С астрономией на «ты». 5-7 классы
Спутник — космическое тело, обращающееся по орбите вокруг другого космического тела большей массы.
Спутник не обязательно должен быть несамосветящимся космическим телом. Спутником можно назвать меньшую звезду в двойной звёздной системе. Спутником можно назвать даже небольшую галактику, которая обращается вокруг более массивной и крупной галактики. Спутником можно назвать Землю по отношению к Солнцу. Спутники есть не только у планет, но и у некоторых астероидов.
Спутники бывают искусственные (созданные человеком) и естественные (созданные природой). Луна — единственный естественный спутник Земли.
Диаметр Луны около 3 474 км (конечно же из-за вращения Луна немного сжата с полюсов, но поскольку это вращение очень медленное, то и сжатие очень небольшое). По диаметру Луна примерно в 4 раза меньше Земли и примерно в 400 раз меньше Солнца. Среди спутников других планет Луна занимает пятое место.
Луна сама не светится, и поэтому с Земли мы можем видеть только освещённую Солнцем часть лунного диска — лунную фазу. Поскольку Луна обращается вокруг Земли, то лунные фазы меняются. В таких случаях говорят о смене лунных фаз.
Основных лунных фаз четыре :
- новолуние — Луна находится между Солнцем и Землёй, к Земле обращено неосвещённое Солнцем полушарие Луны и поэтому с Земли Луну не видно (кроме случаев, когда Луна заслоняет от нас Солнце — солнечных затмений);
- первая четверть — Луна прошла 1/4 часть своей орбиты, на небе выглядит в виде половины диска (выпуклость к западу);
- полнолуние — Земля находится между Солнцем и Луной, к Земле обращено всё освещённое Солнцем полушарие Луны, Луна видна в виде полностью освещённого диска (иногда Луна попадает в тень Земли и тогда мы видим лунное затмение);
- последняя четверть — Луне осталось пройти последнюю четверть своей орбиты до следующего новолуния, Луна выглядит на небе в виде половины диска (выпуклость к востоку).
Между основными фазами находятся промежуточные. Смена лунных фаз происходит всегда в одном и том же порядке:
Средний период смены лунных фаз (от одного новолуния до следующего) составляет 29 суток 12 часов 44 минуты 03 секунды (29,5305882 суток). Это так называемый синодический лунный месяц (в переводе с греческого «синодос» означает «соединение»; новолуние — это и есть конфигурация соединения Луны с Солнцем). Если разделить его продолжительность на 4, то получим примерно 7,4 суток — столько времени проходит между основными фазами Луны. Это чуть больше недели. От новолуния до полнолуния в течение 2 недель происходит увеличение фазы («растущая Луна»), а затем в течение 2 недель — уменьшение фазы («убывающая Луна»).
Возраст лунной фазы (или возраст Луны) — это количество земных суток, прошедших с момента новолуния. Возраст лунной фазы измеряется в пределах от 0 до 30 суток. Следует научиться по виду лунной фазы определять на глаз её возраст.
Если остановить Землю, то было бы легко заметить направление движения Луны вокруг Земли. Луна обращается вокруг Земли в ту же сторону, в какую вращается сама Земля — с запада на восток. Но т.к. движение Луны вокруг Земли весьма медленное, то при вращении Земли Луна восходит в восточной стороне горизонта, как Солнце и звёзды, и заходит в западной. Как же увидеть смещение Луны относительно звёздного неба?
Для этого нужно выбрать момент, когда поблизости от Луны видна яркая звезда или планета, и сфотографировать их. Если потом их сфотографировать ещё раз через несколько часов, то при сличении снимков сразу станет видно, что Луна сместилась к востоку, отстала от звезды (планеты). В среднем Луна отстаёт от звёздного неба на 13º в сутки. Луна возвращается к одной и той же звезде через каждые 27 суток 07 часов 43,1 минуты (27,321582 суток). Это так называемый сидерический лунный месяц. Он короче синодического лунного месяца примерно на 2 суток 05 часов.
Луна обращается вокруг Земли по эллиптической (слегка вытянутой) орбите. Ближайшая к Земле точка лунной орбиты называется перигей, а наиболее удалённая её точка — апогей лунной орбиты. Когда Луна находится в перигее, расстояние от Земли до неё составляет ≈ 363 100 км, а когда в апогее — ≈ 405 700 км. Расстояние до Луны постоянно и плавно изменяется в пределах 363 100 — 405 700 км. Соответственно, видимый диаметр лунного диска на земном небе тоже плавно изменяется от 33’ 40” до 29’ 24”. Среднее расстояние до Луны (оно обычно используется в задачах) составляет примерно 384 000 км.
Если внимательно наблюдать за Луной в течение месяца, то мы убедимся, что она повёрнута к нам всё время одной и той же стороной. Нам может показаться, что Луна не вращается. Здесь нужно быть внимательным. Относительно Земли Луна действительно не вращается. А вот относительно Солнца, далёких звёзд, планет — вращается. Происходит это оттого, что период вращения Луны совпадает с сидерическим периодом обращения Луны вокруг Земли. Луна смотрит на Землю всё время одним и тем же своим полушарием. Такое движение называется синхронным. Оно присуще не только Луне, но и многим спутникам других планет.
Если посмотреть на ускоренную съёмку изменения лунных фаз в течение лунного месяца, мы заметим также, что Луна как бы покачивается. Эти покачивания называются либрациями (от слова «либра», что в переводе означает «весы»):
Из-за либраций Луны мы с Земли можем видеть 59% лунной поверхности. Если бы либраций не было, то нам было бы доступно только 50% поверхности Луны.
Так как Луна примерно в 400 раз ближе к Земле, чем Солнце, и во столько же раз меньше его по диаметру, то видимые диаметры дисков Луны и Солнца на земном небе примерно одинаковы и составляют ≈ 0,5º. Орбита Луны так расположена относительно орбиты Земли, что диск Луны изредка может загораживать диск Солнца. При этом на поверхности Земли наблюдается солнечное затмение.
Мы уже знаем, что из-за эллиптичности орбиты Земли видимый диаметр солнечного диска на небе изменяется в пределах до 32’ 31” до 32’ 27”, а у Луны — от 33’ 40” до 29’ 24”. Изредка во время полного солнечного затмения случается так, что Солнце имеет наибольший видимый диаметр, а Луна — наименьший. Тогда Луна не может полностью перекрыть солнечный диск — остаётся тонкий светящийся ободок. Такое затмение называется кольцеобразным.
Иногда случается наоборот: Солнце во время солнечного затмения имеет наименьший видимый диаметр, а Луна — наибольший. В этом случае полная фаза солнечного затмения может длиться до 11 минут.
Если солнечные затмения происходят только в новолуния, то лунные затмения происходят только в полнолуния.
Наиболее интересно полное лунное затмение, потому что оно включает все фазы: частную полутеневую, полутеневую, частную теневую и полную теневую. При полутеневом и частном полутеневом лунных затмениях яркость лунного диска уменьшается так незначительно, что для невооружённого глаза это не заметно. Даже странно называть эти явления затмениями.
Полные лунные затмения в Европе будут видны нескоро.
ПРИРОДА ЛУНЫ
Установлено, что Луна образовалась 4,36 миллиарда лет тому назад. А вот как она образовалась, мы можем лишь догадываться. Одна из современных теорий утверждает, что в результате столкновения только что «родившейся» Земли с такой же молодой планетой меньшего размера (её условно назвали Тейя). Большая масса вещества была выброшена за пределы Земли, но не рассеялась в пространстве и не упала обратно на Землю, а оформилась в небольшое шарообразное тело, которое теперь мы называем Луной.
Луна состоит из коры, верхней мантии, нижней мантии и ядра. Толщина коры Луны меняется в широких пределах от 0 до 105 км. Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Толщина слоя реголита составляет от долей метра до десятков метров.
Рельеф поверхности Луны можно разделить на два типа: очень старая гористая местность (материк) и относительно гладкие и более молодые лунные моря. Лунные моря, которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, представляют собой огромные низины, затопленные базальтовой лавой, которая изливалась постепенно на поверхность после ударов крупных метеоритов и затвердевала.
Попытки объяснить происхождение кратеров на Луне начались с конца 80-х годов XVIII века . Основных гипотез было две — вулканическая и метеоритная . Согласно вулканической теории, выдвинутой немецким астрономом И. Шрётером , лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Ф. Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера. Полёты к спутнику Земли с 1964 года, совершённые американскими аппаратами «Рейнджер», а также открытие кратеров на других планетах Солнечной системы ( Марс , Меркурий , Венера ) подвели итог этому вековому спору о происхождении кратеров на Луне. Сегодня метеоритная теория образования лунных кратеров является общепринятой.
Кроме морей и кратеров, на Луне встречаются такие формы рельефа, как борозды, купола, хребты. Деталям лунной поверхности присваивают названия.
Хорватский астроном Руджер Бошкович в 1753 г. доказал, что у Луны практически отсутствует атмосфера, так что даже днём небо имеет чёрный цвет, и на нём можно различить яркие звёзды. Отсутствие атмосферы и медленное вращение вокруг оси приводят к тому, что днём поверхность Луны сильно нагевается солнечными лучами. Температура достигает +120 °С. Зато ночью поверхность бысто остывает. Температура опускается до -160 ºС. Такой же эффект наблюдается на Меркурии, т.к. у него тоже почти нет атмосферы.
Одним из первых начал фотографировать Луну Льюис Резерфорд. В 1865 г. он сделал вот эту фотографию:
Первым человеком, ступившим на поверхность Луны, является Нил Армстронг, американец. Это произошло 21 июля 1969 г.
Источник
Биологи подтвердили связь менструальных циклов и фаз Луны
ТАСС, 27 января. Ученые нашли новые свидетельства того, что в далеком прошлом менструальный цикл женщин мог быть синхронизирован со сменой фаз Луны. На такой вывод их натолкнуло изучение дневников, которые 22 жительницы Германии вели на протяжении нескольких десятков лет. Результаты исследования опубликовал научный журнал Science Advances.
«Репродуктивное поведение многих видов животных синхронизировано с лунным циклом, что повышает их шансы на успешное размножение. Анализ результатов долговременных наблюдений такого рода показал, что все три лунных цикла влияют на время начала менструации у женщин», – рассказала Шарлотта Фёрстер, профессор Вюрцбургского университета (Германия) и один из авторов исследования.
Луна и связанные с ней явления – в частности, приливы, отливы, рост и падение атмосферного давления – могут влиять на биоритмы животного и его поведение. Например, это характерно для барсуков и антилоп-гну. Ученые пока не пришли к единому мнению, влияют ли подобные явления и на человека.
Интерес к этому вопросу в первую очередь связан с тем, что в письменном и устном культурном наследии самых разных народов Земли есть множество легенд и рассказов о том, что смена фаз Луны – к примеру, наступление полнолуния или новолуния, – может влиять на половое поведение людей, агрессивность и другие качества.
Астрономы выделяют три отдельных лунных месяца длиной в 27,3, 27,5 и 29,5 дня. Все они связаны с тем, как спутник Земли движется вокруг планеты и как орбита Луны периодически меняет угол наклона под действием притяжения Солнца. Эти сдвиги влияют не только на то, как мы видим Луну на ночном небе, но и на приливы и отливы, а также на тектонические процессы в недрах Земли.
В прошлом, по словам Фёрстер, ученые обращали внимание только на самый заметный из этих циклов – так называемый синодический месяц, который длится 29,5 дня. Четкой связи между менструальными и лунными циклами исследователи не нашли.
Поэтому в новой работе Фёрстер и ее коллеги учитывали, как на начало или завершение менструации могли влиять все три лунный месяца, в том числе тропический (27,32 дня) и аномалистический (27,5 дня). Для этого ученые проанализировали записи из специализированных дневников 22 жительниц южной Германии, которые те непрерывно вели в промежутке между 1978 и 2014 годами.
Сперва исследователи не заметили взаимосвязи между началом менструации и всеми тремя лунными месяцами. Однако дальнейший анализ показал, что они все же существуют, но проявляются только в конкретных ситуациях.
В частности, оказалось, что менструация и смена фаз Луны синхронизировались, только если первый цикл был длиннее 29 дней, и при этом женщины жили в сельской местности или в городах Германии с минимальным световым загрязнением неба. Кроме того, вероятность подобных взаимосвязей сильно зависела от распорядка дня участниц исследования.
Как правило, у женщин, для которых такая зависимость наблюдалась, начало менструации совпадало с полнолунием или новолунием. Причем в наибольшей степени эта связь выражалась зимой. По мнению биологов, это связано с тем, что зимой темнеет раньше, и Луна особенно ярко светит тогда, когда женщины находятся на улице.
Подобные закономерности, по мнению Фёрстер и ее коллег, свидетельствуют о том, что в далеком прошлом связь между фазами Луны и менструальным циклом женщин была гораздо сильнее, так как тогда яркий свет практически не «загрязнял» ночное небо, а люди в среднем проводили на открытом воздухе значительно больше времени.
Так это или нет, ученые планируют проверить в ближайшее время. Они планируют создать приложение для мобильных телефонов, с помощью которого в исследовании сможет поучаствовать гораздо больше женщин из самых разных регионов мира.
Источник