На чем луна держится

Давайте посчитаем, каким тросом пришлось бы «привязывать» Луну к нашей планете, если бы не было гравитации? Так будет легче себе представить масштабы силы, с которой Земля притягивает к себе свой спутник

В нашем мире все имеет какую-либо опору, основание. Компьютер, например, стоит на столе, и стол – это опора компьютера. Стол опирается на пол, пол – на стены, стены опираются на фундамент.

Прослеживается, как видно, целая цепочка опор. Можно привести огромное количество примеров с различными предметами, и выстроить множество цепочек. Но в конце каждой цепочки неизменно оказывается земля. А на что опирается сама планета, на которой мы живем?

На чем держится Земля?

Этот вопрос интересовал людей еще тысячи лет назад. Они думали, что наша планета стоит неподвижно, и искали для нее какую-нибудь опору. Возникали самые разные представления об этой «земной опоре».

В Древней Индии считали, что Землю держат четыре огромных слона. Слоны будто бы стоят на огромной черепахе. А черепаха плывет по морю. Но на что опирается море? А вот об этом «даже и спрашивать нельзя» было.

В Древней Руси слонов и гигантских черепах не знали, но знали об огромных китах. Эти киты плавали в северных морях и были намного крупнее слонов. Поэтому на Руси верили, что Земля «стоит на трех китах». Но вот на что опираются сами киты?

Самое правильное представление о Земле, как планете, имели древние евреи. Около трех с половиной тысяч лет назад в Библии было записано: «Он [Бог] распростер север над пустотою, повесил землю ни на чем» (Иов 26:7). Еврейские писания рисуют образ Земли «висящей ни на чем», «в пустоте».

Почему такой порядок в Солнечной системе?

Сегодня человечеству известно, что Земля летит в космическом пространстве с огромной скоростью: около 30 км/сек. Это более 100 тысяч км/час, то есть в сто раз быстрее самолета. Имея такую скорость наша планета, разумеется, не нуждается в какой-либо опоре. Разве опирается на что-нибудь мяч, летящий в воздухе?

Подобно Земле, все планеты Солнечной системы движутся в пространстве на огромных скоростях. Например, Меркурий летит со скоростью около 49 км/сек, а Плутон – в двенадцать раз медленнее, но тоже очень быстро – 4,08 км/сек, или почти 15 тысяч км/час.

Поэтому возникает другой вопрос. Почему Земля и другие планеты не разлетаются в мировое пространство, а кружат вокруг Солнца? Что заставляет их кружить по своим орбитам, не нарушая порядок?

Все дело в том, что Солнце как гигантский магнит притягивает все планеты Солнечной системы к себе. От самого ближнего к нему Меркурия, до самого далекого Плутона, все планеты летят вокруг Солнца, удерживаемые невидимой притягивающей силой. Эта сила называется гравитацией.

Гравитация является разновидностью взаимодействия между всеми материальными телами во Вселенной. Гравитация действует на любых расстояниях и на любые объекты или виды энергии. Чем массивнее объект, тем большее гравитационное поле он может создать.

Именно гравитация собирает планеты вокруг Солнца. Во Вселенной существуют и другие звезды имеющие свои планетные системы. Отдельные звезды, притягивая друг друга, собраны в галактики. Галактики, в свою очередь организованны в скопления галактик, которые удерживаются вместе гравитационным полем.

Как видно, гравитации подвластно все в материальной Вселенной. На сегодняшний день не обнаружено ни одного вида материи или энергии, который не имел бы к гравитации отношения, мог бы ее игнорировать.

Насколько сильна гравитация?

Если сказать простыми словами, то закон всемирного тяготения гласит, что тем тяжелее предметы и чем ближе они друг к другу, тем сильнее они притягивают друг друга. Наша планета имеет примерную массу 6 септиллионов килограммов. Обычно это записывается 6·1024 кг. Луна в 81 раз легче Земли, ее вес – примерно 73 секстиллиона килограммов (7,3·1022 кг). Среднее расстояние от Земли до Луны примерно 384 000 км.

Эти огромные массы создают могучие силы взаимного притяжения. Сила притяжения измеряется в ньютонах, и высчитывается умножением масс тел, разделенных на квадрат расстояния между ними. Между Землей и Луной действует сила взаимного притяжения, которая равна 190 000 000 000 000 000 000 (190 квинтиллионов) ньютонов.

Для удобства восприятия переведем ньютоны в знакомые всем килограммы. В инженерных расчетах, не требующих сверхвысокой точности, 1 кг приравнивается к 9,8 ньютонов. Именно с такой силой груз весом 1 кг давит на опору.

190 квинтиллионов ньютонов делим на 9,8 и получаем силу притяжения в килограммах. В цифрах, округленно, это выглядит как 20 000 000 000 000 000 000 (20 квинтиллионов) килограммов.

Давайте еще немного посчитаем

Давайте посчитаем, каким тросом пришлось бы «привязывать» Луну к нашей планете, если бы не было гравитации? Так будет легче себе представить масштабы силы, с которой Земля притягивает к себе свой естественный спутник.

Проволока из высокопрочной стали толщиной в 1 кв. мм может выдержать груз в 200 кг. Значит, трос толщиной 1 кв. метр (1 000 000 кв. мм) может выдержать 200 миллионов килограммов. Сколько же таких тросов понадобится, чтобы удержать Луну?

Считаем дальше. 20 000 000 000 000 000 000 кг (сила притяжения Земли) делим на 200 000 000 кг (столько может выдержать трос толщиной 1 кв. метр) и получаем 100 000 000 000 тросов. Если соединить все тросы вместе, то получится уже не канат, а стальной столб площадью 100 000 000 000 кв. метров. Для удобства и наглядности 100 000 000 000 кв. метров переведем в кв. километры. Получается 100 000 кв. км.

Такой канат, а точнее стальной столб был бы равен по площади Южной Корее (98 500 кв. км), или площади Грузии (69 700 кв. км) и Армении (29 800 кв. км) вместе взятых.

Такой стальной трос, конечно, трудно себе вообразить. Еще один пример: на всей Земле не найдется столько тросов, веревок, канатов и прочих приспособлений, чтобы привязать Луну также надежно, как сила всемирного притяжения. Настолько внушительны силы, действующие между планетами.

Без гравитации жизнь невозможна

Сила гравитации невидима, но жизненно важна для нас. Без гравитации некоторые процессы в живых организмах были бы просто невозможны. Даже воздух, которым мы дышим, зависит от наличия гравитации. Если бы Земля не притягивала к себе воздух, он улетел бы в мировое пространство, растворился бы в космосе. Вот такая она – гравитация.

Статьи по теме

Как рассчитать лунные сутки?

Влияние Луны на жизнь человека чрезвычайно велико. Зная, какой сегодня лунный день и что он нам принесет, можно корректировать свои жизненные планы, избегать неприятностей, достигать успеха в профессиональных и любовных делах.
Читать дальше.

Источник

На чем луна держится

На вопрос Леонардо да Винчи исчерпывающий ответ дал только через два столетия гениальный английский математик, физик и» астроном Исаак Ньютон (1642—1727).

Еще будучи студентом, Ньютон пришел к выводу, что всем известная сила земной тяжести, которая делает у нас на Земле все предметы в той или иной степени тяжелыми, то есть имеющими вес, и которая заставляет их падать к центру Земли, удерживает и Луну на ее орбите на одном и том же приблизительно расстоянии от Земли.

В своей замечательной книге «Математические начала натуральной философии» (под натуральной философией в то время подразумевались естественные науки, и в первую очередь физика) Ньютон сформулировал такой всеобщий закон природы; всякие две частицы или два тела взаимно притягиваются с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Закон этот известен под названием закона всемирного тяготения. Он проявляется во всей вселенной.

И так же как Земля притягивает к себе всякие тела, сообщая им тяжесть или вес, так и Солнце притягивает к себе планеты, в том числе и Землю, а планеты — своих спутников, как Земля — Луну.

Итак, Земля притягивает к себе Луну. Под влиянием этого притяжения Луна должна стремиться к Земле, то есть упасть на нее. Без сомнения, Луна действительно и упала бы на Землю, если бы ее падению не препятствовала так называемая инерция, которой обладает Луна.

Инерция — слово латинское; оно буквально означает «вялость», «косность». Этим словом обозначается присущее каждому телу стремление к сохранению покоя либо приобретенного прямолинейного и равномерного движения.

В силу инерции Луна стремится сохранить то движение, которое она получила, очевидно, в момент своего образования. Однако сила земного притяжения, простирающегося, как предположил Ньютон, и до Луны, должна все время влиять на это равномерное и прямолинейное в своей основе движение Луны. Под влиянием этого притяжения Луна движется по криволинейно- м у пути, по почти круговой орбите.

Если бы сила земного тяготения или притяжения вдруг совсем перестала действовать, Луна немедленно умчалась бы прочь от Земли. С другой стороны, если бы Луна не обладала инерцией, она, конечно, приблизилась бы к Земле и в конце концов упала на ее поверхность.

Для обоснования своего закона Ньютон произвел подробнейшие вычисления. Он нашел, что под действием силы земного притяжения Луна в каждую секунду отклоняется от прямой линии, по которой она должна была бы двигаться, всего на 1.36 мм, то есть на очень маленькое расстояние.

То, что притяжение Земли сказывается на движении Луны таким видимо ничтожным образом, объяснялось, по Ньютону, очень просто: тем, что Луна находится от Земли очень далеко. Точные опыты показывают, что свободно падающее к Земле тело у ее поверхности проходит в первую секунду своего падения 4.9 м, а затем скорость его падения начинает увеличиваться. А на расстоянии Луны падение тела на Землю, очевидно, должно происходить гораздо медленнее, так как там сила земного притяжения значительно ослаблена.

Ньютон установил, что сила притяжения изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния, как об этом и говорится в законе всемирного тяготения. То есть, если расстояние увеличивается в два раза, сила притяжения уменьшается в четыре раза; в десять раз увеличивается расстояние — сила притяжения уменьшается в сто раз.

Если принять расстояние от поверхности Земли до ее центра за единицу, то расстояние от Луны до центра Земли будет равно шестидесяти единицам. Значит, сила земного тяготения должна на расстоянии Луны уменьшиться в 602 (60 х 60) раз, то есть в 3600 раз. Следовательно, в первую секунду своего падения всякое тело, притягиваемое Землей, должно было бы проходить не 4.9 м, как это бывает у поверхности Земли на расстоянии одного радиуса земного шара, а в 3600 раз меньше, то есть 0.0136 м пли 1.36 мм; это Ньютон и установил уже другим способом, исследуя геометрически кривизну лунной орбиты.

Совпадение, таким образом, обнаружилось полное. Ньютон, однако, установил это совпадение далеко не сразу, а после долгих исследований: из-за отсутствия в то время точных сведений о размерах Земли, Ньютон сначала получил разноречивые результаты и лишь многими годами позже добился нужной точности.

Вычисление «падения» Луны к Земле является хорошей проверкой правильности закона всемирного тяготения, открытого Ньютоном и теперь многократно подтвержденного рядом наблюдений и точных опытов.

Итак, на вопрос гениального Леонардо да-Винчи, на чем держится Луна, другой гениальный мыслитель Ньютон ответил строго научно: Луну всегда удерживает возле Земли сила земного тяготения; присущая же движущейся вокруг Земли Луне сила инерции удерживает ее от падения на Землю,

рассмотрена связь ТМ с. гравитацией (тяготением). Автор гипотезы считает
В связи с этим, считает Анистратенко, употребляя понятие «притяжение«, мы должны.

Созданная в XVII в. ньютоновская теория гравитации (закон всемирного тяготения) позволила
И хотя притяжение одного атома пренебрежимо мало, но результирующая сила притяжения.

Так что закон Ньютона, правильно отражающий движение космических тел, следует понимать не как закон тяготения
Приливы и отливы, течения рек тоже ведь связаны земным притяжением.

Источник

Луна – интересные факты и характеристики

Луна – это небесное тело, которое обращается по орбите вокруг планеты Земля в космическом пространстве. Луна является естественным и самым близким спутником к Солнцу относительно спутников других планет.

Описание и характеристики Луны

Видимая звёздная величина полной Луны на земном небе — −12,71m.Луна – второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца.

30 диаметров Земли). Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите. Эксцентриситет орбиты ярко выражен и составляет 0,0549. Это приводит к тому, что видимый диаметр Луны постоянно меняется от 29 до 32 угловых минут. Луна обращается по своей орбите вокруг Земли с периодом 27 дней 7 часов 43 минут 11,5 секунд. В перигее Луна находится в 356400 – 370400 км от Земли, в апогее – в 404 000 – 406 700 км. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 5,145°. Средняя скорость движения планеты по орбите – 1,023 км/с.

Фигура, образованная физической поверхностью Луны очень близка к правильной сфере со средним радиусом 1737,5 км. Центр этой фигуры сдвинут относительно центра масс Луны примерно на 2 км в сторону Земли. Площадь поверхности лунного шара составляет около 38 млн. кв. км, что составляет лишь 0,074 площади земной поверхности. Объем лунного шара равен 22 млрд. куб. км или 0,02 от объема Земли.

Большая часть одной и той же стороны Луны всегда обращена к Земле за счет синхронного вращения (приливный захват). Такое происходит, когда период обращения спутника вокруг своей оси совпадает с периодом его обращения вокруг центрального тела. При этом спутник всегда обращён к центральному телу одной и той же стороной, поскольку он обращается вокруг своей оси за то же время, которое ему требуется, чтобы обернуться по орбите вокруг своего партнёра.

Движение Луны вокруг Земли можно представить как сочетание нескольких движений:

Луна является единственным внеземным астрономическим объектом, на котором побывал человек.

У Луны отсутствует магнитное поле.

Таблица: Физические характеристики Луны.

Таблица: Параметры орбиты Луны. Орбитальные характеристики Луны.

Фазы Луны

Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет. С Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной поверхности.

Фазы Луны — периодическое изменение вида освещённой Солнцем части Луны на земном небе. Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты, и варьируется от 29,25 до 29,83 земных солнечных суток. Средний синодический месяц составляет 29,5305882 суток (29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды).

Поскольку Луна — сферическое тело, при её освещении сбоку возникает «серп». Видимая сторона Луны освещается Солнцем по-разному, в зависимости от положения Луны на орбите. Освещённая сторона Луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом. Таким образом, освещённость этой лицевой стороны может варьироваться от 0 % (при новолунии) до 100 % (при полнолунии). В фазах Луны, близких к новолунию, то есть в начале первой четверти и в конце последней четверти, при очень узком серпе можно наблюдать «пепельный свет Луны» — слабое освещение её лучами Солнца, отражёнными от Земли.

Момент, когда Луна и Солнце находятся на минимальном угловом расстоянии друг от друга, соответствует фазе новолуния, принимаемой за начало фазового цикла Луны.

Луна проходит следующие фазы освещения:

Рис. 1. Движение Луны. Смена фаз Луны.

Обычно на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.

Лунное и солнечное затмение

Лунное затмение наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком.

Схема Лунного затмения

Солнечное затмение происходит, когда Луна попадает между наблюдателем и Солнцем, и загораживает его. Поскольку Луна перед затмением обращена к нам неосвещённой стороной, то перед затмением всегда бывает новолуние, то есть Луна не видна.

Схема Солнечного затмения

Многолетние наблюдения и фиксирование затмений показали, что лунные и солнечные затмения происходят с циклом, длина которого составляет 6585,3 суток, или 18 лет, 11 дней и чуть менее 8 часов. Этот период называется сарос. За один сарос происходит 28 — 29 лунных и 41 — 43 солнечных затмения.

Атмосфера и температура Луны

Луна практически не имеет атмосферы. Атмосфера Луны – это крайне разрежённая газовая оболочка Луны, в десять триллионов раз менее плотная (давление на поверхности примерно 10 нПа) по сравнению с земной атмосферой, состоящая в основном из водорода, гелия, неона и аргона.

Источниками атмосферы являются как внутренние процессы (выделение газов из коры Луны и вулканизм), так и внешние — падения микрометеоритов, солнечный ветер. Луна не удерживает на себе все выделяющиеся газы, поскольку имеет слабую гравитацию. Большая часть газов, поднимающихся с её поверхности, рассеивается в космосе.

Разрежённость атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности Луны (от −173 °C ночью до +127 °C в подсолнечной точке), в зависимости от освещённости; при этом температура пород, залегающих на глубине 1 м, постоянна и равна −35 °C.

Строение Луны и ее особенности

Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии и ядра. Толщина коры Луны в среднем составляет около 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королёва на обратной стороне. Лунная мантия имеет несколько слоев: верхняя мантия (до 200 – 300 км), средняя мантия (до 500 – 600 км), нижняя мантия (до 800 – 900 км). Оболочка внутреннего ядра Луны имеет радиус около 240 км, а жидкое внешнее ядро имеет радиус примерно 300 – 400 километров.

Строение Луны в разрезе

Поверхность Луны покрыта реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта.

В лунном реголите много кислорода, входящего в состав оксидов, причём самым распространённым из последних является диоксид кремния— 42,8 %.

Таблица: Химический состав лунного реголита в процентах

Поверхность Луны можно разделить на два типа:

Лунные «моря», которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, — это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Из-за влияния гравитационного момента при формировании Луны, её «моря», под которыми лунными зондами обнаружены более плотные, тяжёлые породы, сконцентрированы на обращённой к Земле стороне спутника.

Большинство кратеров на обращённой к Земле стороне Луны названо по имени знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Детали рельефа на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королёв.

На обратной стороне Луны расположена огромная впадина Бассейн Южный полюс — Эйткен диаметром 2250 км и глубиной 12 км — это самый большой бассейн в Солнечной системе, появившийся в результате столкновения. Море Восточное в западной части видимой стороны (его можно видеть с Земли) является отличным примером многокольцевого кратера.

Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, борозды — узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.

На Луне имеется вода. В регионе северного полюса обнаружено не менее 600 млн. тонн воды, большая часть которой находится в виде ледяных глыб, покоящихся на дне лунных кратеров. Всего вода была обнаружена в более чем 40 кратерах, диаметр которых варьирует от 2 до 15 км.

На Луне присутствуют сейсмические колебания поверхности, называемые Лунотрясениями, которые можно разделить на 4 группы:

50 интересных фактов о Луне

Источник

Разоблачены 5 лунных мифов

При суперлунии Луна огромна

Во время суперлуния спутник Земли кажется лишь на 14% больше, чем в период максимального отдаления от Земли. Орбита Луны слегка эллиптическая, а отклонение от идеальной окружности составляет всего 0,049. Говоря другими словами, во время суперлуния до Луны 356 104 километра, а в период максимального отдаления — 370 400 километров: разница всего 14 296 километров.

В итоге, мы не можем определить на глаз, больше стала Луна, чем обычно, или меньше. Для этого нужно ее размер с чем-то сравнить. Кроме того, Луна увеличивается не внезапно, а постепенно, что сглаживает эффект и делает его незаметным.

Темная сторона Луны

Классическое заблуждение заключается в том, что у Луны, якобы, есть темная сторона, на которую никогда не падает света Солнца. Это происходит потому, что часто люди склонны полагать, что Луна не вращается вокруг своей оси — ведь мы всегда видим одну и ту же ее сторону.

Но это неверно. Мы видим одну и ту же сторону, потому что Луна, совершая один оборот вокруг Земли, оборачивается один раз и вокруг себя. Данное явление очень распространено во вселенной и называется «приливным захватом».

Таким образом, Луна освещается солнцем практически вся, как и Земля: экваториальная ее часть получает больше солнечного света, а полюсы — меньше.

Лунные фазы вызваны тенью Земли

В течение месяца Луна проходит несколько фаз, что некоторыми людьми объясняется отбрасываемой на нее тенью Земли. Это не так. Когда на Луну падает тень Земли, мы наблюдаем Лунное затмение, во время которого от спутника словно откусывается растущий в размерах кусок. То же самое происходит во время солнечного затмения:

Фазы же Луны демонстрируют совершенно другой тип затемнения, что обусловлено тем, с какой стороны на нее светит Солнце. Именно поэтому граница освещения проходит, грубо говоря, по меридианам Луны, начинаясь и заканчиваясь на равноудаленных друг от друга точках ее окружности. Вот так:

В противном случае, убывающая Луна была бы не почти круглой формы, а с выемкой, стремящейся к центру, словно на нее наползает круглая тень Земли.

Луна движется в другую сторону в небе Южного полушария

Форма полумесяца показывает, растет Луна или убывает. Если вы находитесь в северном полушарии, то для определения фазы вы можете использовать метод «DOC». Когда Луна выглядит как D — она растет, когда это выглядит как O — полнолуние, а когда похожа на C — убывает.

Источник