Почему мы видим только одну сторону луны кратко
Обновлено: 04.07.2024
На протяжении долгих тысячелетий люди могли наблюдать только одну сторону Луны. Однако, 4 октября 1959 года была запущена советская космическая межпланетная станция Луна-3, которая впервые в истории сфотографировала и отправила на Землю первый снимок обратной стороны Луны.
Мы всегда видим одну и ту же сторону Луны, потому что за один оборот вокруг Земли она делает ровно один оборот вокруг своей оси. Движение Луны вокруг Земли, как и движение большинства других спутников вокруг своих планет, идеально синхронизированы. Но так было не всегда.
Согласно самой популярной теории, наша Луна появилась в результате столкновения Земли с телом сопоставимым по размерам с Марсом. После, новообразованная Луна, выйдя на орбиту Земли, находилась на таком близком расстоянии, что гравитация нашей планеты придала ей слегка вытянутую форму.
Изначально Луна вращалась вокруг своей оси асинхронно относительно вращения вокруг Земли. Однако, по причине слегка вытянутой форме, гравитация Земли пыталась заставить вращаться Луну вытянутой стороне к себе. По итогу Земле потребовалось около тысячи лет, чтобы настроить вращение Луны синхронно с вращением вокруг планеты.
Мы видим чуть больше половины Луны
Для спутников характерно явление, которое называется либрация . Эллиптическая орбита спутника дает нам взглянуть немного дальше ее восточных и западных сторон. Также наклонная ось Луны дает нам лунные сезоны, немного показывая нам то свой северный полюс, то южный.
Причина, по которой мы всегда видим одну и ту же сторону Луны, заключается в том, что нашему естественному спутнику требуется столько же времени, совершить круговой оборот вокруг себя, сколько и вокруг Земли.
У Луны, естественного спутника Земли, есть особенность, которая всегда вызывала любопытство.
Темная сторона Луны
Из ночи в ночь, независимо от времени года или полушария, из которого мы ее наблюдаем, Луна всегда показывает нам одно и то же лицо. Загадочное явление? Не совсем так, потому что это просто из-за того, что его период вращения равен его периоду обращения, то есть немногим более 27 дней. Другими словами, Луна вращается сама по себе и одновременно вокруг Земли.
Первыми людьми, которые смогли напрямую наблюдать обратную сторону Луны, были члены экипажа Аполлона-8, совершившие облет Луны в 1968 году.
Первый снимок обратной стороны Луны, сделанный советской автоматической межпланетной станцией "Луна-3" в 1959 году.
То, что может выглядеть как совпадение, на самом деле имеет физическое объяснение. Эта синхронность между периодами вращения и обращения вокруг Земли является результатом приливных сил, действующих в крутящем моменте Земля-Луна. Миллионы лет назад Луна вращалась вокруг себя быстрее, чем вращалась вокруг Земли. Постепенно приливные силы замедляли его вращательное движение, пока оно не достигало точки равновесия и не имело тот же период, что и его вращательное движение Земли.
Приливный захват изображен слева, справа - обычное вращение тел друг вокруг друга.
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.
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.
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.
Факты о луне
На Земле есть лунные деревья
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
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.
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
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.
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.
Простейшие принципы небесной механики можно изложить следующим образом: Земля вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси, Луна в свою очередь вращается вокруг Земли и также вокруг своей оси. Как же тогда получается так, что с Земли нам постоянно видна одна и та же сторона Луны?
Ответ прост: скорость вращения Луны вокруг Земли абсолютно идентична скорости с которой она делает оборот вокруг своей оси, то есть вращение Луны вокруг Земли и вокруг собственной оси синхронизировано. Данная синхронизация возникла благодаря воздействию гравитационного притяжения Земли, трением приливов в частности.
Видимая сторона Луны, нам с Земли видна только она.
Звучит немного сложно, поэтому чтобы лучше вникнуть как все устроено предлагаем вам сделать небольшой опыт. Поставьте в центре комнаты какой-нибудь предмет: стул, мяч или еще что-то, в опыте это будет Земля. Станьте рядом с этим предметом на расстоянии вытянутой руки так, чтобы кончики пальцев находились у центра воображаемой планеты, - вы будете в эксперименте Луной. Сделайте один оборот вокруг, не опуская при этом руку (кончики пальцев должны постоянно находиться у центра предмета). Таким образом вы одновременно сделали один оборот вокруг своей оси и один оборот вокруг вокруг воображаемой Земли, и при этом вы были все время повернуты к планете одним боком.
Данная анимация (слева) наглядно демонстрирует синхронизированное движение Луны вокруг Земли, когда один оборот вокруг оси совпадает по времени с одним оборотом вокруг планеты. Справа показан пример не синхронизированного вращения спутника
На полный оборот Луны вокруг Земли / своей оси уходит 27 дней 7 часов и 43,1 минуты.
Интересно, что с Земли можно увидеть немного больше половины поверхности Луны, 59% если быть точным. Это явление называется лунными либрациями, оно возникает вследствии того, что Луна движется по своей орбите с непостоянной скоростью: в перигее - в ближайшей к Земле точке движется быстрее, и медленнее в апогее - наиболее отдаленной точке лунной орбиты, что позволяет увидеть по 4,5% западного и восточного края темной стороны Луны.
Анимация лунных либраций, в результате которых видно 59% поверхности спутника.
Читайте также: