La luna è un satellite del nostro pianeta, che attira gli occhi di scienziati e curiosi da tempo immemorabile. Nel mondo antico, sia gli astrologi che gli astronomi le dedicarono impressionanti trattati. I poeti non sono rimasti indietro. Oggi poco è cambiato in questo senso: l'orbita della Luna, le caratteristiche della sua superficie e del suo interno sono studiati attentamente dagli astronomi. Anche i compilatori di oroscopi non distolgono gli occhi da lei. L'influenza del satellite sulla Terra è oggetto di studio da parte di entrambi. Gli astronomi studiano come l'interazione di due corpi cosmici influenzi il movimento e altri processi di ciascuno. Durante lo studio della luna, la conoscenza in quest'area è aumentata in modo significativo.
Origine
Secondo gli scienziati, la Terra e la Luna si sono formate più o meno nello stesso periodo. Entrambi i corpi hanno 4,5 miliardi di anni. Ci sono diverse teorie sull'origine del satellite. Ognuno di loro spiega alcune caratteristiche della Luna, ma lascia diverse domande irrisolte. La teoria della collisione gigante è considerata oggi la più vicina alla verità.
Secondo l'ipotesi, un pianeta di dimensioni simili a Marte è entrato in collisione con la giovane Terra. L'impatto è stato tangenziale e ha causato il rilascio nello spazio della maggior parte della materia di questo corpo cosmico, nonché di una certa quantità di "materiale" terrestre. Da questa sostanza si formò un nuovo oggetto. Il raggio orbitale della Luna era originariamente di sessantamila chilometri.
L'ipotesi di una collisione gigante spiega bene molte caratteristiche della struttura e della composizione chimica del satellite, la maggior parte delle caratteristiche del sistema Luna-Terra. Tuttavia, se prendiamo la teoria come base, alcuni fatti rimangono ancora incomprensibili. Pertanto, la carenza di ferro sul satellite può essere spiegata solo dal fatto che al momento della collisione si era verificata una differenziazione degli strati interni su entrambi i corpi. Ad oggi, non ci sono prove che una cosa del genere sia avvenuta. Eppure, nonostante tali controargomentazioni, l'ipotesi di un impatto gigantesco è considerata la principale al mondo.
Parametri
La luna, come la maggior parte degli altri satelliti, non ha atmosfera. Sono state trovate solo tracce di ossigeno, elio, neon e argon. La temperatura superficiale nelle aree illuminate e scure è quindi molto diversa. Sul lato soleggiato, può salire a +120 ºС, e sul lato oscuro può scendere a -160 ºС.
La distanza media tra la Terra e la Luna è di 384.000 km. La forma del satellite è quasi una sfera perfetta. La differenza tra i raggi equatoriali e polari è piccola. Sono rispettivamente 1738,14 e 1735,97 km.
Rivoluzione completa della Luna attorno alla Terraimpiega poco più di 27 giorni. Il movimento del satellite attraverso il cielo per l'osservatore è caratterizzato da un cambio di fasi. Il tempo da una luna piena all' altra è leggermente più lungo del periodo indicato ed è di circa 29,5 giorni. La differenza sorge perché anche la Terra e il satellite si muovono attorno al Sole. La luna deve percorrere poco più di un cerchio per tornare alla sua posizione originale.
Sistema Terra-Luna
La luna è un satellite, in qualche modo diverso da altri oggetti simili. La sua caratteristica principale in questo senso è la sua massa. È stimato a 7,351022 kg, che è circa 1/81 dello stesso parametro della Terra. E se la massa stessa non è qualcosa di straordinario nello spazio, allora il suo rapporto con le caratteristiche del pianeta è atipico. Di norma, il rapporto di massa nei sistemi satellite-pianeta è leggermente inferiore. Solo Plutone e Caronte possono vantare un rapporto simile. Questi due corpi cosmici da tempo hanno cominciato ad essere caratterizzati come un sistema di due pianeti. Sembra che questa designazione sia valida anche nel caso della Terra e della Luna.
Luna in orbita
Il satellite compie una rivoluzione intorno al pianeta rispetto alle stelle per mese siderale, che dura 27 giorni 7 ore e 42,2 minuti. L'orbita della Luna è di forma ellittica. In periodi diversi, il satellite si trova più vicino al pianeta o più lontano da esso. La distanza tra la Terra e la Luna cambia da 363.104 a 405.696 chilometri.
Con traiettoria satellitareun' altra prova è collegata a favore dell'assunto che la Terra con un satellite debba essere considerata come un sistema costituito da due pianeti. L'orbita della Luna non si trova vicino al piano equatoriale della Terra (come è tipico per la maggior parte dei satelliti), ma praticamente nel piano di rotazione del pianeta attorno al Sole. L'angolo tra l'eclittica e il percorso del satellite è leggermente superiore a 5º.
