| |||||||||||||
| Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы! |
|
Исследование Солнечной Системы - Земля и Луна
| |||||
 Луна |
|||||
Спутник Земли |
Страница:
Спутник Земли,
Как образовалась Луна;
|
|
Луна – это, пожалуй, единственное небесное тело, в отношении которого с древнейших времен ни у кого не было сомнений, что оно движется вокруг Земли. Во II в. До н.э. Гиппарх определил наклон лунной орбиты к плоскости эклиптики и выявил ряд особенностей движения Луны. Он создал весьма совершенную для своего времени теорию ее движения, а также теорию солнечных и лунных затмений. Теорию движения Луны вокруг Земли значительно развил александрийский астроном Клавдий Птолемей (II в.), посвятивший ей одну из книг своего капитального сочинения «Альмагест». В дальнейшем эта теория неоднократно совершенствовалась и уточнялась, а после открытия Исааком Ньютоном закона всемирного тяготения, управляющего движением всех небесных тел (1687 г.), из чисто кинематической (описывающей геометрические свойства движения) она становится динамической (рассматривающей движение тел под действием приложенных к ним сил). Если рассматривать обращение вокруг Солнца какой-нибудь планеты (например, Марса), то основной силой, направляющей ее движение, является притяжение Солнца. Влияние других планет во много раз слабее солнечного, потому что их массы в тысячи, десятки и сотни тысяч раз меньше массы Солнца. Дополнительные ускорения, сообщаемые Марсу притяжением других планет (Земли, Венеры, Юпитера), очень малы, и их можно рассматривать каждое в отдельности, а затем сложить.
Другое тело Луна. Для построения сколько – ни будь точной теории ее движения приходится учитывать притяжение как Земли, так и Солнца. Из-за эллиптичности земной орбиты воздействие Солнца изменяется в течение года, а из-за движения Луны по орбите – еще и в течение месяца. Кроме того, плоскости лунной и земной орбиты не совпадают, хотя и наклонены друг к другу под небольшим углом (5°9’). Вот далеко не полный перечень сложностей, встающих перед исследователями. Поэтому не удивительно, что построение точной теории движения Луны было одной из труднейших задач небесной механики на протяжении столетий. Сегодня параметры лунной орбиты известны с высокой точностью. Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27,32166 суток (сут.) или 27 сут. 7 ч 43 мин. Это ее звездный, или сидерический, месяц (период движения Луны на небе относительно звезд). Период смены лунных фаз, или синодический месяц, на двое с лишним суток длиннее сидерического – 29, 530588 суток, или 29 сут. 12 ч 44 мин. Астрономы различают еще драконический и аномалистический месяцы. Драконический месяц – это период обращения Луны относительно узлов ее орбиты, т.е. точек пересечения ею плоскости эклиптики. Он играет важную роль при предвычислений солнечных и лунных затмений. Аномалистический месяц – это период обращения Луны относительно перигея, ближайшей к Земле точке ее орбиты. Длительность драконического месяца – 27,21 суток, или 27 сут. 5 ч 5 мин; аномалистического – 27 сут. 13 ч 18 мин. Из этих чисел видно, что драконический месяц короче сидерического, а аномалистический, наоборот, длиннее его. Это связано с тем, что линия узлов лунной орбиты медленно поворачивается навстречу движению Луны, совершая полный оборот за 18,6 года, тогда как большая ось лунной орбиты поворачивается в ту же сторону, куда движется Луна, с периодом 8,85 года. Причину этих движений объяснил Ньютон: все дело оказалось в Солнце. Солнце вызывает еще целый ряд периодических возмущений в движении Луны. По традиции, идущей еще со времен Птолемея, их называют неравенствами, хотя смысл этого понятия (отклонения от невозмущенного движения) совсем иной, чем в математике. Астрономы давно уже прозвали систему Земля – Луна двойной планетой. Ведь не только Луна обращается вокруг Земли, но и Земля под действием притяжения Луны описывает небольшую орбиту вокруг их общего центра масс. Только эта орбита в 81 раз меньше, чем лунная. Центр масс системы Земля – Луна находится внутри Земли, на расстоянии 4750 км от центра планеты. И все же это небольшое движение Земли астрономы учитывают при точных расчетах. Даже невооруженным глазом на диске Луны видны темные пятна различной формы, напоминающие кому лицо, кому двух людей, а кому зайца. Эти пятна еще в XVII в. стали именовать морями. В те времена полагали, что на Луне есть вода, а значит, должны быть моря и океаны, как на Земле. Итальянский астроном Джованни Риччоли присвоил им названия, употребляемые и по сей день: Океан Бурь, Море Дождей, Море Холода, Море Ясности, Море Спокойствия, Море Изобилия, Море Кризисов, Залив Зноя, Море Облаков и др. Эти топонимы отражали давнее и совершенно неправильное представление, будто Луна влияет на земную погоду. И в названии "Море Кризисов" подразумевались резкие изменения погоды, а вовсе не экономические кризисы.
Более светлые области лунной поверхности считалось сушей. Уже в 1753 г. хорватский астроном Руджер Бошкович доказал, что Луна не имеет атмосферы. При покрытии ею звезды та исчезает мнгновенно, а если бы у Луны была атмосфера, звезда меркла бы постепенно. Из этого следовало, что на поверхности Луны не может быть жидкой воды, так как при отсутствии атмосферного давления она бы немедленно испарилась. Еще Галилей открыл на Луне горы. Среди них были и настоящие горные хребты, которым стали давать названия земных гор: Альпы, Апеннины, Пиренеи, Карпаты, Кавказ. Но встречались на Луне и особенные горы - кольцевые, их именовали также кратерами или цирками. (Греческое слово "кратер" означает "чаша") Постепенно название "цирк" сошло со сцены, а термин "кратер" остался. Риччоли предложил давать кратерам имена великих ученых древности и Нового времени. Так появились на Луне кратеры Платон, Аристотель, Архимед, Аристарх, Эрастофен, Гиппарх, Птолемей, и др. Не забыл Риччоли и самого себя. Наряду с этими известнейшими именами есть и такие, которых сегодня не найти ни в одной книге по астрономии, например Аристилл, Автолик, Лангрен, Теофил. Но тогда, в XVII в., этих ученых знали и помнили. при дальнейшем изучении Луны к названиям, данным Риччоли, добавились новые. На более поздних картах видимой стороны Луны увековечены такие имена, как Дарвин (Джордж Дарвин, создавший первую теорию происхождения Луны), Лаграндж и др. После того как советские автоматические межпланетные станции серии "Луна" сфотографировали обратную сторону Луны, на ее карте были нанесены кратеры с именами отечественных ученых и покорителей космоса. Со времени первых телескопических наблюдений Луны астрономы обратили внимание на то, что от некоторых лунных кратеров строго по радиусам расходятся светлые полосы, или лучи. Центрами светлых лучей являются кратеры Коперник, Кеплер, Аристарх. Но самую мощную систему лучей имеет кратер Тихо: некоторые из его лучей протянулись на 2000 км. Что за светлое вещество образует лучи лунных кратеров? И откуда оно взялось. В 1960 г., когда не был еще завершен спор о происхождении самих лунных кратеров, российские ученые Кирилл Петрович Станюкович и Виталий Александрович Бронштэн, оба горячие сторонники метеоритной гипотезы их образования, предложили следующее объяснение природы лучевых систем. Удар крупного метеорита или небольшого астероида о поверхность Луны сопровождается взрывом: кинетическая энергия ударяющего тела мгновенно переходит в тепло. Часть энергии затрачивается на выброс лунного вещества под разными углами. Значительная часть выброшенного вещества улетает в космос, преодолевая силу притяжения Луны. Но вещество, выброшенное под небольшими углами к поверхности и с не очень большими скоростями, падает обратно на Луну. Эксперименты с земными взрывами показывают, что выбросы вещества происходят струями. А поскольку таких струй должно быть несколько, получается система лучей. Но почему они светлые? Дело в том, что лучи состоят из мелко раздробленного вещества, которое всегда светлее, чем плотное вещество того же состава. Это установили опыты профессора Всеволода Васильевича Шаронова и его сотрудников. И когда первые первые астронавты ступили на поверхность Луны и взяли вещество лунных лучей для исследования, эта гипотеза подтвердилась. Вопрос об обитаемости нашей спутницы давно занимал ученых. Ведь Луна наша ближайшая соседка, разстояние до нея, всего 30 земных диаметров, ничтожное в сравнении даже с ближайшими планетами, Венерой и Марсом. И потому, если она обитаема разумными существами, то с ней легче всего войти в сношения земным обитателям. Известный французский астроном, Камилл Фламмарион уже двадцать пять лет изучает нашу соседку. Он открыл на ней и описал такия явления, которыя до него не замечались никем, и которыя как будто оправдывают предположения об ея обитаемости. Двадцать лет назад этот вопрос был разрешен в отрицательном смысле. Чтобы Луна могла быть обитаема живыми существами, необходимо две вещи: чтобы на Луне была атмосфера и вода. Между тем никаких признаков ни атмосферы ни воды на Луне не замечалось. Во время солнечнаго затмения не видно, чтобы лучи солнца преломлялись через ея атмосферу. Когда Луна проходит перед звездами и затмевает их, звезды гаснут и появляются сразу, а не изменяются в блеске постепенно, как было бы если б их луч прорезал