24.10.2021

Луна расстояние: Луна (Luna) – Расстояния (Distances) Lyrics

Искусственная «мини-луна» из 1960-х снова подлетит очень близко к Земле, прежде чем отправиться прочь

По словам астрономов, искусственная «мини-луна» должна снова приблизиться к Земле, прежде чем покинуть орбиту нашей планеты. Мини-луна, получившая название 2020 SO, на самом деле представляет собой кусок космического мусора 1960-х годов, который был временно притянут гравитацией Земли.

Запуск РН «Атлас-Центавр» 30 мая 1966 года с космическим аппаратом «Сервейер-1» (NASA)

Объект был впервые обнаружен 17 сентября 2020 года 71-дюймовым телескопом Pan-STARRS1, расположенным на вершине горы Халеакала гавайского острова Мауи. Вскоре после открытия астрономы начали предполагать, что объект является искусственным из-за его необычных характеристик. Впоследствии исследователи определили, что речь в самом деле идёт о верхней ступени ракеты «Атлас-Центавр», запущенной в 1966 году в рамках неудачной лунной миссии NASA «Сервейер-2».

1 декабря SO 2020 очень близко подошёл к Земле, о чём сообщил астроном Джанлука Маси (Gianluca Masi) из проекта Virtual Telescope Project — он приблизился к нашей планете на расстояние 50,9 тыс. км — это примерно 13 % среднего расстояния от Земли до Луны. А 1 февраля объект снова подойдёт очень близко (по космическим меркам) к Земле, хотя и немного дальше, чем в предыдущий раз — расстояние составит порядка 224,5 тыс. км. По словам Маси, этот артефакт будет оставаться спутником нашей планеты вплоть до 7 марта, когда сможет окончательно высвободиться из гравитационной хватки Земли.

«После своего чрезвычайно близкого пролёта в декабре SO 2020 снова безопасно приближается — на этот раз, чтобы попрощаться, — написал астроном на сайте Virtual Telescope Project (VTP). — Как мы знаем, это ускоритель космической миссии «Сервейер-2»

, который был временно захвачен нашей планетой. Вскоре эта искусственная мини-луна покинет наше окружение и ускользнёт на новую орбиту вокруг Солнца».

Желающие понаблюдать за 10-метровым объектом во время его последнего сближения с Землёй смогут сделать это благодаря прямой трансляции, которую Джанлука Маси будет вести на сайте VTP начиная с 23:00 по московскому времени 1 февраля.

Миссия «Сервейер-2» стартовала 20 сентября 1966 года с помощью ракеты-носителя «Атлас-Центавр». Целью было изучение лунной поверхности с помощью беспилотного аппарата. Но технические проблемы привели к тому, что центр управления полётом потерял контроль над лунным посадочным модулем, который в итоге упал на Луну.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

что можно увидеть на звёздном небе в октябре

В этом году осенний День астрономии (есть ещё и весенний) пришёлся на 26 сентября. Сентябрьские показы на звёздном небе мы уже пропустили, но зато впереди целый октябрь с прозрачным воздухом и, хочется надеяться, ясным небом. Поэтому приготовьте бинокли и любительские телескопы, по возможности отправляйтесь подальше от города — в ближашие несколько недель на небе «будут показывать» много интересного. Чтобы вам было проще ориентироваться в астрономических явлениях, Псковское агентство информации вместе с астрономом-любителем Петром Митрофановым подготовило краткий календарь с главными небесными событиями октября.

Как понять, какие небесные объекты будут видны на небе в ближайшие ночи? Для этого, например, можно воспользоваться приложением для смартфонов Star Walk 2. Запустите его на своём устройстве, наведите телефон или планшет на видимый из окна участок неба в режиме активного компаса. Затем зафиксируйте положение касанием на свободном от объектов участке неба, активируйте тайм-машину (иконка в правом верхнем углу), манипулируйте только минутами, чтобы ничего не упустить, и узнайте, какие небесные объекты будут в поле зрения в определённое время ночи.

Ближайшее полнолуние ожидается 2 октября, оно получит название Луны урожая, а 31 октября на небо выйдет полная Голубая Луна (это прозвище любого второго полнолуния в календарном месяце).

3 октября невооружённым глазом будет видно соединение Венеры и ярчайшая звезда из созвездия Льва Регул. Планета окажется рядом со звездой около четырёх часов утра. Невооруженным глазом это будет выглядеть как «двойная звезда». Расстояние между небесными светилами составит 1/5 часть лунного диска.

На 8 октября придётся максимум активности метеорного потока Дракониды. Этот поток связан с кометой 21P/Джакобини — Циннера. Наблюдать его лучше всего в предутренние часы в районе с ясным тёмным небом. В час ожидается падение десяти и более метеоров. Правда, убывающая Луна существенно помешает наблюдениям, но почему бы не попробовать.

В октябре состоится одно из главных астрономических событий 2020 года — противостояние Марса. «Дуэль» назначена на 13 октября. Она станет лучшей для наблюдений за последние 32 года.

Марс — единственная планета Солнечной системы, у которой в телескоп можно хорошо рассмотреть поверхность.  На рубеже XIX — XX веков наблюдалась настоящая марсианская лихорадка: все бросились наблюдать Марс. Толчком послужило обнаружение на поверхности планеты сети «каналов», создание которой приписали некой разумной цивилизации.

Но наблюдать Марс трудно. Когда красная планета находится далеко от Земли, на её крошечном диске мало что можно разобрать, поэтому эффективные наблюдения Марса возможны только в периоды вокруг противостояний, поэтому в этом году октябрь и начало ноября — лучшее время для наблюдений.

Противостояния Марса происходят раз в 26 месяцев. Когда летом, особенно в августе, — Марс подходит к Земле на расстояние менее 60 миллионов километров, такие противостояния называются великими. Предстоящее противостояние статуса великого не получит, но будет очень близким к нему, ведь 13 октября Марс окажется на расстоянии 62,5 млн километров от Земли. В это время он будет находиться в созвездии Рыб высоко над горизонтом, что сделает его удобным для наблюдений в телескоп.

 Причём на широтах России, в том числе и в Пскове, зрелище будет даже более эффектное, чем прошлое великое противостояние Марса 27 июля 2018 года

14 октября в районе шести утра старая Луна и Венера будут в соединении над восточным горизонтом. Расстояние между небесными светилами составит ~3,2°. 

19 октября в 12 млн километров от Земли пролетит 2,6-километровый астероид (159402) 1999 AP10. Максимального блеска он достигнет уже 11 октября. В России и странах ближнего зарубежья астероид будет доступен для наблюдений невооружённым глазом.

На 21-22 октября придётся максимум активности метеорного потока Ориониды. Рой метеорных тел, образующий ориониды, встречается с Землёй дважды в год — в мае и октябре. Поток Орионид связан с кометой Галлея. Октябрьской ночью с помощью телескопа в течение часа можно будет увидеть 20 и более метеоритов. Молодая Луна наблюдениям не помешает.

Также 22 октября можно будет наблюдать Луну в соединении с Юпитером. Расстояние между небесными светилами составит ~2,7°. Ещё через несколько дней, 29 октября, Луна будет в соединении с Марсом. Расстояние между небесными светилами составит ~3,5°.

31 октября седьмая планета от Солнца — Уран — вступит в противостояние к нему. Этот момент станет наилучшим для наблюдения за планетой, так как расстояние от Земли будет минимальным, следовательно видимый размер Урана на небе наибольший. Дистанция от Земли до Урана в момент противостояния составит 2,811 миллиардов километров, что в 19 раз дальше расстояния Земли от Солнца.

Наблюдать Уран в эти дни можно даже невооружённым глазом в виде неяркой звезды на тёмном загородном небе в отсутствии засветки от Луны. Но даже в момент наибольшего сближения с Землёй без хорошего телескопа Уран будет невозможно отличить от обычной звезды.

Ольга Машкарина

Пермский планетарий — Астрономические события

Время пермское UTC+5

Март 2021 года

4 марта – сближение Марса с М45.

Со 2 по 6 марта Марс будет проходить южнее рассеянного  звёздного скопления Плеяды (М45).  Расстояние между ними будет менее 3°. Максимальное сближение составит 2°39′ и произойдёт 4 марта в 04:32 по пермскому времени. Наблюдать Марс и Плеяды можно в южном секторе неба с 20:30, до 03:00, когда Марс зайдёт за горизонт на западе.

 

5 марта — соединение Меркурия с Юпитером.

