Как далеко луна расположена от земли

На каком расстоянии Луна от Земли и как было измерено это расстояние?

Минимальное и максимальное расстояние между Землей и Луной, способы измерения расстояния до Луны и диаметра спутника нашей планеты

Как измеряли расстояние до планет в древности?

Представьте себя на месте человека не знакомого со строением Солнечной системы, наблюдающего за ночным небосводом. Звезды, сами по себе, вам представляются неподвижными объектами, но вот само звездное небо вроде как вращается, причем вращается вокруг Земли и совершает полный оборот за 24 часа.

Легко сделать вывод, располагая таким данными, что звезды “прикреплены” к небесному своду, представляющему собой своеобразное “покрывало”, окутывающее нашу планету со всех сторон. Это наблюдение очевидное и простое и потому, вплоть до самого XVII века – главенствующее и даже “научное”.

В то же время, уже в древности люди замечали, что некоторые небесные светила движутся среди звезд — а следовательно, эти светила не могли быть прикреплены к небесному своду и находились к Земле ближе, чем само небо. Насчитывалось семь таких небесных тел, называвшихся (в порядке их яркости) Солнце, Луна, Венера, Юпитер, Марс, Сатурн и Меркурий. Эти семь небесных тел греки называли «планетес» (скитальцы или “блуждающие звезды”), так мы до сих пор большинство из них и называем – «планеты».

Пропорции Земли и Луны – да, наш спутник не так уж и мал, всего в 4 раза уступая Земле по размеру. Впрочем, при этом он легче в 80 раз.

Дальнейшие наблюдения показали – можно установить, какие из планет находятся ближе к Земле, а какие — дальше от нее. Например, при каждом солнечном затмении Луна проходила между Землей и Солнцем и, следовательно, Луна была ближе к Земле, чем Солнце.

При оценке других расстояний древние исходили из относительной скорости движения планет среди звезд (чем ближе к нам предмет, тем более быстрым кажется его движение). Исходя из относительной скорости движения планет среди звезд, греки решили, что Луна расположена ближе к Земле, чем остальные планеты. Прочие же располагались в порядке увеличения расстояния так: Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн.

Разумеется, в таком случае при определении расстояний от планет до Земли следовало начинать с ближайшего светила – то есть Луны.

Как Гиппарх измерил расстояние до Луны?

Первую серьезную попытку определить расстояние до Луны предпринял греческий астроном Аристарх Самосский (320—250 гг. до н. э.). Он опирался на наблюдения, сделанные во время лунного затмения. Когда тень Земли упала на Луну, по изгибу ее края можно было судить, как велико ее поперечное сечение по сравнению с размерами Луны.

Кажется, что Луна совсем близко от Земли. Вот так выглядит расстояние между Землей и Луной в натуральных пропорциях. 384 000 километров – не так и близко, а?

Считая, что Солнце находится от Земли гораздо дальше Луны, Аристарх с помощью несложных геометрических построении мог установить, как далеко должна Луна находиться от Земли, чтобы тень Земли уменьшалась до наблюдаемых размеров.

Этот метод был улучшен и дополнен примерно через 100 лет другим греческим астрономом — величайшим астрономом античности Гиппархом из Никеи (190— 120 гг. до н. э.). Гиппарх пришел к выводу, что расстояние от Земли до Луны примерно в 30 раз больше диаметра Земли. Если принять длину диаметра, предложенную Эратосфеном, т.е. 12 800 км, то в этом случае расстояние между Землей и Луной окажется равным 384 000 км.

Это блистательный результат, если учесть тогдашнее состояние астрономии. Наиболее точная современная цифра среднего расстояния между центрами Земли и Луны — 384 395 км. Не располагая и сотой долей тех возможностей, которыми располагает астрономия сейчас, Гиппарх из Никеи провел вычисления с погрешностью в 1/1000!

Как был измерен диаметр Луны

Конечно же, 384 395 километров – среднее расстояние между Землей и Луной, так как Луна движется вокруг Земли не по точному кругу: иногда она ближе к нашей планете, а иногда дальше.

Минимальное расстояние между Луной и Землей (в перигее) равно 363 300 км, а максимальное (в апогее) —405 500 км.

Зная это расстояние, можно вычислить истинный диаметр Луны, исходя из ее видимых размеров. Он равен 3473,4 км, а окружность Луны, следовательно, составляет 10 900 км. Луна намного меньше Земли, но все же ее размеры весьма внушительны.

После того как было определено расстояние до Луны, с идеей о том, что небо находится почти над самыми нашими головами, было покончено навсегда. Оно отодвинулось на колоссальное расстояние, представлявшееся грекам немыслимым.

Даже ближайшее небесное тело оказалось почти в 400 000 км от Земли, а все другие, значит, находились от нее еще дальше и, возможно, намного дальше. Ни о какой “плоской Земле накрытой стеклянным куполом” больше не могли помыслить даже самые стойкие скептики.

Перигей и апогей Луны по отношению к Земле – самое близкое и самое дальнее расстояние между Луной и Землей

Источник

Расстояние от Земли до Луны

Если коротко, то расстояние от Земли до Луны в среднем составляет 384403 км. Но важно знать несколько нюансов. Мы не зря употребили слово «средний», потому что Луна проходит по эллиптическому пути и меняет удаленность.

Самое близкое и далекое расстояние от Земли до Луны

В ближайшей точке расстояние от Земли до Луны составляет 363104 км, а при максимальной отдаленности – 406696 км. Вы видите разницу в 43592 км, что довольно много. От этого меняется и ее кажущийся размер на 15%. Также сказывается на светимости, ведь она будет казаться на 30% ярче в полной фазе и при максимальном сближении. Этот момент именуют суперлуние.

Записи древних греков о размере Луны

Это видео выпустили в 2011 году, чтобы отобразить геоцентрическую фазу, угол осевой позиции, либрацию и кажущийся лунный диаметр за год.

Но как нам вообще удалось определить расстояние между Луной и Землей? Ну, все зависит от времени вычисления. Древние греки полагались на простые геометрические формулы. Они долгое время отслеживали изменение теней и догадались, что она должна быть в 108 раз больше диаметра тела. Отсюда возникли идеи о лунных и солнечных затмениях.

Сравнение видимых размеров Луны в Апогей и Перигей

Ученые выяснили, что тень примерно в 2.5 раз больше лунной ширины. Сам объект обладает достаточными параметрами, чтобы периодически закрывать от нас Солнце. Зная земной диаметр и формулу треугольника, они вывели дистанцию в 397500 км. Не совсем точно, но это удивительные показатели для того времени.

Сейчас мы используем миллиметровое измерение – вычисление времени, за которое сигнал движется от Земли к объекту. Благодаря миссии Аполлон нам удалось провернуть это со спутником. Более 40 лет назад астронавты установили на его поверхности специальные отражающие зеркала, в которые с нашей планеты посылают лазерные лучи. Мы получаем слабую отдачу, но этого хватает, чтобы вывести максимально точное число.

Световая скорость составляет 300000 км/с, поэтому для преодоления пути нужно чуть больше секунды. Далее уходит еще столько же на возврат. Также эта техника помогла понять, что каждый год спутник отдаляется на 3.8 см, и через миллиарды лет он будет визуально казаться меньше звезды. Да, придется попрощаться с любимыми затмениями.

Если вспомнить о масштабах наших планет (особенно газовых гигантов), то удивляешься, что это может быть реальным. Чтобы понять, давайте взглянем на планетарные диаметры:

• Меркурий – 4879 км
• Венера – 12104 км
• Марс – 6771 км
• Юпитер – 139822 км
• Сатурн – 116464 км
• Уран – 50724 км
• Нептун – 49244 км
• Всего: 380008 км

Дистанция между нами и спутником составляет 384400 км. Получается, что мы еще и экономим 4392 км. Что же сделать с остатком? Ну, можно добавить Плутон, простирающийся на 2092 км, а также еще какую-нибудь карликовую планету. Конечно, физически они бы не смогли вращаться рядом, но сама возможность удивляет.

Источник

Расстояние от Земли до Луны: средний, минимальный и максимальный параметры

Среднее расстояние от Земли до Луны принято измерять между осями центров Луны и Земли, и этот способ вычислений необходим из-за постоянного движения, которое совершают оба участника космического процесса. Повинуясь силе всемирного тяготения, единственный спутник планеты Земля и первый сателлит Солнечной системы, если вести традиционный отсчет от светила, то приближается, то удаляется от нее под действием разновекторных притяжений. Расстояние до Луны от Земли в километрах – это вариативная величина, определяемая периодами движения космических тел, их фазами и циклами, периодами взаимодействия.

