Почему мы видим одну сторону Луны?
Простейшие принципы небесной механики можно изложить следующим образом: Земля вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси, Луна в свою очередь вращается вокруг Земли и также вокруг своей оси. Как же тогда получается так, что с Земли нам постоянно видна одна и та же сторона Луны?
Ответ прост: скорость вращения Луны вокруг Земли абсолютно идентична скорости с которой она делает оборот вокруг своей оси, то есть вращение Луны вокруг Земли и вокруг собственной оси синхронизировано. Данная синхронизация возникла благодаря воздействию гравитационного притяжения Земли, трением приливов в частности.
Видимая сторона Луны, нам с Земли видна только она.
Звучит немного сложно, поэтому чтобы лучше вникнуть как все устроено предлагаем вам сделать небольшой опыт. Поставьте в центре комнаты какой-нибудь предмет: стул, мяч или еще что-то, в опыте это будет Земля. Станьте рядом с этим предметом на расстоянии вытянутой руки так, чтобы кончики пальцев находились у центра воображаемой планеты, — вы будете в эксперименте Луной. Сделайте один оборот вокруг, не опуская при этом руку (кончики пальцев должны постоянно находиться у центра предмета). Таким образом вы одновременно сделали один оборот вокруг своей оси и один оборот вокруг вокруг воображаемой Земли, и при этом вы были все время повернуты к планете одним боком.
Данная анимация (слева) наглядно демонстрирует синхронизированное движение Луны вокруг Земли, когда один оборот вокруг оси совпадает по времени с одним оборотом вокруг планеты. Справа показан пример не синхронизированного вращения спутника
На полный оборот Луны вокруг Земли / своей оси уходит 27 дней 7 часов и 43,1 минуты.
Интересно, что с Земли можно увидеть немного больше половины поверхности Луны, 59% если быть точным. Это явление называется лунными либрациями, оно возникает вследствии того, что Луна движется по своей орбите с непостоянной скоростью: в перигее — в ближайшей к Земле точке движется быстрее, и медленнее в апогее — наиболее отдаленной точке лунной орбиты, что позволяет увидеть по 4,5% западного и восточного края темной стороны Луны.
Анимация лунных либраций, в результате которых видно 59% поверхности спутника.
Источник
Почему Луна повернута к Земле одной стороной?
Как только ученые стали детально рассматривать Луну, они заметили, что она всегда повернута к Земле лишь одной своей стороной. В результате вторую, темную сторону впервые удалось рассмотреть только в 1959 г., с началом космической эры. Почему же наш спутник всегда обращен к нам лишь одной стороной?
Дело в том, что Луна вращается не только вокруг Земли, но и имеет собственную ось вращения. Однако оба оборота спутник совершает за одно и то же время – 27 дней, 7 часов и ещё 43 минуты. В результате из-за такой комбинации вращательных движений Луна всегда показывает наблюдателям на Земле лишь одну свою сторону.
В астрономии подобное явление называют синхронным вращением, или приливным захватом. Надо заметить, что большинство спутников планет в Солнечной системе синхронизированы и повернуты к своим планетам лишь одной стороной.
В чем же причина подобной синхронизации? Она заключается в действии приливных сил на спутник со стороны планеты. Если сателлит в какой-то момент времени не синхронизирован, то гравитация планеты либо тормозит, либо, наоборот, ускоряет его вращение вокруг собственной оси до тех пор, пока угловые скорости обоих вращательных движений не совпадут.
Заметим, что сама Земля не синхронизирована относительно Луны. Это значит, что с нашего спутника в различные периоды времени можно увидеть разные полушария Земли. Однако, если масса спутника очень велика, то теоретически он может синхронизировать собственную планету. Классический пример такого явления – это Плутон и его сателлит Харон. С Плутона видна лишь одна сторона Харона, но и с Харона видно лишь одно полушарие Плутона.
Интересно, что на самом деле с Земли всё же можно частично увидеть темную сторону Луны. Дело в том, что орбита Луны – не идеальный круг, а эллипс, из-за чего угловая скорость Луны немного изменяется. В результате Луна «колеблется» относительно своего положения на небе. Подобные колебания называют либрациями. Из-за для наблюдения с Земли в разные моменты времени доступны не ровно 50, а 59% поверхности Луны.
Видео: Почему видна только одна сторона Луны?
Список использованных источников
Источник
Луна — спутник Земли всегда повернута только одной стороной
Мало кто из людей часто обращает внимание на то, что с Земли всегда видно только одну сторону Луны. Другая половина Луны была впервые сфотографирована в 1959 году межпланетной автоматической станцией «Луна-3», принадлежавшей СССР.
Человек порой ни разу в жизни, порой даже очень долгой, ни разу так и не задумывается, что естественный спутник нашей планеты имеет и другую сторону, которую так никогда никто и не наблюдал с земной поверхности, поскольку Луна никогда не поворачивается к нам той самой стороной.
Причина, по которой Луна к Земле не поворачивается другой стороной
Ученые еще в древние времена заметили, что с Земли неизменно видна только одна сторона Луны, а другая всегда остается закрытой от наблюдателя на Земле. Астрономы абсолютно точно знают, что вращение Земли и Луны относительно одна другой является синхронным. Этому причиной гравитационное воздействие Земли и Луны друг на друга. Именно с ним связаны так называемые приливы и отливы — подъем и опускание уровня воды в океанах.
Существует такая версия, по которой, учитывая метод гравитационной стабилизации спутников, к Земле обращена наиболее массивная половина спутника нашей планеты. Учитывая, что ее больше приходится на один бок Луны, та всегда повернута к Земле одной стороной, которую и видно с планеты.
Насчет Луны долго бытовали стереотипы, «объясняющие» ее необычное поведение: естественный спутник Земли считали то плоским диском, то телом, имеющим форму груши, то вообще наблюдательным кораблем внеземной цивилизации.
Есть и другая версия, объясняющая, что заставляет Луну всегда поворачиваться одной стороной к Земле. Орбита Луны эллиптическая, а скорость движения равна 3700 километров в час. Расстояние между Землей и ее единственным естественным спутником колеблется в пределах 363-405 тысяч километров.
Ученые, опираясь на эти цифры, вычислили, сколько времени требуется Луне для орбитального движения. Это срок, равный 27,32 суток на планете Земля. Он совпадает с длительностью одного оборота вокруг своей оси. Неудивительно, что наблюдатель, стоящий на Земле, не может увидеть обратную сторону поверхности ее спутника.
История появления первой фотографии другой стороны Луны, и что там можно увидеть
Повторимся, другая половина Луны была впервые сфотографирована в 1959 году межпланетной автоматической станцией «Луна-3», принадлежавшей Советскому Союзу. Ученые, глядя на фотографии, очень удивились, обнаружив, что рельеф той стороны
Луны совсем не похож на то, какова видимая невооруженному глазу часть естественного спутника Земли. По фотографии было видно, что на обратной стороне отсутствовали крупные лунные моря, а вот кратеров было множество.
По мнению ученых, рельеф обеих сторон так различен потому, что когда-то Луна была ближе к нашей планете, чем теперь. Земля долго влияла на свой спутник. В результате на ту сторону, которая повернута к Земле и более массивна, оказывалось более сильной воздействие гравитацией, чем на обратную.
Потому и возникла вулканическая активность, положившая начало лунным морям. По мнению астрономов из США, примерно аналогичные процессы сейчас идут на двух спутниках Юпитера — Европе и Ио.
Обратная сторона Луны
В прошлом году межпланетный зонд «Чанъе-4», созданный в Китае, впервые высадился на обратную сторону спутника Земли. Это значимое событие для всей астрономической науки, ведь раньше никто не мог сделать мягкую посадку на закрытой от глаз наблюдателя стороне Луны.
Итак, китайцы дали миру знания о том, из чего состоит грунт на обратной стороне Луны. Их же заслугой является и то, что человечество имеет фотографии, которые теперь может исследовать международное астрономическое сообщество.
Источник
Почему Луна всегда повёрнута к Земле одной стороной?
Это довольно популярный вопрос, на который многие не знают ответа. Некоторые даже видят в этом какие-то происки инопланетян и строят очередные теории заговора. Но ответ прост – Луна всегда повёрнута к Земле одной стороной, потому что находится в приливном захвате.
Как Луна оказалась повёрнутой к Земле одной стороной
Луна на самом деле вращается вокруг своей оси, но полный её оборот занимает столько же времени, сколько и оборот по орбите, поэтому мы всегда видим только одну её сторону. Мало того, это явление наблюдается и у многих других спутников других планет, особенно крупных – Юпитера и Сатурна. Там происходит то же самое, что и у нас с Луной.
Как вы знаете, Луна – довольно массивное и большое тело, имеющее в поперечнике 3474 километра. Она оказывает гравитационное влияние на Землю, вызывая приливы и отливы. При обороте Луны по орбите по водной поверхности Земли движется выпуклость, которая на побережье и вызывает прилив. Она огибает Землю вместе с Луной и всегда находится напротив неё. А с обратной стороны Земли, наоборот, уровень воды немного понижается и там наблюдается отлив.
Конечно, Луна оказывает влияние и на твёрдую поверхность Земли, но мы этого не замечаем. Всё-таки она гораздо твёрже и не так пластична, как вода. К тому же, расстояние большое.
В свою очередь, Земля тоже оказывает своё гравитационное воздействие на Луну, но оно гораздо сильнее, ведь наша планета гораздо больше и массивнее. И именно это за миллиарды лет привело к тому, что Луна практически «остановилась».
Дело в том, что Луна – не точка. Это огромный каменный шар, имеющий в поперечнике 3474 км. А сила гравитации сильно меняется с расстоянием, и эти 3474 довольно существенны. Почему?
Представьте себе, что Луна вращается вокруг своей оси. При этом та половина, которая повёрнута к Земле, притягивается к неё сильнее, чем обратная. Можно даже подсчитать, что она притягивается на 1.7% сильнее. И при повороте Луны возникает некоторый дисбаланс – более близкая к Земле половина оказывается всегда «тяжелее». Поэтому вращение Луны будет постепенно замедляться – это называется приливным трением.
Конечно, Луна – большое и массивное тело, его вращение очень сложно затормозить. Но раньше она находилась гораздо ближе к Земле, и разница между притяжением на близкой и дальней точке была гораздо больше. Поэтому замедление вращения происходило гораздо быстрее. И за миллиарды лет Луна оказалась полностью синхронизирована с вращением планеты – теперь она всегда повернута к Земле одной стороной.
Источник
🌗Почему мы видим только одну сторону Луны?
В 1959 году советский космический спутник «Луна-3» прислал нам фотографии того, что люди еще никогда не видели — фотографии обратной стороны Луны.
Мы всегда видим только одну сторону, потому что Луна за один оборот вокруг Земли она делает ровно один оборот вокруг своей оси. Если бы она вообще не вращалась, то за каждый оборот вокруг Земли, мы бы смогли увидеть всю ее поверхность хотя бы один раз, а если бы она вращалась в два раза быстрее, мы бы смогли бы увидеть ее поверхность больше одного раза за оборот.
Вместо этого, движение нашей Луны, как в общем и большинства остальных спутников в Солнечной Системе, идеально синхронизированы — но так было не всегда.
Согласно одной из теорий, наша Луна сформировалась из-за удара планеты Тейя. И ее изначальная скорость вращения и орбита, которую она проходила за 10 часов — были совсем не синхронные. Но мы не знаем, что из этого было быстрее. На таком маленьком расстоянии, гравитация Земли деформировала Луну, придавая ей овальную форму, причем одна из выпуклостей должна быть направлена к Земле.
В любом случае ситуация быстро менялась — из-за синхронности вращения Луны вокруг своей оси и вокруг Земли. Но и гравитация не сдавалась — постоянно перенаправляя нужной стороной к Земле, что, как следствие, влияло на скорость ее вращения. Так, если бы Луна вращалась больше одного раза за орбиту, гравитация Земли воздействовала бы на нее под углом противоположным направлению ее вращения, замедляя его. Если бы луна вращалась меньше одного раза за орбиту, Земля бы исполняла противоположное действие. Как бы то ни было, Земле понадобилось всего 1000 лет, чтобы настроить скорость вращения вокруг своей оси так, чтобы на одно вращение приходился один оборот по орбите, заставляя одну из сторон никогда не поворачиваться к Земле. Конечно мы видим немного больше, чем одну сторону Луны, так как эллиптическая орбита дает нам взглянуть немного дальше ее обычных восточной и западной сторон, а ее наклонная ось создает лунные сезоны, показывая нам ее северный и южный полюса. Но все это вместе показывает на 9% больше обычного, оставляя остальные 41% спрятанными от нас. Искусственные спутники, начиная с «Луны-3» дали нам возможность посмотреть на все остальное. Спасибо, космонавтика.
Спасибо за прочтение статьи, ставьте лайк/дизлайк, задавайте вопросы в комментариях.
Вселенная Айлашкерского — исследуем космос вместе!
Источник