В 10:54 по пермскому времени произойдёт соединение Меркурия с Юпитером. Наблюдать это событие не получится, так как солнечный свет полностью перекроет их видимость. В Пермском крае увидеть сближение Меркурия с Юпитером можно только при помощи телескопа, во время рассвета, с 07:37 до 08:00, на юго-востоке, вблизи горизонта.  В это время расстояние между планетами составит 0°20′.

 

13 марта – новолуние в 15:21.

 

19 марта – сближение Луны и Марса.

Вечером, молодая Луна пройдет южнее Марса. Наблюдать это событие можно после захода Солнца за горизонт до 02:00 ночи. Пик сближения наступит в 00:38 по пермскому времени, расстояние между объектами составит 2,5°.

 

20 марта – День весеннего равноденствия.

С момента зимнего солнцестояния и до летнего солнцестояния продолжительность светлого времени суток растёт. В равноденствии, длительность  дня становится равной длительности ночи.  Отсюда и название.

В старину, определить этот день было очень сложно. Люди применяли простейшие астрономические методы и инструменты, погрешность которых была велика. Современные астрономы пользуются намного более точной техникой, и момент равноденствия рассчитан до секунды.  В этом году он наступит в 14:37 по пермскому времени. Уже в следующую минуту наступит астрономическая весна, последний период сезона астрономических наблюдений в средних и северных широтах.

 

28 марта – полнолуние в 23:48.

 

Апрель 2021 года

12 апреля – новолуние в 07:31.

 

17 апреля – соединение Луны и Марса.

В 17:04 по пермскому времени произойдёт соединение молодой  Луны и Марса. Расстояние между объектами составит меньше половины градуса. Из-за солнечного света увидеть данное событие не получится. Наблюдать Луну и Марс станет возможно после заката, с 21:00 до 01:40, в западном секторе неба.  За этот период  расстояние между объектами заметно увеличится.

 

19 апреля – Меркурий в верхнем соединении с Солнцем.

Из-за сильного наклона плоскости орбиты и близости к Солнцу, Меркурий очень сложно наблюдать в Пермском крае. На наших широтах, он, обычно, восходит и заходит за горизонт вместе с нашим главным светилом. Даже в период максимальной элонгации, когда планета наиболее удалена от Солнца, наблюдать её получается далеко не всегда. 

Ранним утром, в 04:31 по пермскому времени, Меркурий пройдёт через точку верхнего соединения с Солнцем. То есть, он будет расположен между нашей звездой и Землёй, чуть ниже солнечного диска. После этого он начнёт медленно удаляться влево от Солнца. С каждым днём это удаление будет увеличиваться. И уже в майские праздники Меркурий станет видимым невооружённым глазом на западе, после захода Солнца за горизонт.

 

22 апреля – максимум активности метеорного потока Лириды.

Метеорный поток Лириды — самый древний из описанных метеорных потоков. Первые записи о нём датируются 7 веком до нашей эры. Хотя поток не очень активный, в среднем, около 10  метеоров в час, в некоторые годы его активность резко возрастает. Например, в 1982 году было зафиксировано более 90 метеоров в час. Точные причины таких резких изменений пока не определены. Наблюдать поток можно с 16 по 25 апреля, а максимум его активности приходится на утро 22 апреля. Лучше всего наслаждаться наблюдением метеоров глубокой ночью далеко за городом, где нет сильной искусственной засветки атмосферы. Как следует из названия, радиант потока находится в созвездии Лира, ниже и правее звезды Вега.

 

25 апреля – сближение Меркурия и Венеры.

В своём орбитальном движении Меркурий пройдёт севернее Венеры на расстоянии 1°09ʹ. Произойдёт это поздним вечером, сразу после захода Солнца за горизонт. К сожалению, в конце апреля обе планеты будут слишком близко к Солнцу, и его свет не позволит увидеть данное событие.

 

27 апреля – полнолуние в 08:31

Кроме полнолуния, в эти сутки Луна пройдёт через точку перигея (самую близкую к Земле точку орбиты). Совпадение таких явлений в пределах нескольких часов приводит к суперлунию, когда Луна кажется больше, чем обычно, и может приобрести голубоватый оттенок. Но, в этот раз такого эффекта не произойдет. Суперлуние наступит в следующем месяце и совпадёт с лунным затмением.

 

Время пермское UTC+5

Земля и Луна в прошлом и будущем


Уникальный снимок Земли и Луны с расстояния 3,9 миллионов миль, сделанный космическим аппаратом Galileo на пути к Юпитеру

According to the latest theories, the moon was born from the Earth, its matter torn off when a Mars-size planetoid hit the Earth in a grazing collision some 4.5 billion years ago, when the Sun and its court of planets were emerging from a contracting and spinning hydrogen-rich primordial cloud of matter.

Согласно новейшим теориям, Луна родилась из Земли — её масса была вырвана из Земли, когда малая планета размером с Марс врезалась в Землю около 4,5 миллиардов лет назад. В то время происходил процесс возникновения солнца и его планет из первоначального облака материи с богатым содержанием водорода, которое вращалось и уплотнялось.

Given that the moon emerged from Earth, their distance was once smaller. Simulations place the initial distance at about 10 Earth radii, while now it is at about 60, a huge difference. So, if today the full moon occupies an area in the celestial sphere comparable to that of your thumb nail (about 0.5 degrees), in the distant past the view was considerably more dramatic. Also, since the gravitational force varies with the square of the distance, in the past the mutual influence of Earth and moon was much larger.

Поскольку Луна возникла из Земли, расстояние между ними когда-то было значительно меньше. По результатам (компьютерного) моделирования, первоначально это расстояние составляло 10 земных радиусов, а сейчас оно равно примерно 60 земных радиусов — то есть очень сильно выросло. Если сегодня на небесной сфере Луна имеет угловой размер величиной с ноготь вашего большого пальца руки (это примерно 0,5 градуса), то в далёком прошлом она закрывала гораздо большую часть неба.

Far into the future, with the continuous slowing-down of Earth’s spin, a day will last about 47 hours and the distance to the Moon will be 43 percent longer than today. At this point, Earth will spin about its axis at the same rate that the moon will orbit the Earth — the pair will be tidally-locked: the moon will hover over the same point on Earth, somewhat like geostationary satellites do today. It will be a very weird reality, quite different from what we see today: on one side of the Earth there will be no moon to see; and there will be no tides. (Actually, no one will be around to see and it won’t happen: the sun will blow up before then, destroying the Earth-moon system.)

В далёком будущем по мере замедления вращения Земли вокруг своей оси земной день будет длиться 47 часов, а современное расстояние от Земли до Луны увеличится на 43% . В этот момент времени скорость вращения Земли станет равна (угловой) скорости движения Луны по земной орбите, и Луна зависнет над одной точкой на Земле, как это сегодня происходит с геостационарными искусственными спутниками. Эту весьма жуткую реальность трудно себе представить: Луна будет видна только с одной половины Земли, а океанских приливов-отливов больше не будет. (На самом деле никто из людей этого не увидит, так как ещё раньше солнце взорвётся, отчего система Земля-Луна просто разрушится).

The duration of a day changes, even if absurdly slowly for human standards. As of now, a day becomes longer by about 1.7 microseconds per century. At this rate, half a billion years ago a day lasted a bit over 22 hours and one year had 397 days.

Продолжительность земного дня меняется, хотя человек просто не в состоянии этого заметить. Сейчас день становится длиннее на 1,7 микросекунды каждое столетие. При такой скорости изменения получается, что 500 миллионов лет назад сутки длились чуть больше 22 часов, а в году было 397 дней.

6 февраля 1948 г. получен первый эхо-сигнал от Луны

С чего начиналась радиолокационная астрономия? Рассказывает заведующий отделом исследований Луны и планет в ГАИШ МГУ Владислав Шевченко

6 февраля 1948 года венгерский физик Золтан Лайош Бэй впервые получил эхосигнал от Луны. Золтан Бэй занимался радиолокационными технологиями, в частности радиолокацией Луны. В середине XX века получение эхо-сигнала от Луны имело важное научное значение. С помощью эхо-сигналов ученые хотели определить, какую структуру имеет поверхность спутника Земли, узнать расстояние между Землей и Луной и решить ряд других вопросов.

Как трансформировались эти технологии со временем и какое значение имело получение первого эхо-сигнала от Луны нам рассказал доктор физико-математических наук, заведующий отделом исследований Луны и планет в Государственном астрономическом институте им. П.К. Штернберга им. М.В. Ломоносова Владислав Владимирович Шевченко.

