Вращается ли луна вокруг своей оси?

Луна – второй по яркости объект Солнечной системы, который могут наблюдать в небе земляне. Это естественный спутник Земли, определяющий внушительную часть климатических особенностей нашей планеты.

Луна также является пятым по размерам спутником из всех, которые на сегодняшний день существуют в Солнечной системе.

С Земли мы видим Луну по-разному: то она имеет правильную форму диска, то становится похожей на тонкий серп (мы часто называем его полумесяцем). То, какой мы видим Луну, зависит от взаимного расположения Солнца, Земли и ее спутника. Дело в том, что Земля вращается вокруг Солнца, а Луна – вокруг Земли, и траектории этих небесных тел и определяют, какой видится Луна с Земли в тот или иной период.

Как происходит вращение Луны?

Часто можно прочитать, что Луна вращается не только вокруг Земли, но и вокруг своей оси. Но это утверждение не совсем верно. Дело в том, что если бы Луна вращалась вокруг своей оси в буквальном смысле слова, мы видели бы ее с разных сторон.

Между тем, Луна всегда обращена к Земле только одной стороной. Ее вращение вокруг собственной оси – только кажущееся, обусловленное представлениями человека о математических моделях и системах отсчета. На самом деле прямой линии, от которой расходятся центробежные силы (то есть той самой оси) у Луны вообще нет. И оборот вокруг этой условной оси можно назвать лишь косвенным.

Чтобы представить это, вообразите, что вы обходите круглый стол по часовой стрелке, не поворачиваясь к столу то боком, то спиной, то другим боком, а оставаясь все время в одном положении – к столу лицом.

К тому времени, как вы завершите обход, получится, что вы повернулись вокруг своей оси на 360 градусов. По сути же вокруг себя вы не крутились, ведь ваш взгляд был постоянно направлен в сторону стола.

Аналогичным образом и Луна, повернутая к нашей планете всегда одной стороной, совершает один оборот вокруг Земли и косвенный оборот вокруг своей оси.

Если бы Луна совершала полноценный оборот вокруг своей оси, то к концу оборота вокруг Земли она делала бы уже два оборота вокруг оси. Земляне при этом могли бы увидеть скрытое от них полушарие Луны.

Движение Луны вокруг Земли

Математически рассчитано, что большая полуось орбиты Луны (среднее расстояние между центрами Луны и Земли) в среднем составляет 384 400 км, или 30 диаметров Земли. Расстояние между Землей и Луной не является величиной постоянной, поскольку Луна то отходит от Земли по эллипсу, то приближается к ней. В целом это расстояние колеблется от 356 400 до 406 800 км.

Расчет траектории движения Луны вокруг Земли представляет собой довольно сложную математическую задачу, потому что на это космическое тело влияет не только притяжение Земли: одновременно вместе с нашей планетой Луна еще и обращается вокруг Солнца.

Влияет на обращение Луны и сама форма Земли — сплюснутая к полюсам. Конечно, на движение Луны прежде всего оказывает влияние Солнце, а Земля, скорее, вносит в него свои коррективы. Но так принято, что со времен Ньютона (который первым рассчитал движение Луны по земной орбите) рассматривают геоцентрическую модель движения Луны.

Период вращения Луны вокруг оси равен периоду ее обращения вокруг Земли и составляет 27,32166 суток (сидерический месяц), поэтому она всегда обращена к Земле одним полушарием и мы не можем видеть обратную сторону Луны. Солнечные сутки на Луне продолжаются 29,53 земных суток, т. е. день и ночь на Луне длятся почти по две земные недели.

В процессе движения Луна немного отклоняется и делает колебательные движения, из-за чего лунный диск слегка поворачивается и приоткрывает невидимую с Земли сторону.

Это очень незначительные колебания, которые некогда были описаны Птолемеем. Они называются либрациями. Благодаря этим явлениям мы можем рассмотреть лишние 9 процентов лунной поверхности. Если бы Луна не совершала таких колебаний, то мы видели бы ее всегда только в одном положении.

Фазы Луны и лунные ритмы

Регулярные изменения расположения Луны относительно Солнца дают основания выделить так называемые фазы Луны. Это новолуние, когда Луна находится на стороне светила, и та ее часть, которой она повернута к Земле, не освещается. Полнолуние, когда диск Луны имеет правильную форму, потому что полностью освещен Солнцем (Луна и Солнце при этом находятся по разные стороны от Земли).

Еще две лунные фазы – первая четверть и последняя четверть, или прибывающая и убывающая Луна. Масса Луны почти в тридцать миллионов раз меньше массы Солнца, но из-за того, что спутник находится в 374 раза ближе к Земле, чем Солнце, Луна очень сильно влияет на многие процессы на нашей планете.

Например, положением Луны обусловлены приливы и отливы, происходящие в разных частях планеты каждые 12 часов 25 минут (поскольку полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 24 часа 50 минут).

Регулярно повторяющиеся изменения в характере и интенсивности разных биологических процессов, связанных с положением Луны, называют лунными ритмами. Различают лунно-суточные и лунно-месячные ритмы.

Размножение некоторых видов животных и растений на Земле происходит только в конкретную фазу лунного цикла. Люди же могут ощущать перемены в самочувствии и настроении, в зависимости от фазы Луны.

Характеристики Луны

Среднее расстояние между Луной и Землей составляет 384 тысячи километров. Когда спутник находится ближе всего к нашей планете, эта точка называется Перигей, удаленность составляет 363 тысячи километров. А когда между Землей и Луной максимальное расстояние (это состояние называется апогей), оно составляет 405 тысяч километров.

Орбита Земли имеет наклон по отношению к орбите своего естественного спутника – 5 градусов.

Луна перемещается по своей орбите вокруг нашей планеты со средней скоростью 1,022 километра в секунду. А за час она пролетает приблизительно 3681 километр.

Радиус Луны, в отличие от Земли (6356), составляет приблизительно 1737 километров. Это среднее значение, так как в разных точках на поверхности он может варьироваться. Например, на лунном экваторе радиус чуть больше среднего – 1738 километров. А в районе полюса он чуть меньше – 1735. Луна тоже является скорей эллипсоидом, чем шаром, как будто ее немного «сплющили». Та же самая особенность есть и у нашей Земли. Форма нашей родной планеты получила название «геоид». Она является прямым следствием вращения вокруг оси.

Масса Луны в килограммах — приблизительно 7,3*1022, Земля весит в 81 раз больше.

Что произойдет в будущем?

Земля и Луна воздействуют друг на друга уже около 4,5 миллиарда лет, то есть со дня своего появления (по версии ряда ученых, спутник и планета сформировались одновременно). Весь этот период, как и сейчас, ночное светило удалялось от Земли, а наша планета замедляла свое вращение. Однако полной остановки, как и окончательного исчезновения не предвидится. Замедление планеты будет продолжаться до тех пор, пока ее вращение не синхронизируется с движением Луны. В этом случае наша планета повернется к спутнику одной стороной и так и «застынет». Приливные волны, которые вызывает на Луне Земля, уже давно привели к подобному эффекту: ночное светило всегда смотрит на планету «одним глазом». К слову, на Луне нет океанов, но есть приливные волны: они образуются в коре. Такие же процессы протекают и на нашей планете. Волны в коре малозаметны по сравнению с движением в океане, и эффект от них незначительный.
Когда наша планета синхронизирует свое движение со спутником, влияние Луны на Землю будет несколько иным. Приливные волны по-прежнему будут зарождаться, однако они перестанут обгонять ночное светило. Волна будет располагаться точно под «зависшей» Луной и неотступно следовать за ней. Тогда же прекратится увеличение расстояния между двумя космическими объектами.

Движение Луны около Земли

Вследствие этого расстояние Земли от ее спутника ме­няется беспрестанно: наибольшее расстояние (в апогее) составляет 406 670 километров, наименьшее (в перигее) — 356 тысяч километров; среднее расстояние — 384 тысячи километров.

Это колебание в расстояниях имеет большое значение для солнечных затмений, которые вследствие этого бывают то полные, то кольцеобразные, а также отражается на си­ле морских приливов и отливов.

Движение Луны в пространстве еще более сложно, чем движение Земли. Орбита Луны не остается неподвижной в своей плоскости, — большая ось эллипса передвигается, описывая круг в 3 232 дня, то есть почти в 9 лет. Это пе­ремещение оси, как можно видеть, аналогично движению большой оси земной орбиты, которое совершается в 21 ты­сячу лет.

Далее, орбита Луны не находится в той плоскости, в которой Земля вращается вокруг Солнца, то есть не нахо­дится в эклиптике; в противном случае, если бы спутник Земли вращался вокруг нее в той же плоскости, в которой Земля кружится вокруг Солнца, то затмение Солнца про­исходило бы при каждом новолунии, а затмение Луны — при каждом полнолунии. Плоскость вращения Луны на­клонена к плоскости земной орбиты под углом в 5°. Ли­ния пересечения обеих плоскостей называется «линией узлов», и она не остается неподвижной, так как описывает круг в плоскости эклиптики в 6 793 дня, то есть в 18,5 года.

Угол, под которым плоскость лунной орбиты наклонна к эклиптике, также изменяет свою величину от 5°0’1″ до 5°17’35» в течение каждых 173 дней.

Перечисление всех тех видоизменений, которыми харак­теризуется движение Луны в пространстве, завело бы нас слишком далеко. Достаточно заметить, что всех различных видоизменений, колебаний и уклонений, встречающихся на пути нашего спутника, насчитывается не меньше 66!

Вращаясь вокруг Земли, Луна в то же самое время следует за ней в ее движении вокруг Солнца. Какой же путь описывает Луна в пространстве? Если бы Земля бы­ла неподвижна, то Луна описывала бы вокруг нее простой эллипс, но Земля движется по своей орбите, а вместе с ней движется также и ее спутник.

Из комбинации движения Луны вокруг Земли и дви­жения Земли вокруг Солнца слагается путь, пробегаемый Луной в пространстве. Этот путь имеет форму кривой, которую мы и приводим на рис. 27.

В то время как Луна из точки А перешла в точку В, Земля успела уже передвинуться по орбите на расстояние и несколько миллионов километров. В точке В Луна на­ходится в первой четверти. Семь дней спустя Луна перехо­дит в новую фазу, — именно наступает полнолуние С; за это время Земля опять успела значительно передвинуться вправо. Еще через неделю Луна будет в третьей четверти, п точке Д; и, наконец, добравшись до точки А, Луна при- ходит и свое первоначальное положение, совершив полный оборот вокруг Земли. Соединив плавной линией точки А, В, С, Д, А мы получим кривую, изображающую путь, пробегаемый Луной в пространстве.

Мы зноем, каким образом Луна передвигается, знаем, на каком расстоянии она находится от Земли. Но теперь остается узнать, сколько весит Луна.

Вес Лупы можно найти, определив точно силу .притя­гательных воздействий ее на Землю. Главнейшими из этих притягательных воздействий являются приливы и отливы. Вода морей и океанов два раза в день подымается вверх, подчиняясь как бы молчаливому приказанию Луны. Зная высоту поднятия воды* можно определить, какая сила нуж­на была, чтобы совершить это поднятие, другими словами, можно вычислить силу притяжения, или вес тела, обу­словившего это воздействие на воду. Это один метод.

Второй метод основывается на влиянии, которое Луна оказывает на движение земного шара: когда Луна нахо­ди геи впереди Земли, она притягивает нашу планету и за­ставляет се двигаться скорее; когда же Луна находится позади Земли, она по-прежнему притягивает ее, но в об­ратном направлении, и таким образом несколько задержи­вает поступательное движение земного шара. Благодаря этому обстоятельству в то время, когда Луна находится в первой и последней четверти, Солнце кажется нам перемещенным в сторону на 3/4 своего параллакса, или на 1/290 часть своего диаметра. Зная это, можно вычислить вес Лу­ны, притяжением которой и обусловлено это отклонение.

Почему Луна вращается вокруг Земли

Другой же вопрос, который мы хотели сегодня рассмотреть, касается факта, в каком сомневаться нет никакого смысла. Луна действительно вращается вокруг нашей планеты, являясь её спутником, но вот почему происходят такие движения? Давайте разберемся.

Как и в случае с вращением планет и других небесных тел вокруг Солнца, при вращении Луны вокруг Земли основным фактором и причиной подобных движений является закон всемирного тяготения. В данной ситуации Земля, как тело с большей массой, притягивает к себе Луну. Говоря языком дилетанта, Луна падает на Землю, однако помимо стремления к поверхности нашей планеты, спутник также ускоряется и вперед. И, за счет шарообразной формы Земли, Луна не успевает упасть на Землю, огибая её по своей постоянной и неизменной орбите. Примерно так простыми словами можно объяснить, почему Луна вращается вокруг Земли.

Класс! 0

Луна как физическое тело

Как понятно, Луна находится к Земле поближе всех небесных тел и является ее спутником. Это тело, что крутится вокруг Земли, не имеет атмосферы в виду слабого поля притяжения, которое не способно удерживать около поверхности газ. В дневное время ее поверхность нагревается до температуры +130 оС, а в ночной период остывает до -170 оС. На Луне, что крутится вокруг Земли, нет условий для любого вида жизни.

Вращение ее вокруг своей оси происходит медленно. Период равняется 27,3 денькам, тогда как земной — 247 часов. Ось Земли — это воображаемый стержень, вокруг которого планета совершает суточное вращение. По земному времени длина лунного денька составляет примерно две недели. Движение Луны вокруг Земли происходит по эллиптической орбите. Так же, как и новолуния, полнолуния происходят через каждые 29,53 суток по земному времени. Данный период называется «синодический месяц». За этот период времени Луна приходит обратно на свое место по отношению к Солнцу.

Как Луна поднимает воду?

Наиболее сильно Луна воздействует на воды морей и океанов с той стороны Земли, которая в данный момент обращена непосредственно к ней.

Если посмотреть на Землю в этот момент, то можно заметить, как Луна оттягивает к себе воды мирового океана, приподымает их, и толща вод вспучивается, образуя «горб», а точнее, появляются два «горба» — высокий со стороны, где находится Луна, и менее выраженный с противоположной стороны.

«Горбы» точно следуют за движением Луны вокруг Земли. Поскольку мировой океан является единым целым и воды в нем сообщаются, то горбы двигаются то от берега, то к берегу. Поскольку Луна проходит два раза через точки, расположенные друг от друга на расстоянии 180 градусов, то мы наблюдаем два прилива и два отлива.

Наибольшие отливы и приливы бывают на океанских берегах. В нашей стране — на берегах Северного Ледовитого и Тихого океанов. Менее значительные приливы и отливы характерны для внутренних морей. Еще слабее это явление наблюдается в озерах или реках. Но даже на берегах океанов в одно время года приливы бывают мощнее, а в другое — слабее. Это уже связано с удаленностью Луны от Земли. Чем ближе Луна к поверхности нашей планеты, тем сильнее будут отливы и приливы. Чем дальше — тем, естественно, слабее.

На водные массы оказывает влияние не только Луна, но и Солнце. Только расстояние от Земли до Солнца значительно больше, поэтому мы не замечаем его гравитационной активности. Зато давно известно, что иногда приливы и отливы становятся очень сильными. Это случается всякий раз, когда бывает новолуние или полнолуние. Вот тут как раз и включается в действие сила Солнца. В этот момент все три небесных тела — Луна, Земля и Солнце — выстраиваются на одной прямой. На Землю уже действуют две силы притяжения — и Луны, и Солнца. Естественно, высота подъема и спада вод увеличивается.

Это удивительное свойство Луны используется людьми для получения бесплатной энергии. На берегах морей и океанов теперь строят приливные гидроэлектростанции, которые вырабатывают электричество благодаря «работе» Луны. Приливные гидроэлектростанции считаются наиболее экологически чистыми. Они действуют согласно природным ритмам и не загрязняют окружающую среду.

Как Луна влияет на Солнце?

Солнце и Луна — два небесных светила, которые имеют непосредственное отношение к жизни на нашей планете. Светила очень сильно влияют на людей, но сами по себе имеют очень мало общего. Взять хотя бы размеры: солнце в 400 раз больше чем Луна.

Но оба тела находятся на таком расстоянии, что нам кажется, будто бы они одинаковые в размере. Именно поэтому существуют и солнечные затмения. Часто Солнце и Луна взаимодействуют между собой (а именно их гравитационные поля), в результате чего спутник Земли каждый год на несколько сантиметров отодвигается от нашей планеты.

А еще, благодаря этим космическим телам, мы можем наблюдать смену дня и ночи. Сейчас уже, наверно, никто не сомневается, что Солнце, Луна имеют огромное влияние на мир живых организмов, включая растения, животных, людей. Да что тут говорить, если эти светила влияют даже на рост грибов. Ни для кого не секрет, что грибы лучше всего растут после дождя, другими словами после осадков. А вот на погоду как раз влияет не только Солнце, но и Луна. После новолуния на практике уже не раз наблюдалось большее количество осадков. Получается, что в период активного роста Луны лучше всего растут грибы и прочие плодовые тела.

Как видите, Луна действительно имеет огромное влияние на нашу планету. Она постоянно проходит нескончаемый цикл определенных фаз, которые астрологи уже давно изучили и определили. Так что, если вы склонны верить гороскопам, не игнорируйте и лунный календарь. Старайтесь все делать правильно, вовремя и тогда ваше самочувствие всегда будет стабильно хорошим.