L'orbita della Luna attorno alla Terra è influenzata da molti fattori. A questo proposito, determinare l'esatta traiettoria del satellite non è un compito facile.
Un po' di storia
La teoria che spiega come si muove la luna risale al 1747. L'autore dei primi calcoli che avvicinarono gli scienziati alla comprensione delle caratteristiche dell'orbita del satellite fu il matematico francese Clairaut. Poi, nel lontano diciottesimo secolo, la rivoluzione della Luna intorno alla Terra fu spesso avanzata come argomento contro la teoria di Newton. I calcoli effettuati utilizzando la legge di gravitazione universale differivano notevolmente dal movimento apparente del satellite. Claireut ha risolto questo problema.
Il problema è stato studiato da scienziati famosi come d'Alembert e Laplace, Euler, Hill, Puiseux e altri. La teoria moderna della rivoluzione della luna in re altà iniziò con l'opera di Brown (1923). La ricerca del matematico e astronomo britannico ha contribuito a eliminare le discrepanze tra calcoli e osservazione.
Non è un compito facile
Il movimento della Luna consiste in due processi principali: la rotazione attorno al suo asse e la circolazione attorno al nostro pianeta. Non sarebbe così difficile derivare una teoria che spieghi il movimento del satellite sela sua orbita non è stata influenzata da vari fattori. Questa è l'attrazione del Sole, le caratteristiche della forma della Terra e i campi gravitazionali di altri pianeti. Tali influenze perturbano l'orbita e predire l'esatta posizione della Luna in un particolare periodo diventa un compito difficile. Per capire qual è il problema qui, soffermiamoci su alcuni parametri dell'orbita del satellite.
Nodo ascendente e discendente, linea di absidi
Come già accennato, l'orbita della Luna è inclinata rispetto all'eclittica. Le traiettorie di due corpi si intersecano in punti detti nodi ascendenti e discendenti. Si trovano ai lati opposti dell'orbita rispetto al centro del sistema, cioè la Terra. Una linea immaginaria che collega questi due punti viene chiamata linea di nodi.
Il satellite è più vicino al nostro pianeta nel punto del perigeo. La distanza massima separa due corpi spaziali quando la Luna è al suo apogeo. La linea che collega questi due punti è chiamata linea degli apsidi.
Disturbi dell'orbita
Come risultato dell'influenza di un gran numero di fattori sul movimento del satellite, infatti, è la somma di più movimenti. Considera la più evidente delle perturbazioni emergenti.
Il primo è la regressione della linea del nodo. La retta che collega i due punti di intersezione del piano dell'orbita lunare e dell'eclittica non è fissa in un punto. Si muove molto lentamente nella direzione opposta (per questo si chiama regressione) al movimento del satellite. In altre parole, il piano dell'orbita lunareruota nello spazio. Ci vogliono 18,6 anni per fare una rotazione completa.
Anche la linea delle absidi si sta muovendo. Il movimento della retta che collega l'apocentro e il periasse si esprime nella rotazione del piano orbitale nella stessa direzione in cui si muove la Luna. Questo accade molto più velocemente che nel caso di una linea di nodi. Un giro completo richiede 8, 9 anni.
Inoltre, l'orbita lunare subisce fluttuazioni di una certa ampiezza. Nel tempo, l'angolo tra il suo piano e l'eclittica cambia. L'intervallo di valori va da 4°59' a 5°17'. Proprio come nel caso della linea di nodi, il periodo di tali fluttuazioni è di 18,6 anni.
Finalmente, l'orbita della Luna cambia forma. Si allunga un po', poi ritorna alla sua configurazione originale. Allo stesso tempo, l'eccentricità dell'orbita (il grado di deviazione della sua forma da un cerchio) cambia da 0,04 a 0,07. Le modifiche e il ritorno alla sua posizione originale richiedono 8,9 anni.
Non è così semplice
In re altà, i quattro fattori che devono essere presi in considerazione durante i calcoli non sono tanti. Tuttavia, non esauriscono tutte le perturbazioni dell'orbita del satellite. Ogni parametro del moto della Luna, infatti, è costantemente influenzato da un gran numero di fattori. Tutto ciò complica il compito di prevedere l'esatta posizione del satellite. E tenere conto di tutti questi parametri è spesso il compito più importante. Ad esempio, il calcolo della traiettoria della Luna e la sua precisione influiscono sul successo della missione della navicella spaziale ad essa inviata.