Краткая история вопроса

Попытки определить дистанцию между спутником и планетой делались с того момента, когда человек осознал, что Луна – не отверстие в твердом небосводе, сквозь которое ночью на планету попадает свет. Общеизвестная цифра в 384400 километров (если уж совсем точно, то 384399 км) может приводиться компетентными источниками как число, полученное по отношению к астрономической единице.

Но среднее расстояние – это величина большой полуоси орбиты Луны, и оно составляет 384000 км. А за астрономическую единицу принято принимать расстояние от Земли до звезды, которая является центром и основной движущей силой Солнечной системы.

Ее третья планета, первая с имеющимся спутником, удалена от своего сателлита на 0,00257 астрономической единицы. Последняя – тоже результат сложных вычислений, и она составляет среднее расстояние от Земли до Солнца. Самый близкий к месту обитания человечества, загадочный и постоянно присутствующий на ночном небосклоне спутник планеты всегда привлекал внимание человека.

Луна была таинственной и непонятной для первобытного сознания.

Ее способность двигаться по небосклону и видоизменяться придавала ей мистичность и загадочность, вследствие чего рождалась масса верований и суеверий. Зарождение науки, постоянное наблюдение за перемещениями на небосводе и тенями, отбрасываемыми на Землю, наводили на размышления и расчеты.

В центре современной европейской и мировой цивилизации – Древней Греции – астрономы проводили постоянное наблюдение за движением теней и самих небесных светил, которые были самыми яркими и доминантными на земном небосклоне. Не отставали от них и ученые-астрономы других исторических периодов:

1. Аристарх Самосский, пытавшийся определить с помощью прямоугольного треугольника, на каком расстоянии Луна находится от Земли, ошибся почти в 29 раз. Это произошло, потому что у греков не было возможности провести абсолютно точные астрономические наблюдения.
2. Спустя столетие Гиппарх Никейский получил другие результаты, использовав как единицу измерения радиус земного шара. Он определил расстояние между Землей и Луной с точностью, поражающей воображение современного человека. Рассчитать с помощью геометрии, наблюдения за тенями, простых угломерных и оптических инструментов данную дистанцию с такой минимальной погрешностью (380–382 тыс. км) мог только по-настоящему гениальный ученый.
3. В настоящее время определить, какова удаленность, смогли с помощью лазерного луча. Отражатель, установленный космической миссией на лунной поверхности, посылает пучок лучей, часть из которых возвращается к специальному детектору. Основные цифры в этом методе – скорость света и время, затраченное лучами на прохождение расстояния, и этот точный метод позволил сделать измерения практически без погрешностей.

Расчет удаленности в современной астрономии основан на многих показателях – данных, полученных с земной поверхности, с помощью радиосигналов и лазерных лучей, космических аппаратов и телескопов, вычислительных машин и перманентных наблюдений.

Небесной картинке свойственно постоянно меняться, потому что тела в ней совершают неуклонное движение. Ближний к планете объект то уходит, то возвращается по своей эллиптической орбите, поэтому расстояние может составлять максимальные или минимальные цифры.

Считается, что сегодня знания человека позволяют измерить его с точностью до сантиметра. Однако в статьях, найденных в поисковике, могут называться вариативные или противоречивые цифры. Также иногда утверждается, что точные данные до сих пор неизвестны.

Об определении удаленности и вариантах ее значения

Википедия – популярный проект, к которому принято обращаться, если в каких-либо данных возникают сомнения. Ответ на запрос, каково расстояние от Земли до Луны, содержит несколько цифр, средняя из них – 384 тыс. 467 км.

Постоянное перемещение в пространстве Вселенной не позволяет ответить на вопрос об удаленности одной общей цифрой, поэтому для ответа необходимо знание отдельных параметров. Следует учитывать, где Луна должна находиться по отношению к земной поверхности, куда она будет идти в зависимости от фазы.

Даже самый точный ответ невозможен в реальном времени. Потому что пока будут производиться подсчеты, она продолжает движение, вследствие чего полученный результат претерпит ощутимые изменения.

Для получения примерных знаний об удаленности пятого по величине спутника планет Солнечной системы и единственного небесного тела, на котором побывал человек (кроме Земли), можно проанализировать некоторые данные, полученные путем многолетнего мониторинга за Луной.

