemi, wykonuje obroty wokół własnej osi.

Czy te rozważania fizyczne mogą stanowić argument potwierdzający obrót Księżyca wokół własnej osi, niezależnie od układu odniesienia obserwatora? Co dziwne, z punktu widzenia ogólnej teorii względności prawdopodobnie nie. Generalnie możemy założyć, że Księżyc w ogóle się nie kręci, to Wszechświat krąży wokół niego, tworząc pola grawitacyjne, takie jak Księżyc obracający się w nieruchomej przestrzeni. Oczywiście wygodniej jest przyjąć Wszechświat jako stacjonarny układ odniesienia. Jednakże, jeśli myślisz obiektywnie, w odniesieniu do teorii względności, pytanie, czy ten lub inny przedmiot rzeczywiście się obraca, czy też jest w spoczynku, jest generalnie bez znaczenia. Tylko ruch względny może być „rzeczywisty”.
Aby to zilustrować, wyobraź sobie, że Ziemia i Księżyc są połączone sztangą. Pręt mocowany jest z obu stron sztywno w jednym miejscu. Jest to sytuacja wzajemnej synchronizacji – jedna strona Księżyca jest widoczna z Ziemi, a jedna strona Ziemi jest widoczna z Księżyca. Ale tak nie jest w przypadku nas, tak obracają się Pluton i Charon. I mamy sytuację – jeden koniec jest sztywno umocowany na Księżycu, a drugi porusza się po powierzchni Ziemi. Tak więc jedna strona Księżyca jest widoczna z Ziemi, a różne strony Ziemi z Księżyca.

Zamiast sztangi działa grawitacja. A jego „sztywne zamocowanie” powoduje zjawiska pływowe w ciele, które stopniowo spowalniają lub przyspieszają obrót (w zależności od tego, czy satelita obraca się za szybko czy za wolno).

Niektóre inne ciała w Układzie Słonecznym również są w tej synchronizacji.

Dzięki fotografii wciąż możemy zobaczyć ponad połowę powierzchni Księżyca, nie 50% po jednej stronie, ale 59%. Istnieje zjawisko libracji – pozornego ruchu oscylacyjnego księżyca. Są one spowodowane nieregularnościami orbit (nie idealnymi okręgami), nachyleniem osi obrotu i siłami pływowymi.

Księżyc jest w pływowym uścisku Ziemi. Przechwytywanie pływów to sytuacja, w której okres obrotu satelity (Księżyca) wokół jego osi pokrywa się z okresem jego obrotu wokół ciała centralnego (Ziemi). W tym przypadku satelita jest zawsze zwrócony do ciała centralnego tą samą stroną, ponieważ obraca się wokół własnej osi przez taki sam czas, jaki zajmuje jego partnerowi. Przechwytywanie pływów następuje w procesie wzajemnego ruchu i jest charakterystyczne dla wielu dużych naturalnych satelitów planet Układu Słonecznego, a także służy do stabilizacji niektórych sztucznych satelitów. Podczas obserwacji satelity synchronicznego z korpusu centralnego zawsze widoczna jest tylko jedna strona satelity. Patrząc z tej strony satelity, centralny korpus „wisi” nieruchomo na niebie. Po drugiej stronie satelity korpus centralny nigdy nie jest widoczny.

Fakty o Księżycu

Na ziemi są drzewa księżycowe

Podczas misji Apollo 14 w 1971 roku na Księżyc przywieziono setki nasion drzew. Były amerykański oficer leśny (USFS) Stuart Roose wziął nasiona jako ładunek osobisty w ramach projektu NASA / USFS.

Po powrocie na Ziemię nasiona wykiełkowały, a powstałe w ten sposób sadzonki księżycowe zostały zasadzone w całych Stanach Zjednoczonych w ramach obchodów dwustulecia w tym kraju w 1977 roku.

Nie ma ciemnej strony

Połóż pięść na stole, palcami w dół. Możesz zobaczyć jego tył. Ktoś po drugiej stronie stołu zobaczy kostki. Tak widzimy księżyc. Ponieważ jest ona blokowana pływowo w stosunku do naszej planety, zawsze będziemy ją widzieć z tego samego punktu widzenia.
Pojęcie „ciemnej strony” księżyca wyszło z kultury popularnej – pamiętajcie album Pink Floyd „Dark Side of the Moon” z 1973 r. i thriller o tej samej nazwie z 1990 r. – i właściwie oznacza daleką, nocną stronę. Ten, którego nigdy nie widzimy i który znajduje się po przeciwnej stronie najbliższej nam.

Przez pewien czas dzięki libracji widzimy ponad połowę księżyca

Księżyc porusza się po swojej ścieżce orbitalnej i oddala się od Ziemi (w tempie około jednego cala rocznie), towarzysząc naszej planecie wokół Słońca.
Gdybyś spojrzał w górę na Księżyc, który przyspieszał i zwalniał podczas tej podróży, widziałbyś również, jak chwieje się z północy na południe i z zachodu na wschód w ruchu zwanym libracją. W wyniku tego ruchu widzimy część kuli, która zwykle jest ukryta (około 9 proc.).