«В научно-популярных изданиях зачастую повторяется одна история. Перед тем как на Луну была произведена первая в мире мягкая посадка (советская станция «Луна-9») были долгие споры между учеными о том, какова поверхность спутника Земли: она твердая или это многометровый слой пыли, в котором станция, прибывшая на Луну, может утонуть? Рассказывается история о том, что по этому поводу было заседание у Сергея Павловича Королева и специалисты там долго между собой спорили, не приходя к единому мнению; тогда Королев взял и написал на бумаге: «Луна твердая!», и под этими словами поставил свою подпись. И, действительно, такое заседание у Сергея Павловича было, причем в нем участвовали такие крупные астрономы как В.В. Шаронов, А.В. Марков и др., которые изучали физические свойства поверхностного слоя Луны оптическим путем; присутствовали там и сотрудники из Радиофизического Института в Нижнем Новгороде, которые производили локацию лунной поверхности, и по этой локации и отраженному сигналу от лунной поверхности они могли установить характер этого отражающего слоя. И этот слой в итоге оказывался чем-то похожим на пемзу: неровный, но твердый слой поверхности. То есть это не какая-то пыль, как некоторые предполагали. Например, писатель Артур Кларк в одном из своих произведений описывал полет на Луну, который закончился тем, что космический аппарат погрузился в многометровый слой пыли, да там и сгинул. 

Вопрос о том, что представляет собой лунная поверхность, и был главным в радиолокационных исследованиях середины XX века. То есть благодаря эхо-сигналам удалось установить физические свойства и параметры поверхностного слоя, который называется реголитом. В дальнейшем задача несколько трансформировалась и путем радиолокации стали определять мгновенное расстояние от Земли до Луны; таким образом восстанавливались параметры двойной системы Земля-Луна: как она взаимодействует, какая динамика в этой системе и так далее. В конце концов это все выразилось в том, что на наших луноходах («Луноход-1» и «Луноход-2») были поставлены специальные уголковые отражатели — но то уже не радиолокация была, а локация с помощью лазерного луча. Благодаря этой лазерной локации можно было установить с очень высокой точностью, вплоть до сантиметров или миллиметров, расстояние между Землей и Луной: между пунктом, из которого этот лазерный луч излучался, и отражателем на Луне — и дальше уже с поправками на высоты, где находился этот инструментарий на Земле и на лунных высотах; то есть более точные параметры в системе Земля-Луна. Ну а поскольку точность здесь была очень высокая, то это все пригодилось и для других работ, например для исследования так называемой продолжительности года на Земле.

Вопрос расстояния между Землей и Луной стоял в самом начале развития радиолокационной астрономии в XX веке, потому что, действительно, Земля и Луна могут рассматриваться как двойная планета. Луна на самом деле не так мала по сравнению с Землей, чтобы быть сугубо ее спутником. У Марса, например, есть два спутника — Фобос и Деймос, — которые совсем крошечные по сравнению со своей основной планетой, а у нас же ситуация другая: наша Луна достаточна крупна по сравнению со своей планетой Землей — и в Солнечной системе это явление уникально.

Для получения эхо-сигнала с Луны использовались крупные наземные телескопы с зеркалами, которые имеют прием, отражение и регистрацию в области радиоволн. Был отдельный излучатель, который посылал сигнал в сторону Луны, а потом крупнейший радиотелескоп, находившийся на Земле, получал ответный сигнал, отразившийся от поверхности спутника Земли. Дальше уже происходила интерпретация времени прохождения сигнала, его интенсивности и т.д.». 

Записала Янина Хужина.

Фото: https://ru.123rf.com

 

Текст песни Расстояния Луна перевод

Пыль дороги паранойей замела следы

The dust of the road covered his tracks with paranoia

Музыка, спаси от боли, нежные твои ладони

Music, save from pain, gentle your palms

Пусть прикроют мою душу

Let them cover my soul

Я не сделаю ошибку, постою и успокоюсь

I will not make a mistake, I will stand and calm down

Мир хороший, мир хороший

The world is good, the world is good

Увидел лес меня, и ветер дунул под мои ключицы

He saw the forest me and the wind blew under my collarbone

Себя всецело не дала, но отдала свои частицы

Themselves entirely not gave, but has already given their particles

Могу ли я свести с ума тебя одним движением руки?

Can I drive you crazy with a flick of my hand?

Могу ли я ускорить нашу встречу?

Can I speed this up?

Я всё могу, но не хочу тушить руками свечи

I really don’t want to put out hands candle

Тушить руками свечи

Extinguish candles with hands

Расстояние между нами — сотни тысяч километров

The distance between us is hundreds of thousands of kilometers

Как планеты друг от друга далеки, и

How far apart the planets are, and

В то же время между нами очень дикие пожары

At the same time, there are wildfires between us

И дыхания не хватает от любви, и

And breathing is not enough love and

От любви, и

From love, and

От любви, и

From love, and

От любви, и

From love, and

Пыль дороги, мне не больно наблюдать твои

The dust of the road, it doesn’t hurt to watch your

Руки на чужих ладонях, знаю — между нами сила

Hands on other people’s hands, you know — between us power

И она внутри, и она внутри

And she’s inside, and she’s inside

Расстояние между нами — сотни тысяч километров

The distance between us is hundreds of thousands of kilometers

Как планеты друг от друга далеки, и

How far apart the planets are, and

В то же время между нами очень дикие пожары

At the same time, there are wildfires between us

И дыхания не хватает от любви, и

And breathing is not enough love and

От любви, и

From love, and

Расстояние между нами — сотни тысяч километров

The distance between us is hundreds of thousands of kilometers

Как планеты друг от друга далеки, и

How far apart the planets are, and

В то же время между нами очень дикие пожары

At the same time, there are wildfires between us

И дыхания не хватает от любви, и

And breathing is not enough love and

21.

 Насколько велика Луна и как далеко она находится?. Твиты о вселенной

Читайте также

I. Если физический мир настолько непредсказуем, почему мы замечаем это далеко не всегда?

I. Если физический мир настолько непредсказуем, почему мы замечаем это далеко не всегда? На отдаленной ветке генеалогического древа (и на пыльной дальней полке генофонда) находится дядя Луи. Он человек по-своему обаятельный — сыплет солеными шуточками и постоянно просит

I. Где находится центр Вселенной?

I. Где находится центр Вселенной? Если вы хоть немного похожи на нас, то выросли с убеждением, что вы — центр Вселенной, и на первый взгляд наблюдения Хаббла подтверждают эту теорию. Кажется, что все галактики разбегаются от нас врассыпную (хорошо, если хотите, Вселенная

V. Где же находится все вещество?

V. Где же находится все вещество? Незачем пытаться взвесить всю Вселенную — достаточно найти способ точно вычислять вес отдельных галактик, и дело в шляпе. Как вам такая мысль: посчитать, сколько в галактике звезд, и предположить, что все они примерно похожи на Солнце. В

88. Откуда мы знаем, как далеко галактики?

88. Откуда мы знаем, как далеко галактики? Галактики — это строительные блоки Вселенной, поэтому вопрос «Как мы узнаем расстояния до галактик?» является синонимом вопроса «Откуда мы узнаем размер Вселенной?».Чтобы найти расстояние до галактики, необходимо найти

96. Насколько велика Вселенная?

96. Насколько велика Вселенная? Для того чтобы ответить на вопрос, как велика Вселенная, в первую очередь необходимо определить, что мы имеем в виду, говоря слово «Вселенная». Ключевой факт: Вселенная не существовала всегда. Она была «рождена». Из того, что возникло в

52 Как далеко от нас центр грозы?

52 Как далеко от нас центр грозы? Была такая шутка. Мальчик спрашивает папу: почему мы сначала видим молнию, а уже потом слышим звук? Папа отвечает: это потому что глаза находятся впереди ушей!Конечно, это шутка. На самом деле так все происходит вот почему. Свет «бежит» по

I. Если физический мир настолько непредсказуем, почему мы замечаем это далеко не всегда?

I. Если физический мир настолько непредсказуем, почему мы замечаем это далеко не всегда? На отдаленной ветке генеалогического древа (и на пыльной дальней полке генофонда) находится дядя Луи. Он человек по-своему обаятельный – сыплет солеными шуточками и постоянно просит

I. Где находится центр Вселенной?

I. Где находится центр Вселенной? Если вы хоть немного похожи на нас, то выросли с убеждением, что вы – центр Вселенной, и на первый взгляд наблюдения Хаббла подтверждают эту теорию. Кажется, что все галактики разбегаются от нас врассыпную (хорошо, если хотите, Вселенная

V. Где же находится все вещество?

V. Где же находится все вещество? Незачем пытаться взвесить всю Вселенную – достаточно найти способ точно вычислять вес отдельных галактик, и дело в шляпе. Как вам такая мысль: посчитать, сколько в галактике звезд, и предположить, что все они примерно похожи на Солнце. В

Как высоко Луна?

предыдущая индекс следующий хинди македонский Немецкий Гуджарати

Майкл Фаулер УФа Физический факультет

В этой лекции мы покажем, как греки сделали первые реальные измерения астрономических расстояний: размер Земли и расстояние до Луны, как определено довольно точно, так и расстояние до sun, где их лучшая оценка не оправдалась в два раза.

Насколько велика Земля?

Первое достаточно хорошее измерение земного размер был сделан Эратосфеном, грек, живший в Александрии, Египет, в III веке до нашей эры.C. Он знал, что далеко на юг, в городе Сиена (современный Асуан, где сейчас огромная плотина на Ниле) был глубокий колодец и в полдень 21 июня солнечный свет отражался от воды далеко внизу в этом колодце, что-то, что произошло ни в какой другой день года. Дело в том, что солнце стояло ровно вертикально. накладные расходы в то время и ни в какое другое время года. Эратосфен тоже знал что солнце никогда не было вертикально над головой в Александрии, самое близкое к нему было 21 июня, когда он находился под углом около 7.2 градуса, измеряя тень от вертикальной палки.

Расстояние от Александрии до Сиены было измерено в 5,000 stades (стадия составляет 500 футов), почти точно на юг. Отсюда и разница в углах солнечного света в полдень 21 июня, Эратосфен смог чтобы выяснить, как далеко можно было бы полностью обогнуть Землю.

Конечно, Эратосфен полностью осознавал, что Земля сферической формы и «вертикально вниз» в любом месте поверхность просто означает направление к центру от этой точки.Таким образом, два Вертикальные палки, одна в Александрии, а другая в Сиене, на самом деле не были параллельны. С другой стороны, солнечные лучи, падающие в двух местах , были параллельно. Следовательно, если солнечные лучи были параллельны вертикальной палке в Сиене (чтобы у нее не было тени) угол, который они образовали с палкой в ​​Александрии, был таким же, как и то, как далеко от Земли в градусах находилась Александрия. Сиена.

Согласно греческому историку Клеомеду, Эратосфен измерил угол между солнечным светом и палкой в ​​полдень в середине лета в Александрии будет 7 лет.2 градуса, или одна пятидесятая полного круга. это Из рисунка видно, что это тот же угол, что и между Александрией и Сиеной, если смотреть из центра Земли, поэтому расстояние между ними, 5000 стадиев, должно быть одной пятидесятой расстояния вокруг Земли, что, следовательно, равно 250 000 стадиев, примерно 23 300 миль. Правильный ответ — около 25 000 миль, и на самом деле Эратосфен может были ближе, чем мы заявили здесь — мы не совсем уверены, насколько далеко стадия была, и некоторые ученые утверждают, что это было около 520 футов, что позволило бы ему даже ближе.

Насколько высока Луна?

Как мы начинаем измерять расстояние от земли до Луна? Одна очевидная мысль — измерить угол до Луны из двух городов. одновременно далеко друг от друга и построить такой же треугольник, как у Фалеса. измерение расстояния корабля в море. К сожалению, разница углов из двух точек на расстоянии нескольких сотен миль друг от друга было слишком мало, чтобы его можно было измерить методы, используемые в то время, поэтому этот метод не сработает.

Тем не менее, греческие астрономы, начиная с Аристарха, Самоса (310-230 г. до н.э.С., примерно) придумал хитрый метод определение расстояния до Луны путем тщательного наблюдения за лунным затмением, что происходит, когда Земля защищает Луну от солнечного света.

Для просмотра короткометражного фильма о лунном затмении щелкните здесь!

Чтобы лучше визуализировать лунное затмение, просто представьте, что держитесь четверть (диаметр приблизительно один дюйм) на расстоянии, где он просто блокирует попадание солнечных лучей на один глаз. Конечно, не стоит пытаться это — ты повредишь себе глаз! Вы можете попробовать при полной луне, который на небе имеет такой же видимый размер, как и Солнце.Оказывается что правильное расстояние составляет около девяти футов или 108 дюймов. Если четверть находится еще дальше, он недостаточно большой, чтобы блокировать весь солнечный свет. Если он будет ближе, чем 108 дюймов, он полностью заблокирует солнечный свет от некоторых небольшая круглая область, которая постепенно увеличивается в размерах по направлению к четверть. Таким образом, часть пространства, где солнечного света полностью заблокировано , является коническая, как длинный, медленно сужающийся рожок мороженого, с острием 108 дюймов за квартал. Конечно, это окружено более нечеткой областью, называемой «Полутень», где солнечный свет частично блокируется. Полностью заштрихованная область называется «умбра». (Это по-латыни означает тень. Зонтик в переводе с итальянского означает небольшая тень.) Если вы прикрепите четверть к концу тонкую палочку и держите ее на солнце соответствующим образом, вы можете увидеть эти разные теневые области.

Вопрос: Если вы использовали десятицентовую монету вместо четверти, как вдали от глаз, не могли бы вы подержать его, чтобы просто заслонить полный лунный свет? из этого глаза? Как разные расстояния соотносятся с относительными размерами десять центов и четверть? Нарисуйте схему, показывающую две конические тени.

А теперь представьте, что вы находитесь в космосе на некотором расстоянии от Земля, глядя на тень земли. (Конечно, вы могли только действительно см. это если вы стреляли облаком крошечных частиц и смотрели какие из них блестели на солнце, а какие были в темноте.) тень земли должна быть конической, точно так же, как от четверти. И он также должен быть аналогичным кварталу в техническом смысл — это должно быть 108 земных диаметров! Это потому, что точка конус — это самая дальняя точка, в которой земля может блокировать весь солнечный свет, и отношение этого расстояния к диаметру определяется угловым размером солнце заблокировано.Это означает, что длина конуса составляет 108 земных диаметров, а дальний угол точка 864000 миль от земли.

Теперь, во время полного лунного затмения, Луна движется в это конус тьмы. Даже когда луна полностью находится внутри тени, она может все еще будет плохо видно из-за света, рассеянного земными Атмосфера. Внимательно наблюдая за луной во время затмения и наблюдая, как земная тень упала на него, греки обнаружили, что диаметров коническая тень Земли на расстоянии луны была примерно В два с половиной раза больше собственного диаметра Луны .

Примечание. Эту оценку можно проверить по фотография Луны, входящей в тень Земли, или, лучше, наблюдение лунного затмения .

Вопрос: К этому моменту греки знали размер Земля (примерно сфера диаметром 8000 миль) и, следовательно, размер конической тени Земли (длина 108 умноженная на 8000 миль). Они знают что когда луна проходила сквозь тень, диаметр тени при этом расстояние было в два с половиной диаметра луны.Этого было достаточно информация, чтобы выяснить, как далеко была луна?

Ну, он сказал им, что луна не дальше, чем 108×8000 = 864000 миль, иначе Луна не прошла бы тень земли вообще! Но из того, что мы уже говорили, это могло быть крошечная луна на расстоянии почти 864000 миль, проходящая через последнюю часть тени рядом с точкой. Однако такая крошечная луна никогда не могла вызвать солнечных затмение. На самом деле, как хорошо знали греки, Луна такая же видимая размер в небе как солнце .Это важный дополнительный факт, который они привыкли определить расстояние до Луны от Земли.

Решили задачу с помощью геометрии, построив рисунок ниже. На этом рисунке тот факт, что луна и солнце имеют одинаковые Видимый размер в небе означает, что угол ECD такой же, как угол EAF. Обратите внимание, что длина FE — это диаметр земной тени на расстояние до Луны, а длина ED — диаметр Луны. В Греки обнаружили, наблюдая за лунным затмением, что отношение FE к ED было 2.5 к 1, поэтому, глядя на аналогичные равнобедренные треугольники FAE и DCE, мы выводим что AE в 2,5 раза длиннее EC, из которых AC в 3,5 раза длиннее EC. Но они знали, что переменный ток должен быть 108 земных диаметров в длину, и, принимая во внимание диаметр Земли должен составлять 8000 миль, самая дальняя точка конической тень, A, находится в 864 000 миль от Земли. Из приведенного выше аргумента это 3,5 раз дальше, чем Луна, поэтому расстояние до Луны составляет 864000 / 3,5 миль, около 240 000 миль. Это в пределах нескольких процентов от правильной цифры.Самым большим источником ошибок, вероятно, является оценка соотношения лунных размером с земную тень, когда она проходит.

Как далеко находится Солнце?

Это был еще более сложный вопрос. — спрашивали себя астрономы, но у них ничего не получалось. Они пришли изобретенный метод измерения расстояния до Солнца, но он оказались слишком требовательными, так как не могли измерить важный угол достаточно точно. Тем не менее, они узнали из этого подхода, что солнце было намного дальше, чем Луна, и, следовательно, поскольку у нее такая же кажущийся размер, он должен быть намного больше, чем Луна или Земля.

Их идея измерить расстояние до Солнца была очень в принципе просто. Они, конечно, знали, что луна светит, отражая солнечный свет. Поэтому, рассуждали они, когда луна кажется ровно наполовину, линия от луны до солнца должна быть точно перпендикулярно линии от Луны до наблюдателя (см. рисунок для убедитесь в этом сами). Итак, если наблюдатель на Земле, наблюдая половину луна при дневном свете, тщательно измеряет угол между направлением луны и направление солнца, угол a на рисунке он должен уметь построить длинный тонкий треугольник с его проведите линию Земля-Луна под углом 90 градусов на одном конце и a на другом, и таким образом найдите соотношение расстояние от Солнца до Луны.

Проблема с этим подходом состоит в том, что угол a отличается от 90 градусов на около шестой градуса, слишком мало для точного измерения. Первая попытка был Аристархом, который оценил угол в 3 градуса. Это поставило бы Солнце всего в пяти миллионах миль. Тем не менее, он уже предлагал бы солнцу быть намного больше земли . Вероятно, это осознание привело Аристарх предположил, что в центре было Солнце, а не Земля Вселенной.Лучшие поздние греческие попытки обнаружили расстояние до солнца быть примерно половиной правильного значения (92 миллиона миль).

Презентация здесь аналогична презентации Эрика Роджерса, Physics. для пытливого ума , Принстон, 1960.

Некоторые упражнения, относящиеся к этому материалу, представлены в моем заметки по физике 621.

предыдущая индекс следующие

Луна

Луна
  • РАССТОЯНИЕ: 356 000 — 407 000 км (1,2 световой секунды)
  • ДИАМЕТР: 3476 км (0.27 диаметра Земли)
  • МАССА: 7,35 x 10 22 кг (0,0123 массы Земли)
  • ПЛОТНОСТЬ: 3,34 г / см 3 (0,61 плотности Земли) В: Как мы измеряем эти параметры?
  • Используя параллакс (триангуляцию), Птолемей наблюдал Луну из двух разных точек на Земле и определили, что расстояние до Луны 27,3 диаметра Земли. Если диаметр Земли 13000 км, то расстояние до Луны около 390 000 км.
  • Время задержки эхо-сигналов радара (2.4 световых секунды) дает вдвое больше Расстояние Земля-Луна. Это изображение иллюстрирует метод Птолемея и радарный метод.
  • Угловой размер Луны близок к 0,5 градуса. Формула малого угла дает значение диаметра Луны 3480 км, как показано на рисунке. ниже.
  • Третий закон Кеплера, примененный к спутникам, вращающимся вокруг Луны, дает лунную массу. Этот закон связывает массу центрального объекта с периодом и расстоянием орбитального спутника, как указано ниже.
    Закон Кеплера
  • Зная массу и радиус Луны, мы можем вычислить плотность. 2. ЛУННЫЕ ФАЗЫ Изменение внешнего вида Луны вызвано относительным положением Земли, Луны и Солнца. Фазы следуют последовательности новолуния, первой четверти, полнолуния, и последний квартал:
  • СИНХРОННОЕ ВРАЩЕНИЕ означает, что Луна период вращения идентичен его орбитальному периоду. Следовательно, мы всегда видим одно и то же лицо Луны. Этот рисунок показывает, что Луна совершает один оборот каждый раз, когда вращается вокруг Земли. Заметь в (A) лунный пик находится справа, а в (B) — Слева.Таким образом, с Земли мы всегда видим одну и ту же сторону Луны, даже если она вращается вокруг своей оси. Этот Явление вызвано приливными силами Земли на Луну. 3. ЗАТМЕНИЯ
  • ЗАТМЕНИЕ происходит, когда один астрономический объект отбрасывает тень на другой.
  • ЛУННОЕ ЗАТМЕНИЕ происходит, когда тень Земли падает на Луну. (во время полнолуния), как показано на этом рисунке. В: Почему Луна не становится полностью темной и не окрашивается в красноватый цвет во время полного затмения? Ответ на этот вопрос проиллюстрировано на следующем рисунке, который показывает, что некоторые лучи от Солнце может отклоняться в сторону Луны, когда они пересекают атмосфера (это называется оптическим преломлением).Кроме того, поскольку на Земле атмосфера более непрозрачна для синего света, свет, который отклоняется также краснее солнечного света.
  • СОЛНЕЧНОЕ ЗАТМЕНИЕ происходит, когда тень Луны падает на Землю. (в новолуние): На этом рисунке показан набросок того, как тень Луны движется по Земной шар: В: Почему мы не наблюдаем затмения при каждом полнолунии или Новолуние? Из-за наклона орбиты Луны Луна обычно находится либо выше, либо ниже орбиты Земли. Таким образом, тень Луны редко падает на Землю, и тень Земли редко падает на Луну.Это изображение показывает, что орбита Луны наклонена на 5 градусов относительно на Землю: УЗЛЫ — это две точки на каждой орбите, в которых Луна пересекает Орбитальная плоскость Земли. Для того, чтобы произошли лунные или солнечные затмения, узлы должен быть совмещен с Землей и Солнцем. Следовательно, затмения случаются только два раза в год, и эти эпохи называются сезоном затмений. 4. ПРИЛИВЫ
  • Регулярное изменение высоты океана составляет называется ПРИЛИВЫ. Они вызваны гравитационным притяжением Луны.
  • Гравитационное притяжение сильнее сбоку Земли около Луны и слабее на противоположной стороне, потому что сила гравитации ослабевает с расстоянием. Фигура слева показывает лунный гравитационная сила в разных точках Земли.
  • Эта разница называется ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ГРАВИТАЦИОННОЙ СИЛОЙ. На этом рисунке показаны приливные силы с точки зрения наблюдателя на Земле. Эти стрелки обозначают разницу между луной. гравитационная сила в данной точке и ее сила в центре Земли.
  • Дифференциальная гравитация вызывает ПРИЛИВНЫЙ УДАР сбоку. Земли, обращенной к Луне, и идентичная выпуклость на обратной стороне, как изображено на этом эскизе.
  • Суточное вращение Земли переносит наблюдателя в половодье два раза в день, создающее два ВЫСОТА. Между временами При половодье уровень воды падает, делая два НИЗКИХ ПРИЛИВА каждый день.
  • СОЛНЕЧНЫЕ ПРИЛИВЫ составляют лишь 1/3 лунных приливов. Когда Солнце-Земля-Луна на одной линии, мы видим комбинированный эффект двух приливных сил или ПРИЛИВНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА, ведущие к БОЛЬШИМ ПРИЛИВАМ.Когда Солнце и Луна находятся под углом 90 градусов, лунные и солнечные выпуклости расположены под прямым углом и частично сводят на нет друг друга, создавая МАЛЕНЬКИЕ ПРИЛИВЫ: В: Когда в месяце мы становимся большими (весна) приливы? Q: Когда в месяце у нас будет мало (neap) приливы?
  • Приливное торможение замедляется вращение Земли и ускорение движения Луны по ее орбите. На этом рисунке показано, как Луна приливно тормозит Землю. Как Земля вращается, трение между океаном и твердой Землей внизу тащит приливная выпуклость перед линией, соединяющей Землю и Луну.Гравитация Луны притягивает выпуклость и сдерживает ее. Результирующее сопротивление передается через океан на Землю, замедляя ее вращение то, как ваша рука лежит на вращающемся велосипедном колесе, замедляет колесо. Приливное торможение удлиняет день на 0,002 секунды каждое столетие. Поскольку вращение Земли замедляется, Луна ускоряется по своей орбите, перемещаясь дальше от Земли (третий закон Кеплера). Это ускорение делает Луна удаляется от Земли со скоростью 3 см в год. Таким образом Когда-то Луна была намного ближе к Земле, и Земля вращалась намного быстрее.
  • Приливное торможение также является причиной того, что Луна всегда держится то же лицо к Земле. Подобно тому, как Луна поднимает приливы, которые замедляют Землю, Земля вызывает приливы на Луне. Лунные приливы исказили лунную кору и затормозили Луна сильно, заблокировав ее в СИНХРОННОМ ВРАЩЕНИИ. Источник изображения: «Введение в астрономию» Томаса Т. Арни
  • Высокоточный лазерный измеритель расстояния Земля-Луна

    Ученые Университета ИТМО разработали лазер для точного измерения расстояния между Луной и Землей.

    Короткая длительность импульса и высокая мощность этого лазера помогают уменьшить погрешность определения расстояния до Луны до нескольких миллиметров.

    Эти данные могут быть использованы для определения координат искусственных спутников в соответствии с влиянием массы Луны, чтобы сделать навигационные системы более точными.

    Исследование было опубликовано в Optics Letters .

    Системы GPS и ГЛОНАСС основаны на точном измерении расстояния между наземным объектом и несколькими искусственными спутниками.Координаты спутников должны быть максимально точными, чтобы обеспечить точное местоположение объекта. Кроме того, масса Луны влияет на траектории спутников.

    Следовательно, при расчете положения спутника необходимо учитывать лунные координаты. Лунные координаты получены путем измерения расстояния до Луны с помощью лазерных локаторов.

    Точность таких локаторов зависит от характеристик лазера. Например, чем короче импульс и меньше расходимость луча лазера, тем легче измерить расстояние между лазером и луной.

    Laser и его разработчики. Изображение: Университет ИТМО

    Ученые НИИ лазерной физики Университета ИТМО разработали лазер для лунного локатора, способный измерять расстояние до Луны с погрешностью в несколько миллиметров.

    Лазер может похвастаться относительно небольшими размерами, малой расходимостью излучения и уникальным сочетанием короткой длительности импульса, высокой энергии импульса и высокой частоты повторения импульсов.

    Длительность лазерного импульса составляет 64 пикосекунды, что почти в 16 миллиардов раз меньше одной секунды.Расходимость лазерного луча, определяющая яркость излучения на больших расстояниях, близка к теоретическому пределу; это в несколько раз ниже показателей, описанных для аналогичных устройств.

    «На самом деле создать лазер с длительностью импульса в десятки пикосекунд технически уже не сложно, — говорит Роман Балмашнов, инженер НИИ лазерной физики, аспирант Школы фотоники Университета ИТМО.

    «Однако энергия выходного импульса нашего лазера как минимум вдвое выше, чем у аналогов.Это 250 миллиджоулей на зеленой длине волны и 430 миллиджоулей на инфракрасной длине волны. Нам удалось добиться высокой частоты следования импульсов 200 Гц и стабильности энергии, поэтому энергия импульса не меняется от импульса к импульсу ».

    Новый лазер будет использоваться в лунном лазерном локаторе навигационной системы ГЛОНАСС. Это позволит корректировать расчет спутниковых координат в режиме реального времени, что сделает российскую навигационную систему более точной.

    Погрешность определения местоположения пользователей может быть уменьшена до 10 см.

    «Разработанный нами лазер является передовым по нескольким критериям. По нашим данным, это самый мощный в мире импульсно-периодический пикосекундный источник лазерного излучения. Помимо строго дальномерного применения, лазеры этого класса может использоваться для получения изображений орбитальных объектов, например спутников или космического мусора, — отмечает Андрей Мак, руководитель НИИ лазерной физики Университета ИТМО.

    Источник: Университет ИТМО

    Лунный параллакс

    Оценка расстояния до Луны

    Параллакс — это видимое смещение, вызванное просмотром объекта с двух сторон. разные точки обзора.Вы можете легко это увидеть, просто поочередно моргая левый и правый глаз. Параллакс также очевиден в видимом положении Луна вид с двух далеких точек на Земле или с одной и той же точки с разницей в шесть часов. Гиппарх во втором веке до нашей эры получил очень хорошую оценка расстояния до Луны с использованием лунного параллакса.

    Лунная фотография дня LPOD для 26 мая 2007 г. показывает параллактическое смещение положения Луны с двух сторон. места на расстоянии около 1400 миль друг от друга.Астрономы-любители Энтони Айомамитис и Пит Лоуренс (ссылка на Pete’s оригинал страница из Интернет-архива) сфотографировал Луну из Греции и Англия в тот же момент днем ​​23 мая. Фотографии объединили. так что изображения Луны накладываются друг на друга, показывая очевидный сдвиг примерно на треть. градуса в положении Луны относительно Регулуса, яркой звезды в созвездие Льва.

    Я добавил свой два цента за обсуждение этого изображения на sci.astro.amateur, предлагая уточненная оценка расстояния до Луны.Здесь я выставляю несколько Визуализация LightWave, показывающая геометрию изображение. Они используют мой звездообразный плоттер вместе с короткую программу, которую я написал специально для анализа изображения Луны / Регулуса, которое дал мне положение и ориентацию Земли и Луны, солнечного света угол и линии обзора Луны из Селси и Афин.

    Селси и Афины на солнце, потому что фотографии были сделаны во время день, близкий ко времени лунного затмения Регулуса (на самом деле почти пропущенный в эти два места).

    Большинство диаграмм лунного параллакса (в том числе страница) дико не в масштабе. Это нужно для того, чтобы углы видны, но я думаю, что иконография подобных диаграмм укоренилась в у людей искаженное представление о масштабах Солнечной системы. Визуализации внизу и по левому краю показан истинный масштаб системы Земля-Луна.

    Два изображения ниже имитируют вид на Луну из Селси (слева) и Афины.Попробуйте использовать их как стереопару: скосите глаза, пока две Луны не совпадут. Если у вас есть к этому умение, две Луны сливаются в единое целое. 3D изображение.


    Селси, Великобритания


    Афины, Греция

    С небольшой геометрией параллакс в этих видах можно использовать для оценки расстояние до Луны.

    Селси, Афины и Луна (S, A и M на схеме) образуют длинный тонкий треугольник. Угол при M — это параллакс, угловое разделение двух изображения Регула, около 1100 угловых секунд. Мы также знаем длину стороны AS, это как раз расстояние по хорде между Афинами и Селси, около 2360 километров.

    Если мы сделаем упрощающее предположение, что треугольник ASM равнобедренный (что SM и AM одинаковой длины), то расстояние до Луны всего

    ( длина AS ) / (2 коричневых ( параллакс /2))

    Подключение 2360 километров и 1100 угловых секунд дает нам оценку лунное расстояние слишком велико примерно на 13%.Мы можем добиться большего, если найдем длину линии AC и используя это вместо AS в формуле. В одну сторону оценить длину AC, думая, как человек, занимающийся компьютерной графикой, значит создать единичные векторы направления для AS и AM. Скалярное произведение этих двух векторов равно косинус угла при A. Синус этого угла является ракурсом AS в направлении M, или длина проекции AS на изображение плоскости, и это длина переменного тока, или достаточно близко.

    Связанный подход заключается в использовании угла в A (или S), длины AS и параллакс (угол при M) для непосредственного решения разностороннего треугольника.

    длина MS = ( длина AS ) sin ( угол при A ) / sin параллакс
    длина MA = ( длина AS ) sin ( угол при S ) / sin параллакс

    В любом случае, мы окажемся на расстоянии чуть-чуть от истинного расстояния Луны от места наблюдения. Но использование 2360 километров и 1100 угловых секунд дает нам значение, которое слишком мало примерно на 4%. Что произошло?

    Что ж, на этом этапе мы можем схитрить: истинный параллакс больше похож на 1056 угловые секунды, разница составляет около 15 пикселей на составном изображении. Энтони создал.Самое простое объяснение несоответствия состоит в том, что Пит и Энтони сфотографировал их не в одно и то же время. Разница в Полторы минуты было бы достаточно, так как Луна движется своей шириной (полторы градус) каждый час. Другая возможность состоит в том, что они были дальше друг от друга, чем Я предполагал, но дополнительное расстояние должно быть около ста километров. чтобы учесть все несоответствие.

    Методы ранних греческих астрономов имеют похожий оттенок.Мы не знаем Точная процедура Гиппарха, но мы знаем, что он использовал оценку лунный параллакс, полученный в результате солнечного затмения. Затмение было полным на Геллеспонт. В Александрии Луна покрывала 4/5 диаметра Солнца. В поэтому параллакс составлял 1/10 градуса, а исходной линией было расстояние от Александрии до Геллеспонта. Гиппарху пришлось предположить, что максимум затмение произошло одновременно в двух местах, и Солнце параллакс был незаметно мал, и ему нужно было хорошо оценить размер Земля.

    Три века спустя Птолемей изложил подробное объяснение Геометрия задачи в книге V, раздел 13 его Альмагест . Он даже включил диаграмму, очень похожую на ту, что здесь. Цифры Птолемея для расстояние до Луны ограничено лунной теорией и поддерживающими аргументами это не просто неправильно, они интеллектуально нечестны, по крайней мере, с точки зрения современных стандарты. Но если мы дадим ему преимущество в сомнениях, его оценка в 59 Радиусы Земли в сизигиях (новолуние и полнолуние) удобно расположены посередине. современного диапазона значений эллиптической орбиты Луны, примерно от 56 до 64 е.р.