Перигей

Перигей (самая близкая к третьей планете точка лунной орбиты) при разных условиях составляет, в среднем, 363000 км. Если совсем точно, то 363104 километра, а 000 приводят для упрощения представлений.

Предмет многочисленных верований, суеверий и предсказаний астрологов в минимальном значении может отклоняться довольно далеко от 363000 (356 тыс. 400 км и 370400 – довольно значительные расстояния по земным меркам). В последнее время фазам Луны, ее расположению, близости или удаленности от землян принято придавать огромное значение.

Людям стало привычно слушать прогнозы астрологов, связанные с белой Луной (перигеем) и черной (апогеем, или максимальной удаленностью от Земли), рассматривать устрашающие фото, читать, где находится в это время Марс и под каким зодиакальным созвездием находятся определенные дни месяца.

Если отбросить мистические составляющие и расхожие суеверия, можно достаточно серьезно принимать за достоверные данные результаты прогнозов. Космические масштабы не исключают действия силы всемирного тяготения, согласно которой не только Земля действует на Луну, но и сателлит влияет на процессы своего основного владельца, а колоссальная масса центра Солнечной системы позволяет ему удерживать и вращать свои планеты вместе со спутниками, несмотря на среднее расстояние в почти 150 (149,6) млн км.

Наглядно это представлено в таблице.

Цифра 380 тыс. км (384467 км) – это расстояние между центрами Луны и Земли, иногда определяемая как 0,00257 а. е., приблизительно равняется 30 земным диаметрам, а значение в 384399 километров – это большая полуось эллиптической орбиты, по которой совершает свое движение самое близкое к планете космическое тело. При этом само понятие стабильной Вселенной не может приниматься как данность.

Космос постепенно изменяется под влиянием разновекторных сил и взаимовлияний. Даже Луна каждый год удаляется от планеты Земля на 38 миллиметров под влиянием гравитационно-приливного ускорения, а ее орбитальные изменения колеблются от максимального перигея до самого большого апогея.

Апогей

Это полная противоположность перигею, условная точка лунной орбиты, так называть ее стали от терминологии древних греков, впоследствии перешедшей в язык науки – латынь. Во время полного оборота вокруг своего основного центра вращения единственный земной спутник делает не ожидаемый круг, а эллипс.

Апсида – это название двух точек совершаемого пути, перицентра и апоцентра, ближайшей и наиболее удаленной, но и линия апсид может изменяться. Минимальное значение апогея – 404 тыс. км, максимальное – 406 тыс. 700 км. Подсчитано, что на разных этапах вращений, совершаемых Луной, она может дополнительно удаляться более чем на 25 тыс. км.

В основу современных способов измерения удаленности были положены разнообразные методы, вплоть до древнегреческих, графическое изображение которых дошло до наших дней. Точность вычислений Гиппарха, располагавшего только угломерными инструментами, поражает воображение, но не всегда упоминается заслуга Эратосфена, вычислившего окружность Земли и тем самым давшего опорную цифру Гиппарху.

Не менее поразительно, что данные о диаметре планеты, полученные на основании вычислений Эратосфена, позволили подойти максимально близко к цифре, известной до настоящего времени.

Смотрите видео на эту тему.

Изменение удаленности под влиянием времени

Сложные вычисления – основной метод определения расстояний, который со временем приобретает пугающие простого человека объемы.

Основная гипотеза происхождения космического тела, выброшенного на орбиту планеты примерно 4,5 миллиарда лет назад, состоит в столкновении Земли с другой гипотетической планетой.

Сразу после появления в земной орбите Луна была примерно в 20 раз больше нынешней и прекрасно наблюдалась над горизонтальной линией. Ученые считают, что она могла находиться на смешном по нынешним временам удалении, примерно в 15–20 тысячах километров. Зная диаметр, можно легко определить радиус.

Луна – крайне любопытное небесное тело, на которое оказывает влияние не только Земля, но и Солнце, а также другие составляющие Солнечной системы. Даже если не знать о гипотезе ее происхождения, можно предположить ее необычное возникновение, потому что она является единственным спутником нашей планеты, причем одним из крупнейших в Солнечной системе. Однако пробы лунного грунта показали давность в 4,1 млрд лет, что намного меньше, чем дата предполагаемой космической катастрофы.

С открытием Ньютоном теории всемирного тяготения появились научные объяснения многочисленным почему, которые возникли у ученых за долгие годы наблюдений. Например, почему записи о предсказаниях солнечных затмений знаменитыми исследователями древности не совпали с их реальным прохождением. Галлей предположил, что сутки Земли удлинились, а это произошло из-за постепенного удаления Луны. Чтобы подтвердить постепенное бегство естественного спутника, достаточно измерять расстояние на постоянной основе.

Радиолокация и прием лазерных сигналов показали, что ежегодное удаление равно 3.8 см, а по странному совпадению расстояние между планетой и спутником составляет 3.8 х 10 в 5 степени км. Кажется, что сосчитать, через сколько лет Луна покинет Землю, или та, под влиянием трения вследствие приливов и отливов повернется к спутнику одной стороной, несложно, достаточно знать простые формулы расчета.

Однако точно определить это время невозможно, даже зная, что год составляет 365 оборотов Земли вокруг Солнца (потому что на самом деле их больше, отсюда и погрешности в вычислениях, и в сутках ровно 36300 секунд), а скорость света составляет триста тысяч километров.

Примерный отрезок времени, в который можно определять вероятное лунное бегство, – 616 млрд лет или даже больше, поэтому особенно размышлять, что будет, если… пока не стоит. Даже сложно определить период, когда не будет солнечных затмений, потому что спутник не будет отражать свет звезды (солнечные лучи).

Пока моря, океаны и другая вода покорно перемещают свой объем под лунным притяжением, образуя приливы и отливы, сказать, сколько раз еще это произойдет, затруднительно. Но уж точно не через один миллиард лет. Сейчас сила трения от них увеличивает расстояние за год на маленький отрезок, но со временем он будет неуклонно увеличиваться, повинуясь силе трения. И сравнивать скорость можно только с прошлым, а не с будущим.

Как наглядно представить расстояние

Основные размышления на эту тему касаются того гипотетического времени, когда человечество будет совершать полеты туда и обратно на постоянной основе. Если единица измерения – миля, цифра кажется не такой ужасающей, но вот если использовать метр, покажется просто непостижимой, потому что 365400 или 375000 миль увеличатся на тысячу. Даже зная скорость тогдашнего космического корабля, посчитать расстояние непросто.

Потому что лететь приходится не по прямой, а учитывая силу притяжения и параллакс, а также новейшие технические достижения, о которых пока практически ничего не известно.

При исследованиях стремятся посылать на Луну ракету в такой период, чтобы дистанция была минимальной, а не средней, в 380000 км.

Она будет зависеть не от апогея или перигея (на какой там расчетной дистанции она будет), а от того участка пути, который потребуется, чтобы преодолеть силу земного притяжения. Но если не брать во внимание космос, а только дни и часы, то быстрее всего на Луну доберется свет – за 1,3 световых секунды. Из всего этого можно сделать следующие заключения:

• пешком на Луну придется добираться всего лишь 9 лет (жаль, что в невесомости не работают земные пропорции);
• на постоянно движущемся со скоростью 100 км/ч автомобиле нужно ехать каких-то 160 дней;
• с помощью пассажирского самолета (скорость 800–810 км/ч) – время, равное примерно 3 неделям;
• космический корабль «Аполлон» в 69 году прошлого века летел туда три дня;
• реклама будущих полетов на современных аппаратах обещает перекрыть общую площадь за считанные часы и дать возможность увидеть воочию то, что пока известно только по фотографиям.

Остается посчитать, сколько будет лететь попугай, но для этого нужно знать его вид и среднюю скорость, например, до 1020-й галактики в созвездии Кит. Потому что любая цифра, миллион или 237, превращенная в визуальное или физическое представление, может дать только образное, а не реальное время, затраченное на преодоление определенного количества километров.

Человеку, далекому от астрономии, достаточно знать, что примерная цифра удаленности Луны от Земли составляет около 390 тысяч километров. Сколько это будет в милях, дюймах или взмахах крыльев попугая – знать не очень обязательно. В ближайшее время не предвидится ни массовых полетов на экскурсию по поверхности, ни бегства спутника от своего центра притяжения. Однако человек разумный все более задумывается о возможностях освоения космического пространства, и, возможно, когда-нибудь перелеты и впрямь будут обычным явлением.

Источник