Jednak nigdy nie zobaczymy kolejnych 41%.

Hel-3 z Księżyca może rozwiązać problemy energetyczne Ziemi

Wiatr słoneczny jest naładowany elektrycznie i od czasu do czasu zderza się z Księżycem i jest pochłaniany przez skały powierzchni Księżyca. Jednym z najcenniejszych gazów w tym wietrze, który jest pochłaniany przez skały, jest hel-3, rzadki izotop helu-4 (powszechnie używany w balonach).

Helium-3 doskonale nadaje się do zaspokojenia potrzeb reaktorów termojądrowych z późniejszym wytwarzaniem energii.

Według obliczeń Extreme Tech sto ton helu-3 mogłoby przez rok zaspokoić zapotrzebowanie energetyczne Ziemi. Powierzchnia Księżyca zawiera około pięciu milionów ton helu-3, podczas gdy na Ziemi jest tylko 15 ton.

Pomysł jest taki: lecimy na Księżyc, wydobywamy hel-3 w kopalni, zbieramy go w czołgach i wysyłamy na Ziemię. To prawda, że ​​może to nie nastąpić w najbliższym czasie.

Czy w mitach o szaleństwie podczas pełni księżyca jest trochę prawdy?

Nie bardzo. Założenie, że na mózg, jeden z najbardziej wodnistych organów ludzkiego ciała, znajduje się pod wpływem księżyca, zakorzenione jest w legendach, które mają już kilka tysięcy lat, nawet w czasach Arystotelesa.

Ponieważ przyciąganie grawitacyjne Księżyca kontroluje pływy oceanów na Ziemi, a ludzie składają się w 60% z wody (i w 73% z mózgu), Arystoteles i rzymski naukowiec Pliniusz Starszy uważali, że Księżyc powinien mieć podobny wpływ na nas samych.

Ta idea dała początek terminom „lunarne szaleństwo”, „efekt transylwanii” (który rozprzestrzenił się w Europie w średniowieczu) i „księżycowe szaleństwo”. Filmy z XX wieku dodawały oliwy do ognia, łącząc pełnię księżyca z zaburzeniami psychicznymi, wypadkami samochodowymi, morderstwami i innymi incydentami.

W 2007 r. rząd brytyjskiego nadmorskiego miasta Brighton nakazał wysyłanie dodatkowych patroli policyjnych podczas pełni księżyca (a także w dzień wypłaty).

Jednak nauka twierdzi, że nie ma statystycznego związku między zachowaniem człowieka a pełnią księżyca, według kilku badań, z których jedno zostało przeprowadzone przez amerykańskich psychologów Johna Rottona i Ivana Kelly'ego. Jest mało prawdopodobne, aby Księżyc wpływał na naszą psychikę, raczej po prostu dodaje światła, w którym wygodnie jest popełniać przestępstwa.

Zagubione kamienie księżycowe

W latach 70. administracja Richarda Nixona rozprowadzała kamienie przywiezione z powierzchni Księżyca podczas misji Apollo 11 i Apollo 17 przywódcom 270 krajów.

Niestety, ponad sto tych kamieni zaginęło i uważa się, że trafiły na czarny rynek. Podczas pobytu w NASA w 1998 roku Joseph Gutheinz przeprowadził nawet tajną operację o nazwie Zaćmienie Księżyca, aby zakończyć nielegalną sprzedaż tych kamieni.

O co ten cały szum? Bryła kamienia księżycowego wielkości grochu została wyceniona na czarnym rynku na 5 milionów dolarów.

Księżyc należy do Dennisa Hope

Przynajmniej tak myśli.

W 1980 roku, wykorzystując lukę w traktacie ONZ o własności kosmicznej z 1967 r., zgodnie z którą „żaden kraj” nie może rościć sobie prawa do Układu Słonecznego, mieszkaniec Nevady Dennis Hope napisał do ONZ i ogłosił prawo do własności prywatnej. Nie otrzymał odpowiedzi.

Ale po co czekać? Hope otworzyła ambasadę księżycową i zaczęła sprzedawać jednoakrowe działki za 19,99 USD za sztukę. Dla ONZ układ słoneczny jest prawie taki sam jak oceany na świecie: poza strefą ekonomiczną i należący do każdego mieszkańca Ziemi. Hope twierdził, że sprzedał pozaziemskie nieruchomości celebrytom i trzem byłym prezydentom USA.

Nie jest jasne, czy Dennis Hope naprawdę nie rozumie treści traktatu, czy też próbuje zmusić ustawodawcę do prawnej oceny swoich działań, aby rozwój niebiańskich zasobów mógł rozpocząć się w bardziej przejrzystym środowisku prawnym.

Źródła: