Как вращается Луна
При наблюдении с Земли всегда видна одна и та же половина земного спутника. Поэтому у наблюдателя может возникнуть вопрос о том, вращается ли Луна вокруг своей оси.
Характеристики Луны
Если рассматривать параметры всех спутников Солнечной системы по сравнению с планетами, которые они сопровождают, Луна является рекордсменом: ее диаметр составляет около 25% от земного, а масса — 1/100 часть от массы Земли. Однако если иметь в виду абсолютные величины, то в Солнечной системе существуют спутники и гораздо крупнее Луны.
Образование естественного земного спутника наиболее распространенная сегодня версия связывает с последствиями столкновения двух протопланет неравного размера. В результате тяжелые, имеющие более высокую плотность, ядра космических тел слились в единую структуру, а из осколков верхних слоев грунта обеих протопланет сформировался естественный спутник.
С таким механизмом образования связано более высокое содержание железа в земных породах и преобладание каменных пород в составе лунного грунта.
Естественный спутник Земли движется по эллиптической траектории. Эксцентриситет орбиты Луны (величина, выражающая степень отклонения от окружности) — 0,0549. Средний радиус его составляет 1737,1 км. Скорость движения Луны по орбите — 1,023 км/с.
Фазы Луны
Фазой Луны называют освещенный Солнцем фрагмент планеты, видимый с Земли. Смена лунных фаз обусловлена взаимным расположением Солнца, Земли и Луны. В различные отрезки времени с земной поверхности наблюдаются разные части лунного диска, освещенные солнечным светом.
В течение синодического месяца фазы последовательно сменяют друг друга — от новолуния, когда освещенность лицевой стороны лунной поверхности 0%, до 100% при полнолунии.
Наблюдатели за ночным светилом выделяют 4 основные лунные фазы:
- новолуние;
- первая четверть;
- полнолуние;
- третья четверть.
Каждая из них имеет продолжительность около 7,4 суток. Это величина непостоянная, она изменяется по причине эллиптической конфигурации лунной орбиты.
Вращение спутника
Как любой спутник, Луна вращается вокруг материнской планеты. Кроме того, сопровождая Землю, она одновременно с ней оборачивается вокруг Солнца. Осевое вращение Луны, с точки зрения наблюдателя, располагающегося на Земле, незаметно. Поэтому может появиться впечатление, что вокруг оси это тело не вращается, а, наоборот, земля вращается вокруг луны, стоящей неподвижно.
Если точку наблюдения расположить вне Земли, то можно увидеть, что спутник не только двигается по отношению к планете, но и совершает вращение вокруг оси.
Закономерность осевого вращения земного спутника заключается в том, что один полный оборот по времени точно равен длительности путешествия небесного тела по орбите. Получается, что за сутки небесное тело осуществляет полный поворот вокруг своей оси.
Аналогичный режим свойственен и спутникам других планет: Харон, сопровождающий планету Плутон, тоже всегда обращен к своей планете одним и тем же боком. По той же схеме вращаются и небесные тела, сопровождающие Марс, — Деймос и Фобос.
В научных кругах такое явление принято называть синхронным вращением или приливным захватом.
Такой режим обращения обусловливает тот факт, что при наблюдении с основного космического тела за спутником всегда на виду одна и та же его половина. В то же время с поверхности самого спутника основное небесное тело будет выглядеть висящим в небе без движения. С противоположной стороны такого спутника «материнское» небесное тело никогда не будет видно.
С явлением приливного захвата ученые связывают и способность вращения Луны влиять на климат Земли. В частности, описано явление большего количества атмосферных масс у того полушария планеты, которое обращено в данный период к естественному спутнику.
Следствием являются повышение атмосферного давления в области соответствующего полушария и последующие изменения погодных условий. Согласно гипотезам климатологов, такие «воздушные приливы» оказывают влияние и на интенсивность атмосферных осадков.
Однако дальнейший анализ данных, касающихся атмосферных осадков в течение предшествующих 15 лет, засвидетельствовал, что, хотя лунная гравитация и оказывает влияние на атмосферу, происходит это в меньшей степени, чем предполагалось учеными ранее.
Согласно мнению исследователей, по аналогичному механизму, под действием тех же сил происходят и морские приливы и отливы — их порождает влияние гравитационного поля Луны.
Сидерический месяц и синодический
Сидерический месяц — период, за который спутник Земли, совершив оборот по орбите, вновь занимает исходное положение относительно звезд. Величина этого периода времени непостоянна, что обусловлено неравенствами лунного движения (это связано с тем, что радиус эллиптической лунной орбиты в разных местах неодинаков).
Данный период может изменяться в пределах нескольких часов. Средняя продолжительность периода обращения небесного тела вокруг Земли составляет 27,322 земных суток.
Синодический месяц — отрезок времени между одинаковыми фазами Луны — также не имеет постоянного значения. Средняя длительность этого временного периода составляет 29,5 земных суток.
Источник
Вращается ли Луна вокруг собственной оси или нет?
Давно известно, что Луна повернута к Земле только одной стороной, вторая же ее сторона, которую иногда называют «темной», стала доступна для наблюдений только с началом космической эры. Значит ли это, что Луна не вращается вокруг своей оси?
Нет, не значит. На самом деле Луна имеет собственную ось вращения. Однако два ее вращения (вокруг собственной оси и вокруг Земли) синхронизированы друг с другом, то есть в обоих случаях 1 оборот занимает одинаковое время – 27 дней 7 часов и ещё 43 минуты. Именно из-за такой синхронизации с Земли видна лишь одна сторона нашего спутника.
Конечно, обывателю довольно сложно понять, почему вращение Луны приводит к тому, что нам она кажется неподвижной. Приведем картинки для визуализации. На первой из них покажем реальное взаимное положение Луны и Земли, показав спутник в 8 различных фазах:
Обратите внимание – Луна повернута к планете одной стороны. Теперь отдельно изобразим положение спутника в каждой фазе:
Посмотрите, она действительно повернута под разными углами! Для ещё большей наглядности представим вымышленную ситуацию, когда Луна не вращается вокруг собственной оси. Тогда во всех фазах она будет выглядеть одинаково:
Но в этом случае наблюдателю с Земли будут доступны для наблюдения разные участки поверхности спутника:
Заметим, что эффект синхронного вращения спутника относительно планеты весьма распространен. Почти все крупные сателлиты синхронизированы со своими планетами. Исключениями являются только те спутники, чья орбита сильно удалена от центрального тела. Их называют нерегулярными спутниками.
Причина синхронизации заключается в действии особых приливных волн. Если спутник не синхронизирован, то на него действуют гравитационные силы, которые стремятся выровнять периоды обращения сателлита вокруг собственной оси и вокруг планеты.
Видео вращение Луны вокруг своей оси
Список использованных источников
Источник
Вращается ли Луна вокруг своей оси?
Вращается ли Луна?
Луна — это голограмма, которую нам показывают инопланетяне с целью, чтоб американцы набрехали, что были на Луне. Были они, ха-ха, на голограмме.
Я уже неоднократно обращался к решению вопроса о характере вращения Луны. Напоминаю забывшим об этом и вновь поступившим на наш ресурс: моя позиция по данному вопросу совпадает с позицией Николы Тесла, считавшим и доказывавшим что Луна, которая обращается вокруг Земли повернувшись к ней всегда одной и той же стороной, никакого вращения вокруг оси, проходящей через её (Луны) тело НЕ СОВЕРШАЕТ.
Однако, насколько помню, большинство здешних аборигенов, с нашей (меня и Теслы) позицией не согласились. Представляю дополнительные доказательства. Внимательно посмотрите на рисунок 1
Видим, Луна конечно не точка, а тело, т.е. множество точек. Характерно, ни одна этих точек в отношении движения Луны вокруг Земли ничем замечательным не выделена по отношению к другим. Все точки в своём движении вокруг земли имеют одинаковые, непересекающиеся друг с другом орбиты, попросту говоря – концентрические окружности. А как иначе, если Луна повёрнута к земле одной и той же стороной? Ну и какую из точек луны теперь выбираем за «ось вращения»? По какому критерию? Нет претендентов? Может кто-то знает о вращении без оси вращения? Для сведения: если бы луна, при своём вращении вокруг земли ещё и вращалась вокруг одной из «своих» точек или множества точек, образующих линию, то траекторией движения точек луны были бы не концентрические окружности. а ЭПИКЛОИДЫ http://ru.wikipedia.org/wiki/Эпициклоида , но тогда она (Луна) не была бы повёрнута к нам одной стороной. Циклоида — это траектории точек катящегося по горизонтальной поверхности колеса, а эпициклоида – это траектория точек колеса, катящегося по окружности.
Понимаю, не убедил. Слава советской школе, умевшей раз и навсегда навязывать своим жертвам самые дикие представления. Может быть, поэтому сегодня в России и не преподают в школах астрономию. Дабы сразу не выворачивать молодым людям мозги наизнанку…
Однако русские не сдаются. Продолжим переубеждение. Ещё раз обратитесь к рисунку. Видите, я поставил спутник Луны на синхронную орбиту, то есть он висит над одной и той же точкой экватора Луны, в данном случае над обратной стороной Луны, хотя это не принципиально.
Очевидно, синхронный спутник Луны, чтобы висеть над одной точкой Луны, должен двигаться по круговой орбите с центром в центре Земли, как и точки тела Луны. Надеюсь, теперь понятно, что у Луны нет спина! Пояснение из википедии: «Если ось вращения расположена внутри тела, то говорят, что тело вращается само по себе или обладает спином, который имеет относительную скорость и может иметь момент импульса. Круговое движение относительно внешней точки, например, вращение Земли вокруг Солнца, называется орбитальным движением или, более точно, орбитальным вращением».
Окончательный вывод: У Луны есть орбитальное вращение относительно Земли, но нет собственного (спинового) вращения.
Луна является не единственным спутником (небесным телом), одна сторона которого постоянно обращена к планете. Синхронно вращаются вокруг своих планет (постоянно обращены к ним одной стороной) спутники Земли, Марса, Сатурна (кроме Гипериона, Фебы и Имира), Урана, Нептуна (кроме Нереиды) и Плутона. В системе Юпитера такое вращение характерно для значительной части спутников, в том числе всех галилеевых. Особенно интересна пара Плутон – Харон. Они вращаются, будучи всегда обращёнными одними и теми же сторонами друг к другу. Просто находка для проектировщиков космических лифтов!
Астрономы отмечают немало и других интересных случаев односторонности движения планет. Например, движение Меркурия и Венеры согласовано с движением Земли.
Время от времени Меркурий находится с Землей в нижнем соединении. Так называют положение, когда Земля и Меркурий оказываются по одну сторону Солнца, выстраиваясь с ним на одной прямой. Нижнее соединение повторяется каждые 116 суток, что совпадает со временем двух полных оборотов Меркурия и, встречаясь с Землей, Меркурий всегда обращен к ней одной и той же стороной.
С периодичностью в 584 дня Венера сближается с Землёй на минимальное расстояние, оказываясь в нижнем соединении, причём в эти моменты Венера всегда обращена к Земле одной и той же стороной.
Но какая же сила заставляет Меркурий и Венеру равняться не на Солнце, а на Землю. Случайность? Или всё-таки правы церковные мракобесы, разместившие Землю в центре мира?
Спорам на тему, вращается или не вращается Луна вокруг своей оси, уже много столетий. Некоторые умники тратили на доказательство правильности своей позиции по данному вопросу многие годы жизни. Теорема Ферма тут отдыхает. Как сказано выше, Никола Тесла и тот не устоял, и написал несколько статей в доказательство того, что Луна не вращается вокруг своей оси.
И Жюль Верн причастен к этой проблеме, он знал доводы как «вращенцев», так и «невращенцев». Пассаж на эту тему он вставил в свой роман «Из пушки на Луну». Характерен и описанный им приём внушения простодушным янки (не доказательства, а именно внушения), неискушённым в искусстве шулерской риторики, «факта» вращения Луны. Обратите внимание: « … когда вернетесь на место, откуда пошли, вы увидите, что за это время вы сделали полный оборот вокруг себя». Вот это тот самый замечательный речевой оборот, вполне себе заменяющий оборот Луны вокруг своей оси. Что такое «оборот вокруг себя»? Мистика! Но, как приём нейролингвистического программирования, — поражает наповал. Человек сразу «всё понимает» и теперь переубедить его невозможно. Более того, он побежит убеждать в этом других.
Этимология слова сложное идёт от понятия сложенное. Всё сложное состоит из простого.
Небесное тело может участвовать в нескольких движениях одновременно, и не только небесное тело, но и, например, маятник, — рисующий сложные фигуры Лисажу – результат сложения двух простых ортогональных колебаний. На самом деле следует различать понятия орбиты и траектории.
Орбита — это путь движения небесного тела природного происхождения или искусственного космического аппарата в центральном поле небесного тела. Это поле не обязательно кулоновское, просто – центральное, и всё. Орбита — это обязательно плоская замкнутая кривая, имеющая форму эллипса или круга.
Траектория — это непрерывная линия, отражающая перемещение/движение материальной точки в пространстве. Она может быть как прямой, так и криволинейной, с совершенно произвольными параметрами расположения относительно точки отсчета, может быть как плоской, так и трехмерной. Траектория обязательно имеет начальную и конечную точку, поэтому термин «траектория» применяют всегда к движущемуся объекту. Например, Луна движется по орбите вокруг Земли и, одновременно, по орбите вокруг Солнца. В итоге её траектория для земного наблюдателя смотрится довольно сложной кривой. Но и орбита Луны в центральном поле Земли, и орбита Луны в центральном поле Солнца нормируются разными моментами импульса, которые какой-либо корреляции друг с другом не имеют.
Кеплерова орбита (не траектория) однозначно свидетельствует о законе сохранения импульса, но орбита может быть изменена изменением момента импульса (например, передачей дополнительного момента импульса от двигателя). После выключения двигателя, прекращения изменения момента импульса, у аппарата снова устанавливается кеплерова орбиту (хотя и отличающуюся от исходной). Собственно, других орбит в природе нет, по определению. Орбита имеет физическое содержание, и траектория чисто математическая конструкция. Физика занимается исследованием причин явлений и конкретных механизмов, непосредственно влияющих на исследуемое явление.
Иногда можно встретить утверждение, — Луна не вращается вокруг Земли, а Земля и Луна обращаются вокруг оси, проходящей через их общий центр масс, как изображено на рисунке. То есть Луна и Земля рассматриваются в виде единой системы. Этот центр масс находится в 5000 км от центра Земли. Обращаются земля и Луна и Земля вокруг этой оси с периодом 28 суток, при этом Земля ещё вращается и вокруг своей оси с периодом в сутки. Это изображено на Рис.2.
С первого взгляда всё правильно. Но это только с первого взгляда, ведь часть системы системой не является. Да, этот центр масс можно вычислить, но он фиктивен. Ничего вокруг него не вращается. НЕ НАБЛЮДАЕТСЯ сами точными современными методами и приборами вращение Земли и Луны вокруг их общего, вычисленного отдельно от Солнца, центра масс! Тут тот случай, когда есть математическое решение, но оно не имеет физического смысла.
Раз уж упомянули массу, то ещё раз обратимся к высокой науке. При описании вращательного движения понятие массы и, соответственно, понятие центра масс — не применяется, и потому тут не имеет смысла говорить и о центре тяжести вращающегося тела. Вместо массы в данном случае оперируют моментом инерции. Если массу определяют статически, по растяжению пружины (кстати, почему вы считаете, что растяжение пружины равно массе?), то величину момента инерции тела относительно какой-либо его оси вращения определяют динамически, методом крутильных колебаний. Понятно, в отличие от массы, у момента инерции нет какого-либо одного значения, — относительно разных осей и значения момента инерции будут разными. А осей, относительно которых можно крутить тело, бесконечное множество. Разумеется, нужно рассматривать и случаи вращения тел вокруг осей, выходящих за габариты тела. Но хотя осей вращения у вещественных тел бесконечно много, две из них выделяются из всех остальных, это оси с минимальным и максимальным значением момента инерции. Относительно этих осей (свободных осей) вращение осуществляется стабильно. Известно со времён Эйлера, только вокруг этих свободных осей возможно устойчивое вращение. Подробно о пределах применения понятия массы описано в моей книге
Можно однозначно констатировать (и экспериментально это подтверждено), что твёрдые тела могут одновременно участвовать только в двух орбитальных движениях. В одном, с минимальным значением момента инерции, в другом – с максимальным его значением. Например: Луна вращается вокруг оси, проходящей через центр Земли и оси, проходящей через центр Солнца. Земля же вращается вокруг оси, проходящей через её центр и оси, проходящей через Солнца. И никаких иных вращений нет ни у Луны, ни у спутников других планет, ни у искусственных спутников Земли.
Источник