атмосферу. На Луне не заметно облаков, как на Венере; ни ледяного покрова на полюсах, как на Марсе. Вид Луны даже в сильнейшие телескопы, приближающие ея поверхность: нашему глазу на разстояние сорока километров, представляется мертвым. Полночный мороз температуры междупланетнаго пространства, продолжающийся 15 земных дней и чередующийся с пятнадцатидневным же периодом дневнаго зноя, не допускает, поводимому, мысли об обитаемости лунной поверхности. И вот Фламмарион, который всю жизнь держался этого мнения, вдруг выступает открыто противником этой теории и создает новую, возстановляющую репутацию Луны, как вполне пригодной для органической жизни и обитаемой планеты! Фламмарион нашел на Луне и воздух и влагу. Вот ход его доказательств, строго проверенных днадцатипятилетним неусыпным наблюдением. Во время последняго солнечнаго затмения, видимаго в позапрошлом году в Париже, впервые было обнаружено весьма интересное явление. Затмение было не вполне полное и не вполне кольцеобразное, но среднее между ними, получившее название зернистаго. В тот момент, когда центр солнца и луны совпал с лучом зрения, диск солнца просвечивал через низменныя части горизонта луны, тогда как гористыя -затмевали его края совершенно. Вот в этих-то низменностях Фламмарион и обнаружил атмосферную рефракцию света, которая подтвердилась и при наблюдении над затмением звезд лунным диском. Если звезда скрывалась за гористым краем диска, она исчезала мгновенно. Но в тех, весьма редких, случаях, когда луч звезды проникал сквозь глубокое ущелье, в момент затмения звезда сперва блекла, а затем уже пропадала из виду. Это явление замечалось астрономами и прежде и некоторые на основании этих наблюдений даже высказывались о том, что на Луне есть воздух, но так как их наблюдения не могли быть проверены, и, что еще хуже, были опровергаемы другими учеными, одновременно делавшими наблюдение, то на их голос никто не обращал внимания. Фламмарион же доказал, что в то время, как один наблюдатель видит звезду заходящую за край Луны через ущелье, другой наблюдатель, находящийся в каких-нибудь ста верстах от перваго, этого луча, конечно, не видит и для него звезда скрывается в обыкновенных условиях. Таким образом факт существования на Луне атмосферы н ея низменностях, в ущельях и котловинах может считаться отныне установленным. Но это еще не все. Фламмарион наблюдал за цирком своего имени и за соседними с ним и обнаружил замечательное явление. Когда на Луне начинается день, продолжающийся 14 земных суток, кратер Фламмариона имеет белесоватый оттенок, который образует яркое пятно на фоне луннаго диска. С каждым последующим днем это пятно уменьшается и совершенно исчезает к полнолунию, т.-е. когда для Луны полдень. Что это означает? Фламмарион отвечает: это значит, что на поверхности Луны есть влага, которая ночью замерзает и под лучами солнца испаряется. А раз есть воздух и вода, то не только возможно, но обязательно должна быть органическая жизнь, а если есть растения, то должны существовать и животныя. Почему же мы не замечаем на Луне жизни? По той же причине, по которой с верхушки горы или с аэростата, поднявшагося всего на какие-нибудь 4 километра над земною поверхностью, на последней не замечается никаких признаков жизни. Правда, можно наблюдать пожары и извержения вулканов, но оказывается, что последние неоднократно наблюдались и на Луне. Но как согласовать жизнь с резкими переменами температуры на лунной поверхности? На это ученые отвечают различно. Во-первых, если Луна не вполне остывшее тело, как и 3емля, то она имеет свою собственную теплоту, которая достаточна для того, чтобы поддержать жизнь во время 14-дневной ночи. Во-вторых, накаляемая солнечными лучами, Луна поглощает более тепловых лучей, чем отдает их в пространство. В-третьих, жизнь там должна быть приспособлена к резким колебаниям температуры. Впрочем, некоторые ученые предполагают, что жители Луны, если таковые существуют, углубляются в ея недра, где температура более постоянна и где, несомненно, есть воздух. А что в эти недра можно проникнуть, видно из того, что вся поверхность Луны усеяна кратерами угасших вулканов и разселинами. Итак, вопрос об обитаемости нашей соседки решен в положительном смысле, но вопрос о том, населяют ли существа разумныя - требует еще наблюдений. № 19, 1914 г.
| ||||||||||||||||||||||||
 |
 Спутник Земли |
|
|