    Метод параллакса нельзя было распространить на планеты или звезды до тех пор, пока изобретение телескопа. В 1990-х годах спутник Hipparcos использовал для измерения расстояний до тысячи световых лет, около 25 миллионов умноженное на расстояние до Луны. Между тем, отражая лазерный свет от отражатели, оставленные на поверхности Луны астронавтами Аполлона, мы можем регулярно измерить расстояние до Луны с точностью до нескольких сантиметров.

    © Эрни Райт

    Вычисление размеров и расстояний от затмений

    Astronomy On-Line: Вычисление размеров и расстояний от затмений

    1.Что такое затмения?

    Эти фотографии были сделаны Антонио Сидадао в Португалии: они показывают частичное солнечное затмение, которое произошло 12 октября 1996 года.

    Рисунок 1: Солнечное затмение 12 октября 1996 г., наблюдаемое Антонио. Cidadao. Щелкните, чтобы получить увеличенную версию (JPG, 46 КБ).

    Следующие фотографии были также сделаны Антонио Сидадао в сентябре. 27 декабря 1996 года во время лунного затмения:

    Рисунок 2: Лунное затмение 27 сентября 1996 года, наблюдаемое Антонио. Cidadao.Нажмите, чтобы получить увеличенную версию (JPG, 53k)

    Попробуйте это: Сделайте рисунки, чтобы объяснить, что такое солнечное затмение. и лунное затмение есть!

    Вы можете найти дополнительную информацию о солнечных затмениях и лунных затмениях. в рамках Astronomy On-Line.

    2. Посмотрите на это изображение Солнца, частично скрытого за Луна:

    Рисунок 3: Одна из фотографий солнечного затмения. получен Антонио Сидадао 12 октября 1996 г.

    Выше вы видите одну из фотографий, сделанных в Португалии во время солнечное затмение, теперь в большем формате.

    Распечатайте это изображение на своем принтере, чтобы иметь возможность работать с ним. Ты также может работать на экране компьютера, но это будет менее практично и менее точный.

    С помощью линейки измерьте диаметр Солнца как можно лучше. Затем на двух листах кальки начертите циркулем несколько круги, которые помогут вам измерить этот диаметр наиболее точно: для Например, если вы отмерили линейкой 15 см, нарисуйте на одном листе концентрические окружности радиусом 7.3 см, 7,5 см и 7,7 см и на других концентрических кругах 7,2 см, 7,4 см, 7,6 см и 7,8 см. Поместив эти листы поверх распечатанного изображения, вы будете может легко найти радиус Солнца.

    С помощью этих листов вы также можете найти радиус Луны на рисунок. Сравните эти два радиуса.

    Можно ли сделать вывод, что Солнце и Луна имеют одно и то же? кажущийся диаметр , как это делали древние греки несколько столетий назад ДО Н.Э.? Они сделали это, когда во время полных солнечных затмений заметили, что лунный диск почти точно покрыл солнечный диск.

    Рисунок 4: видимый диаметр Солнца и Луны.

    Этот кажущийся диаметр измеряется в градусах как угол: около 0,5 o , как для Луны, так и для Солнца.

    3. Посмотрите на это изображение частично затменной Луны:

    Рисунок 5: Фотография лунного затмение, снятое в 02:00 UT утра 27 сентября 1996 г. Гимназия Тромсдален в Северной Норвегии. Щелкните по нему, чтобы увеличить версия (JPG, 31к).

    Это одна из серии фотографий, сделанных в гимназии Тромсдален в Норвегия 27 сентября 1996 года.

    Похоже на фазу Луны? Что вы видите на картинке Луна, частично погруженная в тень Земли. С этой точки зрения Древние греки, как всегда видели круглую тень Земли на Луне как части диска, правильно сделав вывод, что Земля имеет форму шара.

    Сначала попробуйте измерить диаметр Луны на изображение, применяя тот же метод, что и ранее.

    Затем попробуйте оценить диаметр тени Земли. Это труднее. Как видите, он больше Луны, а также потому что край тени не очень резкий. Итак, вырезать из бумаги (или картонные) разные диски, чтобы оценить этот диаметр: например, отрежьте один диаметром, который, по вашему мнению, будет слишком большим, наденьте его верх изображения. Затем вырежьте круг с чуть меньшим диаметр, попробуйте: если он все еще слишком большой, вырежьте еще один диск меньшего размера, если нет, вырежьте из другого листа диск с промежуточный диаметр… и так далее! В конце концов, вы придете к довольно хорошая оценка диаметра тени Земли.

    Подсказка: Вы обнаружите, что диаметр тени Земли равен чуть больше чем в два раза диаметра Луны.)

    Пусть D — диаметр тени Земли, а d — диаметр тени Земли. диаметр Луны, который мы измерили на картинке (там же единицы, например сантиметры.

    4. Вычисление размеров и расстояний

    Приблизительная оценка диаметра Луны:

    Солнце очень далеко от Земли и Луны, поэтому мы можем считайте, что его лучи прибывают все параллельно и так что тень Земля — ​​цилиндр:

    Рисунок 6: Земля тень как цилиндр.

    В этом случае можно считать, что тень Земли имеет такое же диаметр как Земля: как мы знаем размер Земли (радиус: 6378 км), мы можем вычислить диаметр Луны с помощью наших предыдущих измерения:

    Пусть D M будет реальным диаметром Луны (в км): тогда у нас есть доска пропорциональности:

    D 6378 x 2 км
    (диаметр тени Земли на рисунке)
    d D M
    (диаметр Луны на картинке) км

    Отсюда вы можете получить приблизительную оценку диаметра Луна.

    Если точнее:

    На самом деле, хотя Солнце очень далеко, оно очень большое, и его лучи не параллельны, поэтому тень Земли коническая, а не цилиндрический:

    Рисунок 7: Земля тень как конус.

    Внимание! Следующие иллюстрации неверны; Oни не в правильном масштабе !. Вы не можете представить в удобочитаемом виде в одном масштабе Земля, Луна и Солнце, и в одном и том же время расстояния Земля-Солнце или Земля-Луна. Например, если мы представить Землю в виде диска диаметром 1 см, диаметр Луны будет быть 3 мм и находиться на расстоянии 30 см от Земли. Но Солнце тогда будет 120 метров от Земли, и его диаметр будет больше более 1 метра! Тем не менее эти рисунки позволяют понять затмений и сделать вычисления о.

    Рисунок 8

    Когда у вас будет больше математических инструментов, вы сможете вычислять диаметр тени Земли на расстоянии Луны.Мы тут примет значение, рассчитанное «Bureau des Долготы » во Франции на 27 сентября : 9348 км. Затем мы можем произвести новое пропорциональное вычисление:

    D 9348 км
    (диаметр тени Земли на рисунке)
    d D M
    (диаметр Луны на картинке) км
    Чтобы вычислить расстояние до Луны:

    Рисунок 9: Луна орбита.

    AB — диаметр Луны. Поскольку угол AEB равен очень маленький, можно сказать, что длина AB равна длина дуги AB , и тогда мы можем вычислить длину окружности орбиты Луны с доской пропорциональности:

    км
    D M 0,5 & deg
    (км)
    Окружность Луны 360 & deg

    И если у нас есть окружность, теперь легко найти радиус R как:, / p>

    Окружность = 2 x Pi x R

    Итак, вы вычислили диаметр Луны. D M и расстояние Земля-Луна R в сентябре 27 1996г.

    Вы можете сравнить их с реальными значениями: D M = 3470 км и R = 366600 км. Ваши результаты сильно отличаются? Почему?

    Автор этого упражнения — Жозе Серт (Франция). Пожалуйста любые связанные вопросы или замечания направляйте по адресу: Josee Серт .

    Аристарх и размер Луны

    Астрономия 101 Специальное предложение: Аристарх и размер Луны


    Прыжок, который Аристарх совершил от земных измерений масштаба к небесное поистине замечательно.Без всяких мерок размеров или расстояния до любых небесных объектов, он смог измерить оба для Луны. Его гений заключался в том, чтобы использовать то, что он знал о Земле. (его размер) и немного умной геометрии, чтобы определить размер Тень Земли на расстоянии Луны. Затем, наблюдая за Луной путешествовать сквозь тень Земли (лунное затмение), он мог определить соотношение размеров тени на расстоянии до Луна и размер самой Луны.