Influenza della Luna sulla Terra
Il satellite del nostro pianeta è relativamente piccolo, ma il suo impatto è buononotevolmente. Forse tutti sanno che è la Luna a formare le maree sulla Terra. Qui bisogna subito fare una prenotazione: anche il Sole provoca un effetto simile, ma a causa della distanza molto maggiore l'effetto di marea della stella è poco percettibile. Inoltre, il cambiamento del livello dell'acqua nei mari e negli oceani è anche associato alle peculiarità della rotazione della Terra stessa.
L'influenza gravitazionale del Sole sul nostro pianeta è circa duecento volte maggiore di quella della Luna. Tuttavia, le forze di marea dipendono principalmente dalla disomogeneità del campo. La distanza che separa la Terra e il Sole li attenua, quindi l'effetto della Luna vicino a noi è più potente (il doppio rispetto al caso del luminare).
Si forma un'onda di marea sul lato del pianeta che si trova attualmente di fronte alla stella notturna. Sul lato opposto c'è anche una marea. Se la Terra fosse ferma, l'onda si sposterebbe da ovest a est, situata esattamente sotto la luna. La sua piena rivoluzione sarebbe compiuta in 27 giorni dispari, cioè in un mese siderale. Tuttavia, il periodo di rotazione della Terra attorno al suo asse è leggermente inferiore alle ore 24. Di conseguenza, l'onda attraversa la superficie del pianeta da est a ovest e completa una rotazione in 24 ore e 48 minuti. Poiché l'onda incontra costantemente i continenti, si sposta in avanti nella direzione del movimento terrestre e supera il satellite del pianeta nella sua corsa.
Cancellare l'orbita lunare
Un maremoto fa muovere un'enorme massa d'acqua. Ciò influisce direttamente sul movimento del satellite. La parte imponenteLa massa del pianeta è spostata dalla linea che collega i centri di massa di due corpi e attira a sé la Luna. Di conseguenza, il satellite subisce un momento di forza, che ne accelera il movimento.
Allo stesso tempo, i continenti che corrono su un'onda di marea (si muovono più velocemente dell'onda, poiché la Terra ruota a una velocità maggiore rispetto alla Luna), subiscono una forza che li rallenta. Questo porta ad un graduale rallentamento della rotazione del nostro pianeta.
Come risultato dell'interazione mareale di due corpi, nonché dell'azione delle leggi di conservazione dell'energia e del momento angolare, il satellite si sposta su un'orbita più alta. Questo riduce la velocità della luna. In orbita, inizia a muoversi più lentamente. Qualcosa di simile accade con la Terra. Rallenta, determinando un graduale aumento della lunghezza della giornata.
La luna si allontana dalla Terra di circa 38 mm all'anno. Gli studi di paleontologi e geologi confermano i calcoli degli astronomi. Il processo di graduale rallentamento della Terra e rimozione della Luna iniziò circa 4,5 miliardi di anni fa, cioè dal momento in cui si formarono i due corpi. I dati dei ricercatori supportano l'ipotesi che prima il mese lunare fosse più breve e che la Terra ruotasse a una velocità maggiore.
L'onda di marea non si verifica solo nelle acque degli oceani. Processi simili si verificano sia nel mantello che nella crosta terrestre. Tuttavia, sono meno evidenti perché questi strati non sono così malleabili.
La recessione della Luna e il rallentamento della Terra non accadranno per sempre. Alla fine, il periodo di rotazione del pianeta sarà uguale al periodo di rivoluzione del satellite. La luna "si librerà" su un'areasuperfici. La terra e il satellite saranno sempre girati dalla stessa parte l'uno verso l' altro. Qui è opportuno ricordare che una parte di questo processo è già stata completata. È l'interazione delle maree che ha portato al fatto che lo stesso lato della Luna è sempre visibile nel cielo. Nello spazio c'è un esempio di un sistema che si trova in un tale equilibrio. Questi sono già chiamati Plutone e Caronte.
Luna e Terra sono in costante interazione. È impossibile dire quale dei corpi abbia più influenza sull' altro. Allo stesso tempo, entrambi sono esposti al sole. Anche altri corpi cosmici più distanti svolgono un ruolo significativo. Tenendo conto di tutti questi fattori, è piuttosto difficile costruire e descrivere con precisione un modello del movimento di un satellite in orbita attorno al nostro pianeta. Tuttavia, un'enorme quantità di conoscenze accumulate, oltre a attrezzature in costante miglioramento, consentono di prevedere in modo più o meno accurato la posizione di un satellite in qualsiasi momento e prevedere il futuro che attende ogni oggetto individualmente e il sistema Terra-Luna come un intero.
