brinmax

Эволюция расстояния между Луной и Землёй / О. Г. Сорохтин: «Развитие Земли» / Земля

Существенное влияние на приливное взаимодействие планет оказывает эффективная механическая добротность Q центральной планеты. Напомним, что под фактором добротности понимается степень приближения реологических свойств реальных тел к идеальной упругости: чем выше механическая добротность тела, тем его свойства ближе к идеально упругим материалам и, наоборот, чем ниже фактор добротности, тем это тело больше проявляет свои вязкие свойства. Ярким примером тела с высокой добротностью может служить долго звучащий бронзовый колокол, если же такой колокол сделать из пластилина, то вообще никакого звучания не будет, так как в этом случае вся энергия удара полностью переходит в пластические деформации. Численно безразмерный фактор добротности равен отношению общей энергии, затрачиваемой на деформацию тела (например, за счёт приливных взаимодействий планет), к той её части, которая благодаря процессам внутреннего трения в материале этого тела, превращается в тепло.

Теория приливных взаимодействий планет показывает, что если угловая скорость осевого вращения центральной планеты превышает угловую скорость орбитального обращения спутника (как это и наблюдается в системе Земля-Луна), то благодаря таким взаимодействиям осевое вращение центральной планеты будет тормозиться, а спутник будет от неё отодвигаться. При этом скорость удаления спутника от центральной планеты оказывается пропорциональной его массе, обратно пропорциональной фактору добротности центральной планеты и расстоянию между ними в степени 5,5. Таким образом, для расчёта эволюции системы Земля-Луна и определения зависимости расстояния между планетами от времени предварительно необходимо выяснить, как менялась эффективная механическая добротность Земли Q, определяемая выражением (6), за всю историю её развития. Задача эта непростая, однако, в первом приближении, на уровне оценок вполне решаемая.

Молодая Земля сразу же после своего образования была холодным космическим телом, и в ее недрах температура ещё нигде не превышала температуру плавления вещества. Об этом, в частности, свидетельствует полное отсутствие на Земле изверженных (да и любых других) пород старше 4 млрд лет. Об этом же говорят изотопно-свинцовые отношения, показывающие, что процессы дифференциации земного вещества начались значительно позже образования самой Земли и (в противоположность Луне) протекали без существенного плавления. Кроме того, на земной поверхности тогда не было ни океанов, ни атмосферы. Поэтому эффективная механическая добротность Земли в тот ранний период её развития, который в дальнейшем будем называть катархейским, была сравнительно высокой. По сейсмическим данным, в развитой океанической литосфере, т. е. в холодном земном веществе мантийного состава, фактор добротности находится в пределах от 1 000 до 2 000, тогда как в частично расплавленной астеносфере под океанами его значение снижается до 100. В холодной верхней мантии Луны этот фактор приблизительно равен 5 000, а в более прогретой средней мантии снижается до 1 500 (Жарков, 1983).

В отличие от современных условий молодая Земля, как уже отмечалось, была существенно холоднее, лишена астеносферы и ядра, и даже могла характеризоваться отрицательным градиентом температуры в нижней мантии (рис. 29). Поэтому в те далёкие времена механическая добротность Земли в её глубинных недрах скорее всего существенно превышала фактор добротности современной литосферы. Однако следует учитывать, что на приливное взаимодействие планет в основном влияют слои с наименьшими значениями фактора добротности. Учитывая сказанное и для определённости расчётов, примем, что в течение всего катархея, т.е. от момента образования Земли, приблизительно 4,6 млрд лет назад, и вплоть до начала развития в ней геологических процессов в самом начале архея, около 4 млрд. лет назад, значение приливного фактора добротности Земли равнялся 1 500.

Рисунок 29. Температура молодой Земли: 1 и 2 предельные распределения начальной температуры Земли:
1 — по В. С. Сафронову (1969) с учётом ударов тел разных размеров, но вначале мелких, а затем и более крупных; 2 — по А. В. Витязеву и др. (1990) с учётом ударов крупных тел в начале процесса аккреции Земли; 3 — принятое распределение начальной температуры Земли, учитывающее как ударное нагревание планеты, так и её приливное разогревание при захвате и разрушении Протолуны.

Приведённая оценка фактора добротности Земли в катархее позволяет определить, что за этот период Луна благодаря приливным взаимодействиям с Землёй оказалась отброшенной от предела Роша (около 17 тыс. км) на расстояние до 160 тыс. км (рис. 26). При этом отодвигание Луны от Земли было неравномерным: вначале очень быстрым, а затем более спокойным.

Рисунок 26. Эволюция расстояния между Луной и Землёй.
Интервал I — время развития на Луне анортозитового магматизма; интервал II — время развития базальтового магматизма на Луне (пояснения в тексте).

Количественная модель изменения фактора добротности Земли в остальные периоды геологического времени может быть рассчитана с привлечением эмпирических данных. В частности, средние значения фактора добротности в фанерозое и протерозое могут быть определены по палеонтологическим данным, позволяющим найти для некоторых моментов времени этих эпох число дней в году или, что то же, угловую скорость собственного вращения Земли. Так, по суточной микрослоистости девонских кораллов Дж. Уэллс (1963) показал, что в среднем девоне год состоял приблизительно из 400 сут., а продолжительность суток не превышала 22 ч. В дальнейшем аналогичные определения были выполнены и для других периодов фанерозоя, а также для строматолитов — отложений бактериальных и микроводорослевых плёнок раннего протерозоя (рис. 28).

Рисунок 28. Изменение числа дней в году в связи с эволюцией расстояния между Землёй и Луной.
Крестиками показаны эмпирические определения числа дней в году по микрослоистости коралловых построек в фанерозое и строматолитов формации Ганфлинт (2,2 млрд. лет назад) в протерозое (Panella, 1972).

Зная современное расстояние Луны от Земли (384,4 тыс. км), далее удаётся уже рассчитать среднее значение фактора добротности в фанерозое, т.е. за последние 600 млн лет. Оно оказалось приблизительно равным 12. Полученная оценка неплохо совпала с независимым определением приливного фактора добротности Земли около 13, выполненным Г. Макдональдом (1964) на основании обработки данных по современным приливам в океанах и морях. Низкие значения приливного фактора добротности в фанерозое объясняются широким развитием в эту геологическую эпоху мелководных эпиконтинентальных морей, покрывающих сейчас на шельфах около 30% континентальной коры. Но именно в мелководных морях и происходит основное рассеивание энергии приливов за счёт трения приливных течений о дно мелководных бассейнов.

Аналогичным путём по суточной микрослоистости строматолитов в раннем протерозое возрастом около 2,2 млрд лет Г. Паннелла (1972) определил, что тогда в году было 445 сут., а продолжительность самих суток была менее 20 ч (рис. 28). Откуда удаётся определить, что в протерозое фактор приливной добротности Земли равнялся приблизительно 75. Повышенное значение фактора добротности в протерозое вполне понятно, поскольку в ту далёкую эпоху уже образовался глубокий океан, а мелководных эпиконтинентальных морей тогда ещё почти не существовало. Но диссипация приливной энергии в глубоком океане мала, поскольку в этом случае не возникают сильные придонные течения — основная причина приливного торможения Земли.

В архее приливная добротность Земли, как и в фанерозое, должна была быть достаточно низкой по двум причинам. Во-первых, тогда сами океаны ещё были мелкими и в них рассеивалась значительная часть приливной энергии и, во-вторых, в архее уже происходило расплавление верхней мантии (во всяком случае на низких широтах) с существенным её перегревом. Учитывая теперь неразрывность процесса отодвигания Луны от Земли и связывая его воедино в катархее, архее, протерозое и фанерозое, можно определить, что в архее фактор приливной добротности Земли в среднем равнялся 26.

Итак, полученная упрощённая модель изменения фактора добротности Земли Q, основанная на комбинации теоретических соображений с расчётами по эмпирическим данным, выглядит следующим образом: в катархее (от 4,6 до 4,0 млрд лет назад) Q = 1 500; в архее (от 4,0 до 2,6 млрд лет назад) Q = 26; в протерозое (от 2,6 до 0,6 млрд лет назад) Q = 75: в фанерозое (приблизительно от 600 млн лет назад до настоящего времени) Q = 12. Реальное распределение фактора добротности по времени, безусловно, могло меняться по более сложному закону, но основные его черты в приведённом распределении, по-видимому, определены все-таки правильно.

Уточнить приведённую модель возможно, если учесть, что результирующая приливная добротность Земли определяется суммой диссипативных функций мантии и гидросферы, а сами эти функции обратно пропорциональны факторам добротности рассматриваемых геосфер. Кроме того, следует отдельно учитывать приливные диссипативные функции для мантии под океанами (Q ~ 150) и континентами (Q ~ 500), а также для глубоких океанов и мелководных эпиконтинентальных морей, при этом факторы добротности для них можно считать пропорциональными содержащимся в них массам воды. В предыдущих работах (Сорохтин, Ушаков, 1991, 1993) были рассчитаны массы континентальной коры, воды в океанах и средние глубины океанов для всех прошлых геологических эпох. Это позволило нам рассчитать количественную модель зависимости фактора добротности Земли от времени, причём отдельно для гидросферы, мантии и всей Земли в целом. При этом принималось, что в архее и протерозое ещё не существовало мелководных эпиконтинентальных морей, происхождение же архейских мелководных морских бассейнов на океанической коре просто объясняется малыми количествами воды в океанах того времени. Объёмы эпиконтинентальных морей фанерозоя были оценены по палеореконструкциям континентов и площадям распространения морских осадков на континентах.

Построенная по этим условиям уточнённая кривая распределения фактора добротности во времени приведена на рис. 25. Рассчитанная по этой модели зависимость расстояния между центрами тяжести Земли и Луны от времени приведена на рис. 26.

Рисунок 25. Зависимость фактора приливной добротности Земли от времени,
построенная с учётом данных по накоплению воды в океанах и по распространению эпиконтинентальных морей в фанерозое

Первое, на что следует обратить внимание в рассматриваемой модели, это совпадение времени эволюции лунной орбиты с возрастом самих планет. Такой вывод сегодня представляется естественным, но не следует забывать, что классические модели приливного взаимодействия Луны с Землёй обычно приводили к слишком короткой продолжительности их нормальной эволюции (около 1,8 млрд лет). Связано это было с тем, что в таких моделях современное низкое значение фактора добротности распространялось на всю историю развития Земли. В результате для выхода из явного противоречия с возрастом образования нашей планетной системы авторам таких гипотез приходилось прибегать к весьма экзотическим представлениям. Так, немецкий учёный Г. Герстенкорн (1955, 1967) считал, что Луна первоначально вращалась в обратном направлении и около 1,8 млрд лет назад подходила к Земле почти на расстояние предела Роша, но затем, после перехода через полярную орбиту, когда её вращение стало прямым, вновь начала удаляться от Земли.

Известный американский геофизик В. Манк (1968) образно описал развитие гипотетического «события Герстенкорна». По его оценкам, в короткий период наибольшего сближения Луны с Землёй океанские приливы должны были достигать высоты 1 км, и каждые 3 ч они обрушивались бы на континенты, приводя к их выравниванию. В это время диссипация (рассеивание) энергии лунных приливов была бы столь высокой, что все земные океаны вскипели бы и испарились, образовав вокруг Земли мощную атмосферу из водяного пара. При этом с учётом парникового эффекта температура у поверхности Земли поднялась бы до 1 000 °С, погубив тем самым любые проявления жизни. К этой страшной картине добавим ещё, что при столь высоких температурах произошла бы почти полная диссоциация (распад) карбонатов — известняков и доломитов с выделением в атмосферу огромных количеств углекислого газа. В результате в земной атмосфере, подобно Венере, возник бы необратимый парниковый эффект с подъёмом приземной температуры до 500-600 °С со всеми вытекающими последствиями.

Безусловно, описываемая катастрофическая ситуация оставила бы свой неизгладимый след в летописи геологической истории Земли, однако таких следов нигде не обнаружено, да и мы живём в комфортабельных климатических условиях, а не в «паровом котле». Это убедительно говорит о том, что «событие Герстенкорна» вовсе не существовало, а начало нормальной эволюции системы Земля-Луна совпадает по времени с моментом их образования как системы двойной планеты около 4,6 млрд лет назад, когда океанов на Земле ещё не существовало.

Рисунок 27. Скорость удаления Луны от Земли, см/год.
Масштаб рисунка не позволил привести максимальные значения этой скорости: около 4,6 млрд лет назад она достигала 12×10⁶ см/год, или около 12 км/год, однако уже через 1 млн лет она снизилась до 9,64 м/год, а через 10 млн лет — до 1,37 м/год; в настоящее время Луна отодвигается от Земли со средней скоростью около 3,4 см/год.

Второе обстоятельство, на которое следует обратить внимание, — это неравномерность отодвигания Луны от Земли (рис. 27). С наибольшими скоростями (около 12-10 км/год) Луна отодвигалась от Земли в самом начале своего эволюционного пути (сразу же после разрушения её материнской планеты — Протолуны), около 4,6 млрд лет назад. Однако скорость отодвигания Луны от Земли тогда быстро уменьшалась и уже через 1 млн лет она снизилась до 9,64 м/год, а ещё через 10 млн лет она упала до 1,37 м/год. К концу катархея, около 4 млрд лет назад, скорость удаления Луны от Земли уже не превышала 4,3 см/год. Второй значительный импульс резкого увеличения скорости отодвигания Луны (до 90 см/год) возник на рубеже катархея и архея около 3,9 млрд лет тому назад. Наконец, третий период относительного ускорения отодвигания Луны от Земли, правда, с существенно меньшими скоростями (около 3,4 см/год), приходится на фанерозой. При этом только первый импульс стремительного удаления спутника от планеты был связан с малым исходным расстоянием их образования (напомним, что скорость отодвигания Луны от Земли обратно пропорциональна расстоянию в степени 5,5). Природа же второго и третьего импульсов ускорения была вызвана чисто земными событиями. Архейский пик был связан с началом формирования тогда астеносферы и океанов на Земле, а фанерозойское увеличение скорости отодвигания Луны от Земли — с подъёмом поверхности растущего океана до среднего уровня континентальных шельфов, после чего на континентальной коре возникли многочисленные мелководные эпиконтинентальные моря, в которых и рассеивается основная часть приливной энергии.

Интересно теперь сопоставить полученные результаты с имеющимися эмпирическими данными. Такие данные предоставляет нам палеонтология (о чем уже было сказано выше). Результаты теоретического расчёта эволюции числа дней в году, проведённого по несколько сглаженной модели фактора добротности Q, показаны на рис. 28. На этот же график нанесены все эмпирические данные по определению числа дней в году, полученные на основании изучения микрослоистости кораллов и строматолитов (Шопф, 1982). Как видно из сопоставления теоретической кривой с такими определениями, получено неплохое совпадение теории с экспериментом. Это придаёт уверенность в том, что наши расчёты приводят в основном к верным результатам.

Астраномія. Планеты

Луна (фото Виктора Малыщица)

Луна — ближайшее к Земле небесное тело. Её радиус равен 1737 км, среднее расстояние от Земли составляет 384400 км. Масса Луны в 81,3 раза меньше массы Земли. Средняя плотность — 3,3 г/см³, т. е. в 1,5 раза меньше средней плотности Земли (5,5 г/см³).

Орбита невозмущённого движения Луны вокруг Земли представляет собой эллипс, e = 0.055 = 1/18, a = 384400 км, в перигее расстояние от Земли меньше среднего на 21000 км. Более точно движение Луны вокруг Земли можно представить как медленно раскручивающуюся спираль, вследствие чего Луна ежегодно отдаляется от Земли на расстояние в 4 см.

Луна — ближайшее к Земле небесное тело

Плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики в среднем под углом 5°09′. Луна движется вокруг Земли в том же направлении, что и Земля вокруг Солнца. Период обращения Луны вокруг Земли (сидерический или звёздный месяц) равен 27.32 суток. Через такое время Луна занимает прежнее положение на своей орбите по отношению к звёздам. Возмущения в движении Луны очень велики. Периодическим возмущениям подвержены все элементы лунной орбиты. Наклонение орбиты i колеблется в пределах от 4°58′ до 5°20′ за время, несколько меньшее полугода. Каждый элемент лунной орбиты имеет несколько сотен периодических возмущений с различными периодами и амплитудами. Вековым возмущениям подвержены долгота восходящего узла и долгота перигея ω. Лунные узлы перемещаются навстречу движению Луны (к западу), совершая полный оборот по эклиптике за 18 лет 7 месяцев (6793 средних суток). Перигей лунной орбиты движется к востоку, совершая полный оборот почти за 9 лет (3232 средних суток). За каждый оборот Луны вокруг Земли перемещение узлов составляет около 1.5°, и по истечении звёздного месяца Луна никогда не возвращается в точности к прежнему положению. Только через 18 лет 7 месяцев плоскость лунной орбиты опять займёт прежнее положение. Когда восходящий узел лунной орбиты совпадает с точкой весеннего равноденствия, то угол между орбитой Луны и небесным экватором равен 28°36′ (23°27′ + 5°09′). Если в точке весеннего равноденствия находится нисходящий узел, то орбита Луны расположена между небесным экватором и эклиптикой, а угол между орбитой Луны и небесным экватором равен 18°18′ (23°27′ – 5°09′). Таким образом, в первом случае склонение Луны в течение месяца будет изменяться от +28°36′ до –28°36′, а во втором случае от +18°18′ до –18°18′. Изменение пределов склонения Луны оказывает существенное влияние на условия ее видимости.

Your browser does not support the video tag. Если бы Луна была на расстоянии 400 км

Фазы Луны

Луна в течение звёздного месяца перемещается среди звёзд всегда в одну и ту же сторону — с запада на восток, или прямым движением. Видимый путь Луны на небе — незамыкающаяся кривая, постоянно меняющая свое положение среди звёзд зодиакальных созвездий. Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида. Различные формы видимой освещённой части Луны называются её фазой. Величиной фазы называется освещённая доля диаметра, перпендикулярного линии, соединяющей концы серпа (ВС/АВ). Из-за удаленности Солнца солнечные лучи, падающие на Луну, почти параллельны и всегда освещают ровно половину лунного шара; другая его половина остается темной. Но т. к. к Земле обычно обращены часть светлого полушария и часть тёмного, то Луна чаще всего кажется нам неполным кругом. Линия, отделяющая тёмную часть диска Луны от светлой, называется терминатором и всегда является полуэллипсом. Различают четыре основные фазы Луны, которые постепенно переходят одна в другую в следующей последовательности: • новолуние (1), соединение с Солнцем – Луна не видна на небе, • первая четверть (3), восточная квадратура – Луна видна в первой половине ночи, • полнолуние (5), противостояние с Солнцем – полная Луна видна всю ночь, • последняя четверть (7), западная квадратура – Луна видна во второй половине ночи.

К объяснению различия длительностей синодического и сидерического месяцев

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными фазами Луны называется синодическим месяцем. Из наблюдений установлено, что синодический месяц в среднем равен 29,53 средних солнечных суток. Таким образом, синодический месяц длиннее сидерического. Объяснение этого следует из рисунка, где 1 – взаимное расположение Луны, Земли и Солнца в момент полнолуния. Через 27,32 суток (через сидерический месяц) Луна, сделав полный оборот по орбите, займет прежнее положение относительно звезд, но т. к. Земля за это время переместится в положение 2, то полнолуния ещё не будет. Оно наступит спустя некоторое время, когда Земля займет положение 3. Кроме сидерического и синодического периодов обращений в движении Луны различают еще три периода: Аномалистический месяц — промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Луны через перигей (27,55 средних суток). Драконический месяц — промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Луны через один и тот же узел своей орбиты (27,21 средних суток). Тропический месяц — промежуток времени, в течение которого долгота Луны увеличивается на 360°. Вследствие прецессии тропический месяц короче сидерического месяца приблизительно на 7 секунд. Драконический месяц короче сидерического из-за движения узлов лунной орбиты навстречу движению Луны, а аномалистический месяц длиннее сидерического потому, что перигей лунной орбиты движется в ту же сторону, что и сама Луна.

Обратная сторона Луны

Луна обращена к Земле всегда одной и той же стороной, одним и тем же полушарием, т. к. она вращается вокруг своей оси с тем же периодом (и в том же направлении), с каким она обращается вокруг Земли, т. е. «звёздные сутки» на Луне составляют 27,32 земных средних суток. Ось вращения Луны наклонена к плоскости лунной орбиты на угол 83°20′ (изменяется в пределах от 83°10′ до 83° 31′). «Синхронизация» вращений Луны вокруг своей оси и вокруг Земли (спин-орбитальный резонанс) возникла в результате торможения, вызванного приливными силами. Плоскость лунного экватора составляет угол 6°39′ с плоскостью лунной орбиты, и угол 1°30′ с плоскостью эклиптики. При этом плоскость эклиптики лежит между плоскостями лунного экватора и орбиты Луны и все три плоскости пересекаются по одной прямой. Последнее обстоятельство было обнаружено Кассини в 1721 году и называется законом Кассини. В каждый данный момент с Земли видна ровно половина поверхности Луны, но продолжительные наблюдения позволяют изучать почти 60% её поверхности. Это возможно благодаря явлениям, носящим общее название либрации (качаний) Луны.

Либрация по долготе

Оптические, или видимые либрации, при которых Луна в действительности никаких «колебаний» не совершает, бывают трех видов: по долготе, по широте и параллактическая. Либрация по долготе вызывается тем, что Луна вращается вокруг оси равномерно, а её движение по орбите (согласно II закону Кеплера) вблизи перигея быстрее, а вблизи апогея — медленнее. Поэтому за четверть месяца после прохождения перигея П Луна пройдет путь больше четверти всей орбиты, а вокруг оси повернется ровно на 90°. Точка а, которая ранее была в центре лунного диска, теперь будет видна уже левее центра диска. В том же направлении сместится и точка b, которая раньше была видна на правом (западном) краю диска, и, следовательно, станет видимой часть поверхности Луны за западным краем её диска. В апогее А будет видна та же поверхность Луны, что и в перигее, но за четверть месяца после прохождения апогея Луна пройдет меньше четверти всей орбиты, а вокруг оси снова повернется ровно на 90°, и теперь уже будет видна часть поверхности Луны за восточным краем ее диска.

Либрации и фазы Луны

Период либрации по долготе равен аномалистическому месяцу, а наибольшая её возможная величина 7°54′. Либрация по широте возникает от наклона оси вращения Луны к плоскости её орбиты и сохранения направления оси в пространстве при движении Луны. В результате этого с Земли попеременно видна то часть поверхности Луны, расположенная вокруг её южного полюса, то, наоборот, вокруг северного полюса. Период либрации по широте равен драконическому месяцу, а её величина достигает 6°50′. Суточная или параллактическая либрация возникает вследствие сравнительной близости Луны к Земле. Поэтому из разных точек Земли поверхность Луны видна неодинаково. Два наблюдателя, находящиеся в двух противоположных точках земного экватора, в один и тот же момент видят несколько различные области лунной поверхности. Параллактическая либрация составляет около 1°. Физическая либрация, т. е. действительное «покачивание» Луны, происходит от того, что большая полуось лунного эллипсоида периодически отклоняется от направления на Землю, а притяжение Земли стремится вернуть ее в это положение. Величина физической либрации очень мала — около 2″.

Поверхность Луны

Метеорит на Луне

Наиболее крупные детали лунной поверхности — «моря» и большие горные районы — видны даже невооружённым глазом. В телескоп, зрительную трубу или бинокль можно наблюдать своеобразные формы лунного рельефа. Первым наблюдал Луну в телескоп Галилео Галилей. Он и назвал большие тёмные области морями, и это название сохраняется по традиции, хотя известно, что лунные моря не содержат воды. Обширные светлые участки лунной поверхности, называемые материками, занимают около 70% видимого с Земли диска. Это неровные, гористые районы. Остальные 30% поверхности — моря, ровные гладкие области. Одна из наиболее характерных форм лунного рельефа — кратеры. Лунный кратер состоит из кольцевого вала, внутри которого находится равнина (дно), а в центре равнины — центральная горка, высота которой обычно меньше высоты вала. Самые крупные кратеры имеют диаметр до 100 км. Большинство кратеров имеет метеоритное происхождение.

Базз Олдрин на поверхности Луны 20 июля 1969 (фото Нила Армстронга – первого человека на Луне)

Глаз наблюдателя воспринимает Луну как яркий, слегка желтоватый диск. Это впечатление в некоторых отношениях обманчиво: отражательная способность Луны очень низка. Сферическое альбедо Луны в видимой области спектра составляет всего лишь 0,06. Измерения ИК и радиоизлучения излучения Луны показали следующее:

Поверхность Луны

1) В дневное время (в полдень) на экваторе температура поверхности Луны составляет около 390 К. 2) В ночное время температура поверхности очень низка, 100–120 К. 3) Теплопроводность лунного грунта очень мала; она близка к теплопроводности сухого песка в вакууме. Колебания температуры от дня к ночи почти полностью сглаживаются уже на глубине 10 см. Сейсмографы, доставленные на Луну, отметили много небольших «лунотрясений», в основном связанных, вероятно, с падениями метеоритов. Их данные не указывают на сколько-нибудь серьезную сейсмическую активность, но Луна, вероятно, не является геологически мертвой планетой.

Внутренняя структура Луны включает в себя кору, мантию и ядро. Лунная кора имеет в среднем толщину около 50 км. Лунная мантия простирается в глубину примерно на 1200 км. Между мантией и ядром находится частично расплавленный пограничный слой толщиной около 150 км. Жидкое внешнее ядро толщиной примерно 90 км состоит в основном из жидкого железа. Внутреннее твёрдое ядро имеет радиус 240 км.

Your browser does not support the video tag. Внутреннее строение Луны

Происхождение Луны часто связывают с образованием её на околоземной орбите, однако обсуждаются также другие гипотезы: захват Землёй готовой Луны, а также отделение Луны от Земли.

Your browser does not support the video tag. Происхождение Луны

Разрабатывается также и компромиссная (импактная) гипотеза, связывающая появление массивного околоземного доспутникового диска с гигантским выбросом вещества, вызванным столкновением Протоземли с крупным телом (с размерами порядка Меркурия или даже Марса). Согласно модельным расчётам, из массивного спутникового роя могла образоваться система из нескольких крупных спутников, орбиты которых с разной скоростью эволюционировали под действием приливного трения, и, в конечном счёте, спутники объединились в одно тело – Луну.

Your browser does not support the video tag. Эволюция Луны

Лунное расстояние (астрономия) — Lunar distance (astronomy)

Расстояние от центра Земли до центра Луны

Лунное расстояние ( LD или ), которая также называется Земля-Луна расстояние , Земли-Луны характерного расстояние , или расстояние до Луны , является единицей измерения в астрономии . Это среднее расстояние от центра Земли до центра Луны . Технически это средняя большая полуось геоцентрической лунной орбиты . Это может также относиться к усредненному по времени расстоянию между центрами Земли и Луны или, реже, к мгновенному расстоянию Земля-Луна. Расстояние до Луны составляет примерно 400 000 км , что составляет четверть миллиона миль или 1,28 световых секунды . Это примерно равна длине окружности Земли, умноженной на десять, ее диаметру, умноженному на тридцать, или 1/389 расстояния от Земли до Солнца ( астрономическая единица ). Δ ⊕ L {\ textstyle \ Delta _ {\ oplus L}}

Средняя большая полуось имеет значение 384 402 км (238 856 миль). Среднее по времени расстояние между центрами Земли и Луны составляет 385 000,6 км (239 228,3 миль). Фактическое расстояние меняется в течение орбиты Луны , от 356 500 км (221 500 миль) в перигее до 406 700 км (252 700 миль) в апогее , в результате чего дифференциальный диапазон составляет 50 200 км (31 200 миль).

Лунное расстояние обычно используется для выражения расстояния до сближающихся с Землей объектов . Лунное расстояние также является важным астрономическим элементом; точность этого измерения на несколько частей в триллион имеет последствия для тестирования гравитационных теорий , таких как общей теории относительности , а также для уточнения других астрономических значений , таких как массы Земли , радиус Земли и вращения Земли. Измерение также полезно для определения радиуса Луны , массы Солнца и расстояния до Солнца .

Измерения лунного расстояния с точностью до миллиметра производятся путем измерения времени, необходимого для прохождения света между станциями LIDAR на Земле и ретрорефлекторами, установленными на Луне. Луна удаляется от Земли по спирали со средней скоростью 3,8 см (1,5 дюйма) в год, как было обнаружено в эксперименте по лунному лазерному определению дальности .

Ценить

Расстояние между Землей и Луной — размеры и расстояние в масштабе.

• AU — это 389 лунных расстояний.
• Световой год составляет 24 611 700 лунных расстояний.
• Радиус орбиты GEO (геостационарная земная орбита) составляет 42 164 км (26 199 миль) от центра Земли или 35 786 км (22 236 миль) от поверхности Земли. Первое средство 1 / 9,117 LD = 0,109 68 ЛД

Вариация

Мгновенное расстояние до Луны постоянно меняется. На самом деле истинное расстояние между Луной и Землей может измениться так быстро, как 75 метров в секунду , или более 1000 км (620 миль) всего за 6 часов, из-за некруговой орбиты. Есть и другие эффекты, которые также влияют на расстояние до Луны. Некоторые факторы описаны в этом разделе.

Минимальное, среднее и максимальное расстояния от Луны до Земли с ее угловым диаметром, если смотреть с поверхности Земли, в масштабе

Возмущения и эксцентриситет

Расстояние до Луны можно измерить с точностью до 2 мм за 1-часовой период отбора проб, что приводит к общей неопределенности 2–3 см для среднего расстояния. Однако из-за его эллиптической орбиты с переменным эксцентриситетом мгновенное расстояние изменяется с месячной периодичностью. Кроме того, на расстояние влияют гравитационные эффекты различных астрономических тел, в первую очередь Солнца и в меньшей степени Юпитера. К другим силам, ответственным за мельчайшие возмущения, относятся: гравитационное притяжение к другим планетам Солнечной системы и астероидам; приливные силы; и релятивистские эффекты. Эффект радиационного давления от Солнца дает вклад в размере ± 3,6 мм до лунного расстояния.

Хотя мгновенная погрешность составляет субмиллиметр, измеренное расстояние до Луны может отличаться от среднего значения более чем на 21 000 км (13 000 миль) в течение обычного месяца. Эти возмущения хорошо изучены, и расстояние до Луны можно точно смоделировать на протяжении тысяч лет.

Изменение расстояния между центрами Луны и Земли за 700 дней.

Приливная диссипация

Благодаря действию приливных сил , то угловой момент вращения Земли медленно переносится на орбиту Луны. В результате скорость вращения Земли незаметно уменьшается (со скоростью 2,3 миллисекунды / столетие ), а орбита Луны постепенно расширяется. Текущая скорость рецессии составляет 3,805 ± 0,004 см в год . Однако считается, что в последнее время этот показатель увеличился, поскольку 3,8 см / год означало бы, что Луне всего 1,5 миллиарда лет, тогда как научный консенсус предполагает возраст примерно 4 миллиарда лет. Также считается, что эта аномально высокая скорость рецессии может продолжать ускоряться.

Предполагается, что расстояние до Луны будет продолжать увеличиваться до тех пор, пока (теоретически) Земля и Луна не станут приливно заблокированными , как Плутон и Харон. Это произойдет, когда продолжительность лунного орбитального периода равна периоду вращения Земли, который оценивается в 47 наших текущих дней. Тогда два тела будут в равновесии, и никакой другой энергии вращения больше не будет. Однако модели предсказывают, что для достижения этой конфигурации потребуется 50 миллиардов лет, что значительно больше ожидаемого срока службы Солнечной системы .

Орбитальная история

Лазерные измерения показывают, что среднее расстояние до Луны увеличивается, что означает, что Луна была ближе в прошлом, а дни Земли были короче. Исследования окаменелостей раковин моллюсков кампанской эры (80 миллионов лет назад) показывают, что в это время было 372 дня (23 часа 33 минуты) в году, что означает, что расстояние до Луны составляло около 60,05  R _⊕ (383000 км или 238000 км). миль). Существует геологические данные , что среднее расстояние лунного было около 52  R _⊕ (332000 км или 205000 миль) в течение докембрийской эры ; 2500 миллионов лет назад .

Гипотеза гигантского удара , широко принятая теория, утверждает, что Луна была создана в результате катастрофического столкновения между Землей и другой планетой, что привело к повторному накоплению фрагментов на начальном расстоянии 3,8  R _⊕ (24000 км или 15000 км). миль). В этой теории предполагается, что первоначальный удар произошел 4,5 миллиарда лет назад.

История измерений

До конца 1950-х годов все измерения расстояния до Луны основывались на оптических угловых измерениях : самое раннее точное измерение было выполнено Гиппархом во 2 веке до нашей эры. Космический век стал поворотным моментом, когда точность этого значения была значительно улучшена. В 1950-х и 1960-х годах проводились эксперименты с использованием радаров, лазеров и космических аппаратов с использованием компьютерной обработки и моделирования.

Этот раздел предназначен для иллюстрации некоторых из исторически значимых или иных интересных методов определения расстояния до Луны и не претендует на то, чтобы быть исчерпывающим или всеобъемлющим списком.

Параллакс

Самый старый метод определения расстояния до Луны заключался в измерении угла между Луной и выбранной точкой отсчета одновременно в нескольких местах. Синхронизацию можно координировать, производя измерения в заранее определенное время или во время события, которое наблюдают все стороны. До появления точных механических хронометров событием синхронизации обычно было лунное затмение или момент, когда Луна пересекала меридиан (если наблюдатели имели одинаковую долготу). Этот метод измерения известен как лунный параллакс .

Для повышения точности необходимо выполнить определенные настройки, например, отрегулировать измеренный угол с учетом рефракции и искажения света, проходящего через атмосферу.

Лунное затмение

Ранние попытки измерить расстояние до Луны основывались на наблюдениях за лунным затмением в сочетании со знанием радиуса Земли и пониманием того, что Солнце намного дальше, чем Луна. Наблюдая за геометрией лунного затмения, можно рассчитать расстояние до Луны с помощью тригонометрии .

Самые ранние сообщения о попытках измерить расстояние до Луны с помощью этого метода были сделаны греческим астрономом и математиком Аристархом Самосским в 4 веке до нашей эры, а затем Гиппархом , чьи вычисления дали результат 59–67  R _⊕ ( 376 000 -427 000  км или 233 000 -265 000  миль ). Этот метод позже нашел свой путь в работу Птолемея , который подготовил результат 64   ¹ ⁄ ₆   R _⊕ ( 409 000  км или 253 000  миль ) в его самой дальней точке.

Пересечение меридиана

Экспедиция французского астронома ACD Кроммелина наблюдала прохождение лунных меридианов в одну и ту же ночь из двух разных мест. Тщательные измерения с 1905 по 1910 год позволили определить угол возвышения в тот момент, когда определенный лунный кратер ( Mösting A ) пересек местный меридиан, со станций в Гринвиче и на мысе Доброй Надежды , которые имеют почти одинаковую долготу. Расстояние рассчитывалось с погрешностью 30 км , и это оставалось окончательным значением лунного расстояния на следующие полвека.

Оккультации

Регистрируя момент, когда Луна закрывает фоновую звезду (или аналогично, измеряя угол между Луной и фоновой звездой в заданный момент), можно определить расстояние до Луны, если измерения производятся в нескольких точках известных разделение.

Астрономы О’Киф и Андерсон рассчитали расстояние до Луны, наблюдая четыре затмения из девяти мест в 1952 году. Они вычислили среднее расстояние 384 407 0,6 ± 4,7 км (238,859.8 ± 2,9 мили). Это значение было уточнено в 1962 году Ирен Фишер , которая включила обновленные геодезические данные для получения значения 384 403 0,7 ± 2 км (238,857.4 ± 1 мили).

Радар

В 1957 году в Лаборатории военно-морских исследований США был проведен эксперимент, в котором для определения расстояния Земля-Луна использовалось эхо сигналов радара. Длительные импульсы радара 2 мкс транслировались с радиотарелки диаметром 50 футов (15 м). После того, как радиоволны отразились от поверхности Луны, был обнаружен обратный сигнал и измерено время задержки. По этому измерению можно было рассчитать расстояние. Однако на практике отношение сигнал / шум было настолько низким, что невозможно было надежно произвести точное измерение.

Эксперимент был повторен в 1958 году в Королевском радиолокационном предприятии в Англии. Длительные импульсы радара Было передано 5 мкс с пиковой мощностью 2 мегаватт при частоте следования 260 импульсов в секунду. После того, как радиоволны отразились от поверхности Луны, был обнаружен обратный сигнал и измерено время задержки. Несколько сигналов складывались вместе для получения надежного сигнала путем наложения осциллограмм на фотопленку. По результатам измерений расстояние было рассчитано с погрешностью 1,25 км (0,777 мили).

Эти первоначальные эксперименты были задуманы как эксперименты по проверке концепции и длились всего один день. Последующие эксперименты продолжительностью один месяц дали среднее значение 384 402 ± 1,2 км (238 856 ± 0,75 мили), что было самым точным измерением лунного расстояния в то время.

Лазерная дальность

Лунный лазерный эксперимент по дальности полета из миссии Аполлон-11

Эксперимент по измерению времени пролета лазерных импульсов, отраженных непосредственно от поверхности Луны, был проведен в 1962 году группой из Массачусетского технологического института и советской группой в Крымской астрофизической обсерватории .

Во время миссий Аполлона в 1969 году астронавты разместили на поверхности Луны ретрорефлекторы с целью повышения точности и точности этой техники. Измерения продолжаются и включают несколько лазерных установок. Мгновенная точность экспериментов по определению расстояния до Луны может превышать субмиллиметровое разрешение и на сегодняшний день является наиболее надежным методом определения расстояния до Луны.

Астрономы-любители и гражданские ученые

Благодаря современной доступности устройств точного времени, цифровых камер с высоким разрешением, GPS- приемников, мощных компьютеров и почти мгновенной связи, астрономы-любители стали производить высокоточные измерения лунного расстояния.

23 мая 2007 год цифровые фотографий Луны во время ближайшего затенения из Регул были взяты из двух мест, в Греции и Англии. Путем измерения параллакса между Луной и выбранной звездой фона было вычислено расстояние до Луны.

Более амбициозный проект под названием «Кампания Аристарха» был реализован во время лунного затмения 15 апреля 2014 года. Во время этого мероприятия участникам было предложено сделать серию из пяти цифровых фотографий от восхода луны до кульминации (точки наибольшей высоты).

В этом методе использовалось преимущество того факта, что Луна фактически находится ближе всего к наблюдателю, когда она находится в самой высокой точке неба, по сравнению с тем, когда она находится на горизонте. Хотя кажется, что Луна является самой большой, когда находится около горизонта, на самом деле все наоборот. Это явление известно как иллюзия Луны . Причина разницы в расстоянии в том, что расстояние от центра Луны до центра Земли почти постоянно в течение ночи, но наблюдатель на поверхности Земли фактически находится на расстоянии 1 радиуса Земли от центра Земли. Это смещение приближает их к Луне, когда она находится над головой.

Современные камеры достигли уровня разрешения, способного запечатлеть Луну с достаточной точностью для восприятия и, что более важно, для измерения этого крошечного изменения видимого размера. Результаты этого эксперимента рассчитывались как LD = 60,51 +3,91
−4,19   R _⊕ . Принятое значение для этой ночи было 60,61  R _⊕ , что подразумевает точность 3%. Преимущество этого метода в том, что единственное необходимое измерительное оборудование — это современная цифровая камера (оснащенная точными часами и GPS-приемником).

Другие экспериментальные методы измерения расстояния до Луны, которые могут быть выполнены астрономами-любителями, включают:

• Съемка Луны до того, как она войдет в полутень и после полного затмения.
• Измерение с максимальной точностью времени контактов затмения.
• Получение хороших снимков частичного затмения, когда форма и размер тени Земли хорошо видны.
• Съемка Луны, включающей в одном поле зрения Спику и Марс, с разных мест.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка

Как изначально рассчитывалось расстояние Земля-Солнце?

В книге «Транзиты Венеры » Шихана и Уэстфолла описано, как Аристарх использовал расчет Гиппарха для расстояния Земля-Луна, который, в свою очередь, использовал расчет Эратосфена для окружности Земли, чтобы вычислить расстояние Земля-Солнце.

Аристарх Самосский первым серьезно рассчитал расстояние до Солнца, используя геометрию. Когда Луна ровно наполовину освещена, если смотреть с Земли (первая или последняя четверть фазы), тогда существует прямой треугольник между Землей, Луной и Солнцем, с Луной под прямым углом. Затем он мог измерить угловое расстояние в небе между Солнцем и Луной, а также расстояние и геометрию Земли-Луны, чтобы получить расстояние Земля-Солнце.

Самая известная древняя оценка окружности Земли, сделанная Эратосфеном Киренским (ок. 276-196 до н.э.), библиотекарем в великой библиотеке в Александрии. Используя простой гномон, он обнаружил, что в Сиене … солнце во время летнего солнцестояния совсем не отбрасывает тень: оно было точно над головой. … В то же время в Александрии тень, отбрасываемая солнцем, показывает, что она стояла в 7,2 градуса от вертикали. Эта разница равна 1/50 круга.

Используя расстояние между городами, можно рассчитать окружность Земли.

Как только радиус Земли известен, сама земля может использоваться как базовая линия для определения еще больших расстояний — расстояния до Луны.

[I] становится возможным рассчитать расстояние от Земли до Луны косвенно из геометрии [лунных] затмений. Используя этот метод, Гиппарх Родосский (эт. 140 г. до н.э.) выяснил, что расстояние до Луны составляло 59 радиусов Земли. Это хорошее приближение — с 1 1/2 или 2 земными радиусами современного значения.

Используя расстояние Земля-Луна и отрыв Луны от Солнца на небе, когда Луна была точно в полуфазе, Аристарх рассчитал расстояние Земля-Солнце.

Аристарх выдвинул геометрический аргумент, основанный на определении угла Солнце-Земля-Луна в то время, когда фаза Луны составляет ровно половину. Для этого угла, который на самом деле составляет 89,86 градуса, Аристарх использовал 87 градусов; Разногласия более значительны, чем могут показаться, потому что критической величиной является разница между углом и 90 градусами.

Из-за этого Аристарх получил только значение, эквивалентное «5 миллионам миль», что слишком мало.

У Фила Плейта на его старом сайте Bad Astronomy есть статья, в которой он отвечает на вопрос о том, как астрономы первоначально рассчитали расстояние от Земли до Солнца (AU, или астрономическая единица).

Гюйгенс был первым, кто вычислил это расстояние с любой точностью.

Так как же это сделал Гюйгенс? Он знал, что Венера показала фазы при просмотре через телескоп, как наша Луна. Он также знал, что фактическая фаза Венеры зависит от угла, который она сделала с Солнцем, если смотреть с Земли. Когда Венера находится между Землей и Солнцем, дальняя сторона освещена, и поэтому мы видим, что Венера темная. Когда Венера находится на противоположной стороне Солнца от Земли, мы можем видеть всю половину, обращенную к нам, освещенной, и Венера выглядит как полная Луна. Когда Венера, Солнце и Земля образуют прямой угол, Венера выглядит наполовину освещенной, как полумесяц.

Теперь, если вы можете измерить любые два внутренних угла в треугольнике и узнать длину одной из его сторон, вы можете определить длину другой стороны. Поскольку Гюйгенс знал угол Солнца-Венеры-Земли (по фазам), и он мог непосредственно измерять угол Солнца-Земли-Венеры (просто измеряя видимое расстояние Венеры от Солнца на небе), все, что ему было нужно, это знать расстояние от Земли до Венеры. Затем он мог использовать простую тригонометрию, чтобы получить расстояние от Земли до Солнца.

Это где Гюйгенс споткнулся. Он знал, что если вы измерили видимый размер объекта и знали его истинный размер, вы могли бы найти расстояние до этого объекта. Гюйгенс думал, что он знает фактический размер Венеры, используя такие ненаучные методы, как нумерология и мистицизм. Используя эти методы, он думал, что Венера была того же размера, что и Земля. Как оказалось, это правильно! Венера действительно очень близка к размеру Земли, но в этом случае он понял это совершенно случайно. Но так как у него был правильный номер, он получил правильный номер для АС.

В основном, Гюйгенс использовал хорошие методы, за исключением использования «нумерологии и мистики» для определения размеров Венеры. Ему повезло, что Венера была почти размером с Землю; это сделало его оценку для AU довольно близко.

Вскоре после этого Кассини использовал параллакс Марса для определения АС. (Та же статья, что и ссылка выше.)

В 1672 году Кассини использовал метод, включающий параллакс на Марсе, чтобы получить АС, и его метод был правильным.

Параллакс — это видимая разница в угле, наблюдаемая из-за различных положений наблюдения. Чем меньше параллакс, тем больше расстояние.

Однако точность результирующего расчета зависит от точности наблюдений, а измерения параллакса не настолько точны.

В 1716 году Эдмонд Халли опубликовал способ использования транзита Венеры для точного измерения солнечного параллакса, то есть разницы в положении Солнца на небе благодаря наблюдателям на разных широтах.

Из-за разницы в широте наблюдателей Венера, казалось бы, двигалась вдоль хорды разной длины над диском Солнца. Движение Венеры почти равномерно, длина каждого аккорда будет пропорциональна продолжительности транзита. Таким образом, наблюдатели на самом деле ничего не должны измерять ; им нужно будет только время транзита. К счастью, существующие маятниковые часы были более чем достаточно точны для этой цели.

Они могли с большой точностью рассчитывать время прохождения, которое будет длиться часами. Но им пришлось подождать до следующего транзита Венеры в 1761 году. Затем наблюдатели наблюдали эффект черной капли , из-за чего было очень трудно точно рассчитать время от начала до конца.

Эффект черной капли не может быть полностью устранен, но он гораздо более заметен в наблюдениях, проведенных с помощью телескопов с несовершенным оптическим качеством (как и многие из тех, что использовались на транзите 1761 года), а также в кипящем или неустойчивом воздухе. Путаница в отношении времени внутренних контактов … привела к тому, что время наблюдений различалось у наблюдателей из-за черной капли на целых 52 секунды.

В конце концов, существует широкий диапазон опубликованных значений, от 8,28 угловых секунд до 10,60 угловых секунд.

Но затем был транзит 1769 года. Наблюдения в Норвегии и в Гудзоновом заливе были сделаны для северных наблюдений, и капитан Джеймс Кук был отправлен на то, что сейчас является Таити, чтобы сделать южное наблюдение. Жером Лаланд составил цифры и вычислил солнечный параллакс в 8,6 угловых секунд, что близко к современному значению около 8,794 угловых секунд. В результате этих расчетов был получен первый довольно точный расчет расстояния от Земли до Солнца, состоящий из 24 000 радиусов Земли, который с учетом радиуса Земли 6 371 км, что составляет около 153 000 000 км, при этом принятое значение составляет около 149 600 000 км.

Модель Солнечной системы — Oficiální stránky obce Hýsly

Модель Солнечной системы

Солнечной системой называется система планет вращающихся вокруг звезды Солнца. Среди этих планет — и наша Земля. Солнечная Система состоит из солнца и небесных тел удерживаемых солнечным притяжением. Масса солнца примерно в 330 000 раз превышает земную массу и составляет 99.8% массы всей солнечной системы. Диаметр солнца — порядка 1 400 000 км, т. е. примерно 109 диаметров Земли. В солнечную систему кроме солнца также входят восемь планет, более 150 лун и множество малых тел — таких как астероиды, кометы и метеоры.

По порядку близости к Солнцу, восемь планет солнечной системы это Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Для измерения расстояний в солнечной системе используется «астрономическая единица» (АЕ). Одна АЕ соответствует расстоянию от Земли до Солнца. Таким образом, расстояние в одну АЕ — это почти 150 миллионов километров. Например, Юпитер вращается на орбите 5.2 АЕ — то есть на расстоянии от Солнца в 5.2 раза большем чем Земля.

Планеты в солнечной системе иногда делят на две группы. В первую включают четыре планеты земного типа (внутренние планеты), а во вторую — четыре газовых гиганта (внешние планеты). Четыре внутренние планеты состоят из плотных, каменистых материалов. Газовые гиганты в основном состоят из водорода, гелия, воды, аммиака и метана и не имеют твердой поверхности.

Планеты земного типа

Меркурий — наименьшая по размеру из восьми планет, и также ближайшая к солнцу. Поверхность Меркурия в целом напоминает поверхность нашей Луны. Меркурий усеян кратерами и не имеет ни естественных спутников ни существенной атмосферы. Температура на его поверхности весьма различна в дневное и в ночное время. Орбита Меркурия составляет 0.387 АЕ, его диаметр — примерно треть от Земного (точнее, 0.38 земного), орбитальный период — 0.24 земного года.

Венера близка по размеру, силе притяжения и минералогическому составу к Земле. Однако условия на венерианской поверхности радикально отличаются от земных. Это самая горячая планета. Температура ее поверхности достигает 400 градусов по Цельсию, видимо из-за насыщенности углекислым газом. Венера вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии около 0.72 АЕ; ее диаметр — 0.95 от земного. Венерианский год составляет 0.615 от земного года.

Земля — самая большая и плотная из четыре внутренних планет. Земля вращается вокруг Солнца на расстоянии 1АЕ = 150 млн. км. Диаметр Земли — около 12700км, а орбитальный период равен, естественно, одному земному году. У земли есть один естественный спутник — Луна, единственный большой спутник у планет земного типа в с. системе. Среднее расстояние от центра Земли к центру Луны равно 380 000км = 0.0026АЕ, то Луна примерно в 400 раз ближе к Земле чем Солнце. Это самый крупный спутник во всей с. системе относительно к размеру планеты вокруг которой он вращается. Диаметр Луны — 3476км, т.е. чуть больше четверти земного (0.273). Луна совершает полный круг вокруг Земли за 29.5 дней (примерно за месяц).

Марс — после Меркурия самая малая планета солнечной системы. У Марса есть две луны, Фобос (диаметр 22км) и Деймос (диаметр 12.6км) — маленькие и неправильной формы. Атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа со следами водяных паров. Среди всех планет, климатические сезоны на Марсе более всего напоминают земные. Большее удаление Марса от Солнца объясняет пониженные температуры на его поверхности. В среднем они колеблются около -30C, но днем могут подниматься до 15C. На Марсе, как и на Земле, есть полярные ледники, но там они состоят частично из воды, а частично из углекислого газа. Эти ледники можно наблюдать в телескоп, где они видны как белые пятна.

Газовые гиганты.

Юпитер это самая большая планета солнечной системы. Он состоит в основном из водорода и гелия. Юпитер состоит в основном из водорода с малой примесью гелия. Возможно, у него есть также каменистое ядро из более тяжелых элементов под большим давлением. Юпитер окружен неплотной системой планетарных колец. У Юпитера более 60 спутников, включая четыре большие Галлилеевы луны, открытые Галлилео Галлилеем в 1610 году. Ио обрашается на расстоянии 3643 км от Юпитера, Европа — 3122 км, Ганимед 5262 км и Каллисто — 4821 км. Среднее расстояние между Юпитером и Солнцем в 5.2 раза больше земного (5.2АЕ)и его орбитальный период составляет 11.86 земного года. Диаметр Юпитера в 11.2 раза больше земного.

Сатурн — вторая по величине планета солнечной системы. Сатурн известен своей системой колец, которые превратили его в наиболее визуально примечательный объект солнечной системы. Кольца состоят в основном из частиц льда, а также осколков минералов и пыли. Диаметр кольца более 420000 км, но толщина его всего несколько сотен метров. У Сатурна множество спутников. Известно 60, но число это растет по мере совершенствования телескопов. Титан — наибольшая луна Сатурна, его диаметре 5150 км. Другие крупные луны — Мимас, Енцеладус, Тетис, Диона, Реа, Иапетус. Среднее расстояние между Сатурном и Солнцем — 9.53 АЕ; диаметр его в 9,45 раз больше земного и сатурнианский год в 29.65 раза больше земного.

Уран — третья по величине планета солнечной системы. Атмосфера Урана содержит в основном, подобно Юпитеру и Сатурну, водород (83%) и гелий (15%), но также и воду, аммиак и метан. Уран также имеет неплотную систему планетарных колец, состоящих из частиц и осколков размером до 10 метров. У Урана открыто 27 спутников. Пять основных это Миранда, Ариель, Умбриель, Оберон и Титаниа. Среднее расстояние от Урана до Солнца около 19,2 АЕ. Его диаметр в 4 раза больше земного, а период обращения вокруг Солнца равен 84.1 земному году.

Нептун — восьмая и наиболее удаленная от Солнца планета солнечной системы. Диаметр и химический состав Нептун весьма напоминают Уран. В отличие от Урана, атмосфера Нептуна характеризуется частыми мощными штормами. У Нептуна также есть неплотная и фрагментированная системе колец, что было подтверждено при пролете аппарата Вояджер 2. У Нептуна известно 13 спутников. Самый крупный из них, Тритон, является также самым холодным телом известным сегодня в солнечной системе. Температура его поверхности равна -228 C. Среднее расстояние от Нептуна до солнца — 30.0 АЕ, его диаметр в 4 раза больше земного и период обращения вокруг Солнца составляет 164.9 земных лет.

Измерить расстояние Земля-Луна с помощью лазера сложнее, чем вы думаете

Как измерить расстояние Земля-Луна? Какие результаты измерений и зачем их вообще делать? Вот ответы на эти интересные вопросы.

Одним из аргументов, используемых для опровержения теории о ложной посадке на наш естественный спутник, является информация об измерении расстояния Земля-Луна лазерным лучом. Для сторонников теории заговора нет таких свидетельств, как фотогалерея Аполлона, но научное значение измерений очень важно.

Напомним, первые геометрические попытки оценить расстояние Земля-Луна, хотя и ошибочные из-за несовершенства методов измерения, были предприняты Аристархом Самосским более 2000 лет назад.

Но вернемся в наше время. Лазерный луч излучается в специальные световозвращатели, оставленные на Луне миссиями Аполлон 11 , 14 и 15, а также Луноходами 1 и 2, установленными на советских луноходах. Благодаря этим измерениям мы знаем, например, что наш космический спутник удаляется от Земли со скоростью примерно 3,8 сантиметра в год. За это ответственны приливные силы, те же силы, которые вызывают приливы и отливы в земных морях и океанах.

Чем дальше Луна от Земли, тем длиннее наш день

За время жизни одного человека Луна удалится на 3 метра от Земли. Это немного. Когда мы начнем накапливать эти знания, они станут более важными. С началом эпохи великих географических открытий расстояние увеличилось на 20 метров. С момента появления на Земле первых гоминидов прошло 152 километра. Конечно, мы говорим о среднем расстоянии Земля-Луна, потому что из-за эллиптической орбиты мгновенное расстояние от Земли до Луны изменяется примерно на 50 000 километров в течение месяца. В настоящее время это в среднем 386 тысяч километров.

Изменение расстояния также влияет на Землю. Чем дальше находится Луна, тем медленнее Земля вращается вокруг своей оси. Продолжительность земного дня увеличивается. Конечно, в ходе человеческой жизни и даже существования нашей цивилизации изменения очень незначительны. За столетие день увеличивается всего на 2 миллисекунды. Это изменение не следует путать с расхождениями, возникающими в результате измерения времени с использованием атомных и астрономических часов — оно является результатом дополнительной секунды и не связано с замедлением скорости вращения Земли вокруг своей оси.

Мы не можем рассчитывать на 25 часов в нашей жизни. Есть модели, которые предполагают, что около 1,4 миллиарда лет назад, когда жизнь на Земле достигала уровня отдельных клеток, сутки длились 18 часов. Они также показывают, что темпы удаления изменчивы, поэтому трудно экстраполировать 3,8 сантиметра в год на геологическую шкалу времени.

Измерения расстояний и внутреннее строение Луны

Изменения продолжительности земных суток — не единственное ценное заключение, которое следует из измерений расстояний. Сегодня мы знаем, что у Луны, скорее всего, жидкое ядро. Теперь цель исследования — уточнить результаты и ответить на вопрос, является ли внутренняя часть ядра твердой, как Земля. Вся эта информация окажется бесценной для отслеживания истории лунного магнитного поля. Оно когда-то существовало и было сильным, а сегодня находится в зачаточном состоянии.

Как работает измерение расстояния Земля-Луна?

Самая большая светоотражающая панель, которую оставили позади астронавты Аполлона-15, имеет размеры 105 х 65 сантиметров. Это не плоское зеркало, а поверхность, покрытая угловыми отражателями, используемыми в лазерных измерениях (первые два имеют 100 таких отражателей, третье 300). Одиночные такие рефлекторы также размещаются на марсоходах, но они используются только для измерений с орбиты Марса.

Они работают так, что независимо от направления, с которого свет падает на панель, наблюдатели имеют гарантию, что он будет отражен обратно в направлении, параллельном направлению прихода. В случае обычного зеркала только свет, падающий прямо перед собой, мог бы вернуться к наблюдателю, и такое точное размещение объекта на поверхности Луны относительно передатчика на Земле было бы чудом.

В направлении зеркал излучается лазерный луч, который после отражения возвращается на Землю и регистрируется. Измеряется задержка, оценивается расстояние.
Почему все кажется простым, а на самом деле это не так?

В настоящее время измерения расстояния от Земли до Луны производятся с точностью до одного миллиметра. Сигнал, отправленный на Луну, отраженный от рефлектора, возвращается на Землю через 2,5 секунды. Возвращается, но не всегда! И неудивительно, ведь все это измерение расстояний очень сложно.

Первая проблема — это когерентность пучка. Относительно сфокусированный лазерный луч, который даже на Земле довольно большой, потому что он должен быть достаточно сильным, чтобы проникнуть в атмосферу Земли (дважды), на расстоянии Луны он даже 2 километра в ширину. Если его можно будет направить на отражатель, несколько фотонов в луче попадут в него, и еще меньше, вероятно, будет зарегистрировано обратно на Землю.

По данным НАСА, вероятность того, что одиночный фотон, излучаемый с Земли в направлении отражателя, оставленного Аполлоном 11. Вероятность того, что каждый из этих счастливых фотонов вернется на Землю и будет зарегистрирован, составляет 1/25 000 000, составляет 1/25 000 000. .

Поэтому, хотя измерения проводятся регулярно, это сложная задача. Есть еще одна проблема. На Земле принимается только 1/10 ожидаемого сигнала обратной связи. Предполагается, что панели каким-то образом загрязнились. Кажется, что на Луне сложно найти пыльную бурю, ведь ее атмосфера похожа на лучший вакуум, когда-либо созданный на Земле. Действительно, пыльной бури масштаба Марса не будет. Однако пыль, поднятая с поверхности, например, падающими метеороидами, даже на Луне может быть проблемой. Сделан первый шаг к прояснению трудностей измерения. Поэтому НАСА в сотрудничестве с французскими учеными решило использовать рефлектор на лунном рекоассансном орбитальном аппарате (LRO), чтобы выяснить суть проблемы. Этот отражатель размером с небольшую книгу, сам орбитальный аппарат все еще находится в движении, поэтому задача огромна. В итоге, однако, удалось зарегистрировать сигнал обратной связи после многих попыток. Чтобы повысить точность измерения, во французском центре в Грассе вместо зеленого лазерного луча использовались менее чувствительные инфракрасные и импульсные лазеры.

Сегодня известно, что что-то не так с ретрорефлекторами, отражающими лазерные лучи на Луне. И ученые прилагают максимум сил, чтобы точно определить, что на самом деле является причиной этих проблем.

GISMETEO.RU: Вращается ли Луна? — Наука и космос

Те, кто наблюдает за Луной с Земли, могут заметить, что спутник, проходя по своей орбите, всегда повернут к своей планете одной и той же стороной. Возникает логичный вопрос, а вращается ли Луна или же она неподвижна относительно своей оси? Несмотря на то, что наши глаза говорят «нет», ученые утверждают обратное — Луна действительно вращается.

© taffpixture | shutterstock

Период обращения Луны вокруг Земли составляет 27,322 дня. Примерно 27 дней требуется спутнику и для того, чтобы сделать один оборот вокруг собственной оси. Именно поэтому для наблюдателей с Земли создается иллюзия того, что Луна остается абсолютно неподвижна. Ученые называют эту ситуацию синхронным вращением.

Однако, стоит обратить внимание на то, что орбита Луны полностью не совпадает с осью ее вращения. Луна путешествует вокруг Земли по эллиптической орбите, слегка вытянутому кругу. Когда Луна приближается к Земле на максимально возможное расстояние, она вращается медленнее, что позволяет увидеть обычно скрытые от наблюдателей 8 градусов на восточной стороне спутника. Когда же Луна отдаляется на максимальное расстояние, вращение происходит быстрее, поэтому дополнительные 8 градусов можно увидеть на западной стороне.

Следует отметить, что обратная сторона Луны визуально сильно отличается о того, какой мы привыкли видеть ее с Земли. Если ближняя сторона Луны главным образом состоит из лунных морей — больших темных равнин, созданных затвердевшими потоками лавы — и невысокими лунными холмами, то обратная сторона спутника буквально усеяна кратерами.

Между тем, ученые заявляют, что период вращения Луны не всегда был равен ее периоду обращения. Подобно тому, как гравитация Луны влияет на океанские приливы на Земле, гравитация Земли влияет и на Луну. Но поскольку на естественном спутнике планеты нет океана, Земля воздействует непосредственно на поверхность Луны, создавая на ней приливные выпуклости вдоль линии, указывающей на Землю. Приливное трение постепенно замедляет вращение Луны.

Такой же эффект оказывает и сам спутник на Землю, поэтому каждые 100 лет продолжительность дня увеличивается на несколько миллисекунд. Так, во время динозавров Земля совершала один оборот вокруг своей оси за 23 часа. Ныне принятые за сутки 24 часа (или 86 400 стандартных секунд) на оборот вокруг своей оси у Земли уходило в 1820 году. С тех пор солнечный день на планете увеличился примерно на 2,5 миллисекунды.

Как далеко находится Луна?

Что такое световой год?

Эллиптическая орбита Луны

Орбита не является идеально круговой. Некоторые из них очень близки, но все они, по крайней мере, слегка эллиптические по форме. Астрономы могут измерить, насколько близка к идеальному кругу орбита, вычислив ее «эксцентриситет».

Это выражается числом от 0 до 1. Чем ближе эксцентриситет к 0, тем ближе орбита к кругу.Фактически, круг можно рассматривать как особый вид эллипса с эксцентриситетом 0.

Орбита Венеры — наименее эксцентричная из всех планет в нашей Солнечной системе и самая близкая к окружности со значением 0,007. Меркурий — самый эксцентричный со значением 0,2.

Эксцентриситет орбиты Луны составляет 0,05 . Кроме того, Земля также находится не в самом центре орбиты Луны. Он расположен в одном из фокусов эллиптической орбиты Луны, поэтому ближе к одному краю орбиты, чем к другому.

Апогей, перигей и среднее расстояние — объяснение расстояния до Луны

Астрономы склонны говорить о трех разных числах, когда говорят о расстоянии между Землей и Луной.

В самой удаленной от Земли точке Луна находится примерно в 405 696 км (252 088 миль) на расстоянии от Земли, и астрономы говорят, что Луна находится в апогее , («апо» означает «далеко»).

С другой стороны, когда Луна находится в перигея («пери» означает «близко»), Луна находится на наиболее близком к Земле приближении .Расстояние между ними составляет всего 363 104 км (225 623 мили).

Эти две цифры различаются на 42 592 км (26 465 миль) — более чем в три раза больше диаметра Земли! Среднее расстояние между Землей и Луной составляет 384 400 км (238 855 миль) .

Эллиптическая орбита Луны с расстояниями в апогее и перигее. Обратите внимание, что Земля находится не в самом центре орбиты и что эксцентриситет орбиты здесь преувеличен! Предоставлено: НАСА / Люк Виатор / Аффелия Вибисоно.

Суперлуна и микролун

Но влияют ли на нас как-нибудь эти два расстояния? Не совсем. Полная Луна будет выглядеть немного больше, если она происходит в перигей (иногда называемая суперлуной), и немного меньше в апогее (микролуна). Однако разница не будет легко заметна невооруженным глазом, и сравнение фотографий — единственный способ действительно ее увидеть.

Узнайте больше о суперлунах

Сравнение микролуны и суперлуны.Суперлуны кажутся на 14% больше и на 30% ярче микролуны. Предоставлено: Marcoaliaslama.

Как Луна влияет на приливы?

Наши приливы вызваны гравитационным притяжением Луны и Солнца, а также вращением Земли . Приливы — самые высокие, а отливы — самые низкие, когда это полнолуние или новолуние, из-за суммирования гравитационного притяжения нашего естественного спутника и звезды. Эти приливы называются весенними приливами, поскольку они возникают и возвращаются, они не имеют ничего общего с весенним сезоном.В перигее гравитационное притяжение Луны будет немного сильнее, чем обычно, и поэтому разница между приливом и отливом будет больше — но только примерно на 5 см! Точно так же, когда Луна находится в апогее, разница между приливом и отливом будет всего примерно на 5 см меньше, чем обычно.

Самые большие приливы происходят, когда Солнце, Луна и Земля выравниваются, потому что гравитационное притяжение Солнца и Луны совмещается. Непрерывные приливы меньше и возникают, когда Солнце и Луна перпендикулярны друг другу.Предоставлено: НАСА / Люк Виатор / HalloweenNight / Affelia Wibisono.

Как далеко Луна от Солнца?

Поскольку Луна вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца, и Луна, и Земля находятся на одинаковом среднем расстоянии от Солнца. В среднем Земля и Луна находятся примерно в 150 миллионах километров (или 93 миллионах миль) от Солнца!

Это расстояние настолько велико, что свету требуется восемь минут, чтобы добраться до нас (помните, что свет распространяется со скоростью 300 000 километров в секунду).Это означает, что если бы Солнце перестало светить прямо сейчас, мы бы не узнали об этом еще восемь минут.

Сколько времени нужно, чтобы добраться до Луны с Земли?

В среднем это займет три дня , но это зависит от того, насколько быстро вы путешествуете и от точного маршрута. Это также зависит от того, что вы хотите сделать — прохождение Луны не требует от вас замедления для выхода на ее орбиту, что сводит к минимуму время, необходимое для того, чтобы добраться туда.

8 часов 35 минут

Рекорд по кратчайшему времени полета к Луне в настоящее время принадлежит космическому кораблю New Horizons с временем полета 8 часов 35 минут.

1 день 10 часов

Первым космическим кораблем, который попытался достичь Луны, был советский космический корабль Luna 1 в 1959 году. К сожалению, он не замедлился настолько, чтобы завершить свою миссию, но он достиг окрестностей Луны за 34 часа (1 день 10 часы).

13,5 месяцев

SMART 1 , космический корабль Европейского космического агентства с ионным двигателем, был запущен в 2003 году. Он был очень экономичным, но на его завершение ушло 13,5 месяцев!

Сколько времени потребовалось миссиям Аполлона, чтобы достичь Луны?

Путешествие человека в космос обычно занимает больше времени, чем путешествие роботов.В среднем девять полетов с экипажем на Луну (включая Аполлон 8, Аполлон 10, Аполлон 13 и шесть, которые приземлились на поверхность) заняли чуть более 78 часов (3 дня 6 часов), чтобы выйти на лунную орбиту. Самым быстрым был Аполлон-8, который занял 2 дня 21 час 8 минут, в то время как Аполлон-17 занял самое долгое время — 3 дня, 14 часов и 41 минуту (время включает время, проведенное на околоземной орбите).

Сколько времени нужно, чтобы добраться до Луны?

Если бы вы двигались со скоростью 40 миль в час, это заняло бы примерно 5791.375 часов, чтобы добраться до Луны. Однако это зависит от того, находится ли Луна в апогее или перигее — и, конечно, какой у вас ракетный автомобиль.

Как долго Луна обращается вокруг Земли?

Цикл лунной фазы занимает 29,5 дней для завершения и напрямую связан с орбитой Луны вокруг Земли. Однако это не то время, которое требуется для завершения одного витка. Вместо Луне требуется 27,3 дня для обращения вокруг Земли за один раз .

Это различие связано с тем, как вы измеряете движение объектов в пространстве.Поскольку в пространстве нет по-настоящему фиксированных точек, по которым можно было бы проводить измерения, вы вынуждены использовать объекты, которые, как считается, не перемещаются в пределах разумного уровня неопределенности.

Очень далекие звезды и галактики, хотя технически все они находятся в движении, не заметно движутся по небу в человеческих временных масштабах. Поэтому их можно считать фиксированными.

Если вы измерите орбиту Луны по сравнению с этими далекими звездами, вы получите 27,3 дня, истинный период обращения Луны.Однако фазы Луны зависят от того, как расположены Луна, Земля и Солнце. В то время как Луна вращается вокруг Земли, Земля движется по своей орбите вокруг Солнца. Фактически, Луне требуется пара дополнительных дней, чтобы догнать и вернуться в ту же точку пространства относительно Солнца. Отсюда 29,5-дневный цикл лунной фазы.

Сколько длится день на Луне?

Вы могли заметить, что полная Луна всегда выглядит примерно одинаково. Вы всегда видите один и тот же узор из кратеров, холмов, долин и морей на полной Луне.Фактически, если вы посмотрите на любую фазу Луны, она всегда будет показывать одни и те же функции, хотя не все функции будут освещены.

Это потому, что Луна вращается с той же скоростью, что и вращается вокруг Земли, за исключением пары незначительных колебаний (известных как либрация), которые позволяют увидеть немного больше Луны. Это означает, что мы когда-либо видим только ближнюю сторону Луны с Земли и никогда — обратную сторону. Иногда это называют «темной стороной» Луны — не потому, что она на самом деле темная, а потому, что она была загадочной и неизвестной до тех пор, пока ее не исследовали люди.

В результате получается очень медленно вращающаяся Луна: от полудня до полудня на Луне требуется 29,5 дней. Дневной свет длится около двух недель, а ночной — еще две недели. Это, в сочетании с отсутствием атмосферы на Луне, означает, что температура резко меняется от более 100 ° C в течение дня до примерно -150 ° C ночью.

Луна удаляется от Земли?

Астрономы обнаружили, что Луна в настоящее время удаляется от Земли на 3.8 см каждый год!

астронавтов из миссий Аполлон-11, 14 и 15 и два советских марсохода, Луноход 1 и Луноход 2 , оставили в общей сложности пять зеркал на поверхности Луны. Астрономы на Земле могут отражать лазерные лучи от этих зеркал и записывать время, необходимое для возврата лазера. Мы знаем, с какой скоростью движется лазерный луч (скорость света), поэтому мы можем легко вычислить расстояние, которое прошел лазерный луч. Тогда расстояние Земля-Луна будет вдвое меньше этого значения.

Ретрорефлекторное зеркало, оставленное Нилом Армстронгом и Эдвином. « Базз» Олдрин в рамках эксперимента по лазерной локации Луны . Кредит : НАСА .

Это будет означать, что в далеком будущем полные солнечные затмения уйдут в прошлое, поскольку Луна будет казаться меньше: следовательно, ее диск не будет достаточно большим, чтобы полностью скрыть Солнце. Согласно теории, в конечном итоге он перестанет удаляться от Земли примерно через 50 миллиардов лет.Однако Солнце уже вступило бы в следующую стадию своей жизни задолго до того, как это произойдет. По мере того, как через 5 миллиардов лет или около того она расширяется в звезду красного гиганта, она толкает Луну обратно к Земле, вызывая ее распад из-за сильных приливных сил.

Эта статья написана астрономом Королевской обсерватории, Гринвич

06.01.2018: Аффелия Вибисоно

Самостоятельное руководство по измерению расстояния до Луны

[/ caption]

Когда расстояние от Земли до Луны приближается, обычная цифра составляет 402 336 км (или 250 000 миль).Но задумывались ли вы, как астрономы получили эту цифру? А насколько он на самом деле точен? Есть несколько способов измерить расстояние до Луны, которые не требуют лазеров или каких-либо инструментов. Все, что вам нужно, это ваши глаза, чистое небо и кто-то еще, готовый простоять с вами всю ночь на улице.

Есть два способа самостоятельно измерить расстояние от Земли до Луны: используя лунное затмение и используя параллакс. Давайте сначала посмотрим на затмения.

Фазы лунного затмения.Фото: Кейт Бернс для НАСА / JPL

Древние греки использовали лунные затмения — явления, когда Земля проходит непосредственно между Солнцем и Луной — для определения расстояния от Земли до спутника. Это простой вопрос отслеживания и определения времени, за которое тень Земли пересекает Луну.

Начните с немногих известных. Мы знаем, как и древние греки, что Луна движется вокруг Земли с постоянной скоростью — около 29 дней за один оборот. Также известно, что диаметр Земли составляет около 12 875 км или 8 000 миль.Отслеживая движение земной тени по Луне, греческие астрономы обнаружили, что тень Земли была примерно в 2,5 раза больше видимого размера Луны и длилась примерно три часа от первых до последних признаков тени.

На основании этих измерений простая геометрия позволила Аристарху (около 270 г. до н.э.) определить, что Луна находится на расстоянии около 60 радиусов Земли (около 386 243 км или 240 000 миль). Это довольно близко к принятой в настоящее время цифре 60,3 радиуса.

Вы можете следовать методу Аристарха у себя на заднем дворе, если хорошо видите лунное затмение.Отслеживайте движение тени Земли на Луне, рисуя изменения и рассчитывая время затмения. Используйте свои измерения, чтобы определить расстояние до Луны.

Лунный параллакс: Луна, наблюдаемая одновременно из Италии и Китая во время лунного затмения. Фото: measurethemoon.org/wordpress

Для второго метода вам понадобится друг, чтобы помочь. Древние греки также знали о параллаксе, очевидном изменении положения объекта при взгляде с двух разных точек зрения. Вы можете испытать параллакс, держа ручку на расстоянии вытянутой руки и глядя на нее одним глазом.Когда вы переключаетесь между левым и правым глазом, перо будет двигаться вперед и назад.

То же самое можно увидеть в гигантском масштабе. Два наблюдателя в разных частях света (не менее 3200 км или 2000 миль друг от друга) увидят, что положение Луны отличается от того, где, по расчетам, она должна быть в ночном небе.

Чтобы определить расстояние от Луны до Земли, вы и ваш друг находитесь на расстоянии 3200 км друг от друга и делаете снимок Луны в одно и то же время.Затем сравните свои изображения. Луна будет в другом месте, но звезды на заднем плане будут в том же месте. Ваши изображения дали вам треугольник. Вы знаете базу (расстояние между вами и вашим другом) и можете найти угол вверху (точка Луны в этом треугольнике). Простая геометрия даст вам значение расстояния до Луны.

Это может быть немного труднее, чем поиск в Интернете, но определение расстояния до Луны самому наверняка будет более увлекательным! Если вы действительно хотите принять участие, посмотрите International Measure the Moon Night в декабре.10, 2011. Присоединяйтесь к участникам со всего мира, которые регистрируют свои собственные события и делятся своими изображениями и наблюдениями!

График, показывающий, в каких частях света лучше всего измерить расстояние до Луны с помощью этих двух методов. В областях, выделенных красным, могут быть видны полные затмения, в то время как области, покрытые красными полосами, лучше всего подходят для измерений с использованием параллакса. Фотография предоставлена: measurethemoon.org/wordpress

Как это:

Нравится Загрузка …

Число, объединяющее общую картину с настоящим моментом

Если бы существовал числовой символ йоги, это было бы 108.Число ценится эзотерически, и через 108 союз между микрокосмом и макрокосмом изображается конкретно.

Значение числа 108 неоднократно подтверждается в астрономии и астрологии:

• В ведической астрологии есть 12 солнечных домов и 9 лунных домов, 9 x 12 = 108.
• Диаметр Солнца примерно в 108 раз больше диаметра Земли.
• Среднее расстояние между Землей и Солнцем в 108 раз больше диаметра Солнца.
• Среднее расстояние от Земли до Луны составляет 238 800 миль, что примерно в 108 раз больше диаметра Луны. Таким образом, во время затмений луна выглядит того же размера, что и Солнце.
• По словам Маноджа Чалама, «соотношение 108 может быть ключом к поиску планет, благоприятных для жизни за пределами нашей солнечной системы, просто посмотрите на такое же соотношение размера и расстояния» 108 — это ключ к нашему существованию.

Применяя этот универсальный элемент к отдельному человеку, вы можете заметить, что:

• Йоги совершают 108 приветствий солнцу в дни солнцестояния и равноденствия
• Медитирующие насчитывают 108 повторений мантр с бусинами мала (100 засчитываются за себя, 8 за ошибки и за тех, кто не имеет возможности медитировать с помощью мантры)
• Длинные формы тайцзи-цюань считаются как 108 поз или движений.

Практика медитативных движений и медитации помогает нам объединить наши ментальные, физические и духовные аспекты с естественными или универсальными элементами. Те же принципы и отношения могут быть применены к взаимодействию индивида с коллективом индивидов. Мы все, независимо от наших различий, объединены нашими естественными условиями и условиями.

108 иллюстрирует простейшее, но в то же время высшее руководство по медитации:

• 1 для сосредоточения на одном, вертикальности дыхания
• 0 для поддержания нулевых чувств или предубеждений, чтобы быть открытым
• 8 для соединения с потоком бесконечности

Благодаря 108 отражению Вселенной в нас самих, мы можем видеть себя в других.В культуре разлуки часто бывает сложно сделать это. Мы все являемся частью братства людей, все является отражением нас самих. Мы не отделены от звезд, мы звезды, мы не отделены друг от друга, мы отражаем друг друга.

–

Итан Индиго Смит — писатель, философ и практикующий йогу. В настоящее время он живет в Тахо-Сити, Калифорния, где пишет, занимается сноубордом и преподает йогу. Он впервые выучил цигун в Канаде после того, как поранился во время поездки на сноуборде, и с тех пор занимается некоторыми медитативными движениями.В течение многих лет он практиковал цигун, постукивание по кости и у тайцзи-цюань. Он начал интегрировать многие системы для совершенствования своего сноубординга. Друг-практикующий из семьи практикующих и телохранителей познакомил Итана с «Пяти тибетскими обрядами омоложения», которые он тоже практиковал в течение многих лет. В настоящее время он занимается тай-чи и йогой в районе Тахо и преподает в студии йоги Mountain Lotus, а также йоге и боевых искусствах. Итан написал несколько книг, в том числе Tibetan Fusion — книгу простых медитативных практик и движений, которые могут помочь вам получить доступ к вашей энергии и сбалансировать ее, Маленькая зеленая книга революции — вдохновляющая книга, основанная на идеях мирной революции, исторической активности и заботе о Земле. Коренные американцы, Матрица четырех, Философия двойственности полярности на тему развития индивидуального сознания и 108 шагов, чтобы быть в зоне, набор из 108 медитативных практик и шагов к самопознанию и индивидуальному совершенствованию, включая техники для развивать баланс, преобразовывать энергию и улучшать себя.

размеров и расстояний — СОЛНЦЕ

Солнце-Земля-Луна: размеры и расстояния — СОЛНЦЕ

РАЗМЕРЫ И РАССТОЯНИЯ

В СИСТЕМЕ СОЛНЦЕ-ЗЕМЛЯ-ЛУНА:
Вводная астрономическая лаборатория

---

Ступень 3: Расстояние до Солнца

Аристарх также придумал метод определения расстояния до Солнца. относительно расстояния до Луны. Этот метод снова основан на конкретная модель для системы Солнце-Земля-Луна. В частности, мы больше не можем предположим, что Солнце находится очень далеко в том смысле, в каком мы это делали в предыдущем две ступеньки нашей дистанционной лестницы (мы, по сути, предполагали, что Солнце бесконечно далеко).Мы полагаемся на то, что солнечные лучи делают не попадать и на Луну, и на Землю под одним и тем же углом, чтобы лучи не параллельно на расстоянии Земля-Луна. Эта разница в угле, который Солнечные лучи падают на Луну, а угол падения с Землей очень мал и по этой причине это было особенно сложное измерение для Греческие астрономы выступят. Важно понимать, что хотя оценка Аристарха расстояния до Солнца по отношению к расстоянию до Луны было неверным на в 20 раз его основной метод был правильным.Наша модель теперь гласит:

1. Земля — ​​сфера.

2. Солнце может быть далеко, но достаточно близко, чтобы его лучи

попал в Землю и Луну под немного разными углами.

3. Луна вращается вокруг Земли.

Эта новая модель и как ее можно использовать для определения расстояния до Солнца можно понять, посмотрев на следующую диаграмму: Обратите внимание, что когда видна луна , ровно в первой четверти. фазе, угол Солнце-Луна-Земля — ​​прямой угол, или 90 градусов.Если мы можем измерить угол между Солнцем и Луной, когда он находится точно в фаза первой четверти (или третьей четверти, неважно какой), тогда мы можем определить расстояние до Солнца. Мы знаем расстояние от Земли до Moon, мы определили это на второй ступени нашей дистанционной лестницы. Это дает нам один стороны и один угол (измеренный угол между Солнцем и Луной) прямоугольный треугольник, чтобы мы могли использовать тригонометрию для определения длины гипотенуза, расстояние до Солнца.

                                     расстояние до Луны (рядом)
КОСИНУС (Угол между Солнцем и Луной) = --------------------------------
                                     расстояние до Солнца (гипотенуза)
 

Есть две вещи, которые затрудняют выполнение этого. Прежде всего, Солнце все еще довольно далеко, так что угол, измеренный между Солнцем и Луна в фазе первой четверти почти 90 градусов. Вторая проблема что трудно определить, когда луна ровно в первой четверти фаза.

С точными наблюдениями, сделанными в первой четверти лунной фазы, Угол между Солнцем и Луной составляет 89,853 градуса.

Вопрос 14 : Используйте приведенную выше формулу, угол между Солнцем и Луной, указанный выше, и расстояние до Луны от ступени 2, чтобы определить расстояние до Солнца.

Расстояние до Солнца = ___________________ км.

Теперь, когда у нас есть оценка расстояния до Солнца, это также можно определить диаметр Солнца в километрах.Мы знаем это угловой диаметр Солнца почти такой же, как у Луны, около 0,5 градуса по небу, наиболее яркое свидетельство этого — во время всего солнечных затмений , как показано ниже.

Вопрос 15 : Используя расстояние до Солнца, определенное выше, и угловой Диаметр Солнца, который составляет 0,5 градуса, определяют радиуса Солнца в километрах. Подсказка: вспомните, как вы рассчитывали расстояние до Луна из оценки ее радиуса в километрах (см. подсказку от Ступени 2).

Радиус Солнца = ___________________ км.

---

---

Луна отошла от Земли на 4,5 миллиарда лет: анимационное видео

• Луна удаляется от Земли со скоростью 3,8 см (1,5 дюйма) в год, но скорость ее отступления со временем менялась.
• В новом анимационном ролике ученого-планетолога Джеймса О’Донохью показано 4,5-миллиардное путешествие Луны от огненного шара магмы, нависшего над Землей, до холодной далекой скалы, которой она является сегодня.
• Некоторые из самых быстрых скоростей отступления Луны совпадают с крупными геологическими изменениями на Земле, такими как разрыв суперконтинентов и массовое таяние ледников.
• Посетите домашнюю страницу Business Insider, чтобы узнать больше.

Луна медленно удаляется от нас.

Около 4,5 миллиарда лет назад объект размером с Марс (или, возможно, серия многих более мелких объектов) врезался в Землю, отправив кусочки земной коры в космос.Они упали на орбиту планеты и со временем слились, образуя нашу Луну. Эта новорожденная луна — шар из расплавленной породы, покрытый океаном магмы — была почти в 16 раз ближе к Земле, чем сегодня.

По мере того, как она остывала, Луна попятилась, отступив на тысячи миль. Новая анимация изображает этот процесс с беспрецедентной ясностью.

Создатель видео Джеймс О’Донохью работает планетологом в Японском агентстве аэрокосмических исследований (JAXA). Он сказал Business Insider, что намеревался создать точную картину создания Луны, но увлекся и в итоге оживил всю ее историю.

Последовательность начинается с текущего положения Луны и следует за ней во времени до момента ее рождения, отслеживая ее расстояние от Земли, видимый размер относительно нашей планеты и скорость ее отступления с течением времени.

О’Донохью сказал, что он только недавно научился создавать подобные научные анимации — его первые были для выпуска новостей НАСА об исчезающих кольцах Сатурна.После этого он перешел к анимации других сложных для понимания космических концепций, таких как мучительно медленная скорость света.

«Моя анимация была сделана так, чтобы максимально мгновенно показать весь контекст того, что я пытаюсь передать», — ранее сказал О’Донохью Business Insider, имея в виду те предыдущие видео. «Когда я делал поправки к экзаменам, я рисовал сложные концепции вручную, просто чтобы по-настоящему понять, так что я здесь и делаю».

Отступление Луны было непостоянным

Сегодня Луна удаляется от Земли примерно в 3 часа.8 сантиметров (1,5 дюйма) в год. Ученые называют это «лунным отступлением». Скорость этого движения не всегда была постоянной: Луна начинала удаляться со скоростью 20,8 сантиметра (8,2 дюйма) в год, а ее дрейф колебался от 0,13 сантиметра (0,05 дюйма) в год до 27,8 сантиметра (10,9 дюйма). в год.

«До этой недели я не оценил, сколько разных темпов лунного« отступления »было в прошлом», — сказал О’Донохью, добавив: «Это самая изученная анимация, которую я сделал на сегодняшний день.«

Но вы не можете увидеть каждую скорость отступления на его видео, — заметил он, — потому что она быстро проходит через миллионы лет.

» Я использую основные средние скорости, чтобы избежать мерцания над значениями, которые люди не могут прочитать. со временем, — сказал он.

Большая часть изменений в скорости движения Луны происходит из-за ударов лунных метеоритов и крупных геологических изменений на Земле.

Такие события совпали с тремя заметными всплесками темпа отступления Луны.Один всплеск произошел примерно в то же время, что и первые свидетельства океанских приливов — около 3,2 миллиарда лет назад. В то время Луна начала отступать со скоростью 6,93 сантиметра в год.

Точно так же около 900 миллионов лет назад скорость отступления Луны резко возросла до 7 сантиметров в год, когда на нее обрушились метеориты. Он продолжал убегать с такой скоростью, пока суперконтинент Родиния распался на Земле.

Третий всплеск произошел примерно 523 миллиона лет назад: когда жизнь на Земле бурно развивалась после миллионов лет колебаний между ледниковыми периодами и тепличными условиями, Луна отступила в 6 раз.48 сантиметров в год.

Причина, по которой изменения климата Земли могут повлиять на отступление Луны, заключается в том, что образование и таяние ледников влияет на океаны, которые затем влияют на Луну.

Художественное изображение астероида, падающего на Землю Wikimedia Commons / НАСА

Судьбы океанов Земли и положение Луны в космосе связаны, потому что гравитация Луны воздействует на океанскую воду, создавая «приливную выпуклость», которая слегка тянется к Луне.В свою очередь, приливная выпуклость Земли оказывает на Луну гравитацию. Земля вращается быстрее, чем вращается вокруг нее Луна, поэтому, когда выпуклость вращается, она увлекает за собой Луну.

Луна отодвигается, и это замедляет вращение Земли. Все это волочение вперед и назад создает трение вокруг приливной выпуклости Земли, которое выталкивает Луну наружу и увеличивает ее орбиту.

Вот почему исследователи обращаются к отпечаткам древних океанских приливов, чтобы определить, насколько быстро Луна отступала в разные периоды времени.

НАСА «разоблачено» — Луна находится в 4 МИЛЯХ от Земли. Теория заявлений | Странно | News

Это научный факт, что Луна в среднем находится на расстоянии около 238 855 миль (384 400 км) от Земли, но заговорщики оспаривают эту цифру.

Сумасшедшее видео о заговоре, загруженное на YouTube компанией ThePottersClay 2, утверждает, что вычислили цифры и выяснили, что Луна на самом деле находится в четырех милях от Земли.

Видео начинается с предупреждения зрителям «готовиться», поскольку оно развязывает свои теории и «вычисления».

ThePottersClay 2 говорит в описании видео: «Дело в том, что НАСА лжет. Многие вещи оказались фальшивыми, особенно в последнее время ».

На видео создатель пытается доказать, что Луна намного ближе к Земле, чем предполагалось, сравнивая размер лунного кратера Тихо с размером Лонг-Айленда, США.

На видео говорится: «НАСА сообщает нам, что диаметр Тихо составляет 86 км. Восемьдесят шесть километров равняются примерно 53,4 мили.

«Значит, почти вдвое меньше Лонг-Айленда, если сравнивать эти два.

«Нам сказали, что расстояние от Земли до Луны составляет 238 900 миль. Расстояние от Нью-Йорка до Лондона составляет 3 456 миль.

«Предположим на мгновение, что Земля плоская, и мы используем лучший телескоп, который можно купить за деньги. Как ты думаешь, мы сможем увидеть Лонг-Айленд из Лондона? »

Видео о заговоре продолжает подчеркивать, что существует большая разница в том, как далеко может видеть невооруженный глаз, по сравнению с зум-объективами телескопа.

Имея это в виду, в видео спрашивается, почему идея увидеть Лонг-Айленд из Лондона в телескоп — это нелепая идея.

В видео говорится: «Тем не менее, НАСА говорит вам, что вы можете увидеть что-то вдвое меньшего размера на расстоянии 238 900 миль — более чем в 69 раз дальше, чем расстояние от Лондона до Нью-Йорка.

«И это невооруженным глазом».

ThePottersClay затем утверждает, что «сделал математику», уменьшив расстояние до Луны на 60 000 процентов без каких-либо объяснений, почему он выбрал именно это число.

Он говорит: «Если вы сократите 54 мили Тихо на 60 000 процентов, вы получите около 4 миль.75 футов.

«Затем проделайте то же самое с расстоянием до Луны, и вы получите правильные 4 мили».

Это бредовое видео появилось после того, как популярный заговорщик YouTube Ричи из Бостона также утверждал, что Луна находится всего в 4,7 милях от Земли.

Популярный производитель видео нагло заявил, что НАСА лгало всем о Луне, химических трассах и многом другом.

Он сказал: «Это безумие. Они нам лгут. Не верьте НАСА, потому что они лгут обо всем нашем происхождении.

Но, несмотря на то, что могут утверждать эти самопровозглашенные «истеры», существует достаточно научных доказательств, чтобы опровергнуть их теории заговора.

НАСА смогло очень точно отследить расстояние от Земли до Луны благодаря использованию мощных лазеров и лунных лазерных ретрорефлекторов, оставленных на Луне миссией Аполлон-15.

Американское космическое агентство пояснило: «Расстояние до этих световозвращателей от Земли может быть и до сих пор регулярно измеряется с точностью до сантиметра или лучше, и их относительное положение известно на аналогичном уровне.

«Такие измерения могут использоваться для нескольких целей, таких как точное определение ориентации и орбиты Луны, проверка гравитации и общей теории относительности, а также для установления высокоточной системы координат широты и долготы Луны».

Может Все планеты действительно подходят между Землей и Луной?

Благодарность прекрасным людям на reddit

Иногда понять, насколько велика наша Вселенная (или объекты, которые ее населяют), немного сложно.Это потому, что космос работает в масштабе, который нам, людям, трудно осмыслить. В этом выпуске «Вау, наша солнечная система — огромное место» мы обращаем внимание на систему Земля-Луна. Знаете ли вы, что вы действительно можете втиснуть все планеты Солнечной системы между Землей и Луной?

Чтобы разбить это на части, если вы возьмете средние диаметры всех планет и сложите их, вы получите примерно 236 120 миль (380 000 километров) . Есть небольшой вопрос о точной цифре, но это маленькая цифра, поэтому в данном случае она не учитывается.В апогее, когда Луна наиболее удалена от Земли, расстояние между двумя объектами составляет около 252 300 миль (406 000 км) . Теперь вам нужно будет вычесть радиус каждой из них, поскольку нам нужно, чтобы другие планеты поместились между Землей и Луной. Это дает нам около 247 306 миль, (398 000 км) и поверхностей.

Это оставляет достаточно места для размещения всех планет.

Изображение предоставлено: FQTQ

Для более четкой разбивки на графике справа показаны диаметры всех планет.Диаметр Сатурна включает его кольца, хотя диаметр других газовых гигантов включает только основную часть планеты.

На самом деле, если вы посмотрите на эти числа, вы можете уместить следующее между Землей и Луной:

• Меркурий 78 умножить на
• Венера 31 умножить на
• Марс 56 умножить на
• Юпитер 2 раза (если быть точным, 2,7 )
• Сатурн 3 раза
• Уран 7 раз
• Нептун 7 раз

Интересно, что когда Земля и Луна находятся на самом близком расстоянии, которое называется «перигей», расстояние составляет около 221 829.52 мили (357000 километров) . Значит, планеты не поместятся. Более того, если мы возьмем среднее расстояние от Земли до Луны, мы получим 233 636 миль (376 000 км) . И в этом случае планеты подходят, но только если мы выровняем их полюс к полюсу. Это потому, что они «сплющиваются» в центре и выпирают в результате вращения.

Если вы хотите узнать больше о масштабе вселенной, эта статья может вас заинтересовать.