    Часть 1: Измерение отношения размера Луны к размеру Тень Земли на Луне

    Аристарх знал (как любой естествоиспытатель того времени известно), что в среднем два раза в год поверхность полной Луны потемнело примерно на два часа.Это было правильно рассудил, что в это время Луна проходила сквозь тень, отбрасываемую Землей — лунное затмение. Затмение произойдет только во время полнолуния, потому что это время, когда Луна находится на противоположной стороне Земли от Солнца. Это не происходят каждый раз, потому что орбита Луны и Солнца были слегка наклонены относительно друг друга, поэтому иногда Луна проходить над или под земной тенью, а не прямо через нее. Аристарх понял, что самые продолжительные лунные затмения должны происходить, когда Луна проходит прямо через центр тени Земли, и кроме того, угловой размер тени Земли может быть измеряется, отмечая разницу в положении Луны перед и после затмения.Затем он мог сравнить этот угловой размер с угловой размер Луны (который он мог измерить почти в любое время) до получить соотношение

    угловой размер тени Земли на расстоянии до Луны
    -------------------------------------------------- --------
    угловой размер Луны
     

    Кроме того, поскольку Луна и тень Земли на расстоянии до Луна по определению находится на одинаковом расстоянии, соотношение угловых размеры — это соотношение физических размеров. (Вспомните отношение треугольника наблюдателя — альфа / 57.3 = Д / Р ? Для обоих треугольников R одинаково, поэтому соотношение альфа равно отношению D ‘s)

    Часть II: Расчет размера тени Земли на расстоянии до Луны

    Аристарх мог измерить угол, обозначенный как A на рисунке ниже, поскольку это половина углового размера тени Земли на расстояние до Луны. Он также мог измерить угол B , так как это половина углового размера Солнца, и это легко может быть измеряется.Исходя из этой информации, он мог вычислить C , так как A , B и C вместе составляют прямую линию, и, следовательно, A + B + C = 180 градусов.

    Но C также является частью треугольника, содержащего углы D и E , поэтому C + D + E = 180 градусов, поэтому,

    A + B = D + E Из отношения треугольника наблюдателя мы знаем, что

    А /57.3 = радиус тени Земли на расстоянии до Луны ( R em ) / Расстояние Земля-Луна ( D em )

    B / 57,3 = радиус Солнца ( R s ) / расстояние Земля-Солнце ( D es )

    D / 57,3 = радиус Земли ( R e ) / D выс.

    И наконец

    E / 57,3 = R e / D es .

    Объединяя все эти отношения вместе, получаем

    R высотой / D высотой = R e / D es + R e / D em R s / D es

    Теперь просто по совпадению угловые размеры Солнца и Луны были почти одинаковы, и поскольку они имели одинаковые угловые размеры, также верно следующее соотношение:

    R s / D es = R м / D высотой

    Итак, мы можем заменить последнюю дробь в большом уравнении выше и получить

    R высотой / D высотой = R e / D es + R e / D em R м / D высотой

    Умножая на D em , получаем

    R до = R e x ( D em / D es ) + R e R м

    Аристарх рассуждал, что Солнце гораздо дальше от Солнца. Земля, чем Луна, поэтому дробь в первом члене выше уравнение будет очень маленьким (его собственные измерения показали это значение быть 1/20; современные измерения этой величины — 1/400).Следовательно, он полагал, что первый срок был незначительным по сравнению со следующим два, и так

    R до = R e R м

    Часть III: Объединение геометрии и наблюдений для измерения Размер Луны

    Наблюдения Аристарха показали
    угловой размер тени Земли на расстоянии до Луны
    -------------------------------------------------- -------- = 2,7
    угловой размер Луны
     

    что означало, что

    R высотой / R м = 2.7

    но с тех пор

    R до = R e R м

    тогда

    ( R e R м ) / R м = 2,7

    и

    R e / R м — 1 = 2,7

    так

    R e = 3,7 x R м .

    Таким образом, он распространил земное измерение (радиус Земли, которую легко получить по окружности) до небесного измерение.


    Вернуться на страницу специальных предложений Astronomy 101

    Как луна оказалась там, где она сейчас?

    Спустя почти 50 лет с тех пор, как человек впервые ступил на Луну, человечество снова предпринимает попытки приземлиться на спутник Земли. Только в этом году Китай посадил роботизированный космический корабль на обратной стороне Луны, в то время как Индия близка к посадке лунного корабля, а Израиль продолжает свою миссию по приземлению на поверхность, несмотря на крушение его недавнего предприятия. Между тем НАСА объявило, что хочет отправить астронавтов на южный полюс Луны к 2024 году.

    Но пока эти миссии стремятся расширить наши знания о Луне, мы все еще работаем над ответом на фундаментальный вопрос о ней: как она оказалась там, где находится?

    21 июля 1969 года экипаж «Аполлона-11» установил первый набор зеркал для отражения лазеров, нацеленных на Луну с Земли. Последующие эксперименты, проведенные с использованием этих массивов, помогли ученым определить расстояние между Землей и Луной за последние 50 лет. Теперь мы знаем, что орбита Луны увеличилась в 3 раза.8 см в год — удаляется от Земли.

    Это расстояние и использование лунных горных пород для определения даты образования Луны 4,51 миллиарда лет назад являются основой для гипотезы гигантского удара (теории о том, что Луна образовалась из обломков после столкновения в начале истории Земли). Но если мы предположим, что падение Луны всегда составляло 3,8 см / год, нам нужно вернуться на 13 миллиардов лет назад, чтобы найти время, когда Земля и Луна были близко друг к другу (для формирования Луны). Это слишком давно, но это несоответствие неудивительно, и его можно объяснить древними континентами мира и приливами.

    Приливы и рецессия

    Расстояние до Луны можно связать с историей континентальной конфигурации Земли. Потеря приливной энергии (из-за трения между движущимся океаном и морским дном) замедляет вращение планеты, что заставляет Луну удаляться от нее — Луна удаляется. Приливы и отливы в значительной степени контролируются формой и размером океанических бассейнов Земли. Когда тектонические плиты Земли перемещаются, геометрия океана меняется, как и прилив. Это влияет на отступление луны, поэтому на небе она кажется меньше.

    Это означает, что, если мы знаем, как тектонические плиты Земли изменили положение, мы можем определить, где была Луна по отношению к нашей планете в данный момент времени.

    Мы знаем, что сила прилива (и, следовательно, скорость спада) также зависит от расстояния между Землей и Луной. Таким образом, мы можем предположить, что приливы были сильнее, когда Луна была молодой и ближе к планете. Поскольку в начале своей истории Луна быстро отступала, приливы и отливы станут слабее, а спад — медленнее.

    Подробная математика, описывающая эту эволюцию, была впервые разработана Джорджем Дарвином, сыном великого Чарльза Дарвина, в 1880 году. Но его формула порождает противоположную проблему, когда мы вводим наши современные цифры. Он предсказывает, что Земля и Луна были близко друг к другу всего 1,5 миллиарда лет назад. Формула Дарвина может быть согласована с современными оценками возраста и расстояния до Луны, только если ее типичная недавняя скорость спада снизится примерно до одного сантиметра в год.

    Подразумевается, что сегодняшние приливы должны быть аномально большими, вызывая темпы спада на 3,8 см. Причина этих больших приливов в том, что нынешняя северная часть Атлантического океана имеет правильную ширину и глубину, чтобы находиться в резонансе с приливом, поэтому естественный период колебаний близок к периоду прилива, что позволяет им становиться очень большими. . Это очень похоже на ребенка на качелях, который поднимается выше, если его толкнуть в нужный момент.

    Но вернемся во времени — достаточно нескольких миллионов лет — и Северная Атлантика настолько отличается по форме, что этот резонанс исчезает, и поэтому скорость падения Луны будет медленнее.Поскольку тектоника плит перемещала континенты, а замедление вращения Земли изменяло продолжительность дней и период приливов, планета входила и выходила из подобных состояний сильных приливов. Но мы не знаем деталей приливов за длительные периоды времени и, как следствие, не можем сказать, где была Луна в далеком прошлом.

    Осадочный раствор

    Один из многообещающих подходов к решению этой проблемы — попытаться обнаружить циклы Миланковича по физическим и химическим изменениям в древних отложениях.Эти циклы возникают из-за вариаций формы и ориентации орбиты Земли, а также вариаций ориентации земной оси. Это привело к климатическим циклам, таким как ледниковые периоды последних нескольких миллионов лет.

    Большинство циклов Миланковича не меняют своих периодов в истории Земли, но на некоторые из них влияет скорость вращения Земли и расстояние до Луны. Если мы сможем обнаружить и количественно оценить эти конкретные периоды, мы сможем использовать их для оценки продолжительности дня и расстояния Земля-Луна во время осаждения отложений.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *