в какую фазу луна повернута к земле неосвещенной стороной и не видна с земли

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.

Что это означает и как так произошло, давайте попробуем разобраться без математических формул, хотя это вполне укладывается в школьный курс.

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.

Миллиарды лет назад Луна была гораздо ближе к Земле.

Кстати, и Земля раньше вращалась гораздо быстрее, но Луна замедлила её вращение таким же образом. Ведь она была ближе в 15 раз и воздействовала на Землю гораздо сильнее. Длительность суток была 5 часов, а за 4 миллиарда лет растянулась до 24 часов. Когда динозавры только появились, сутки длились уже 22 часа 40 минут и с тех пор удлинились не очень сильно. Дело в том, что Луна удаляется от Земли, и её гравитационное влияние ослабевает.

Представьте, какие приливы были, когда она была в 15 раз ближе, чем сейчас. Это, вероятно, было похоже на ежедневные катаклизмы. Землетрясения и извержения вулканов тогда также происходили гораздо чаще и повсеместно, и приливное действие Луны к этому тоже имело отношение.

Почему мы видим больше, чем половину Луны

На самом деле мы видим не точно половину Луны, а больше – примерно 60%. Потому что она иногда поворачивает больше то одну сторону, то другую, и мы можем как бы заглядывать дальше за её край. Это называется либрацией.

Почему так происходит, если Луна всегда повёрнута к Земле одной стороной? Здесь всё тоже просто – дело в том, что орбита Луны не строго круговая, а немного вытянутая. Поэтому иногда, когда она находится в этих самых удалённых точках эллипса, нам становится поверхность «за лунным горизонтом».

Приливной захват на других планетах

Практически все спутники у других планет также находятся в приливном захвате у своих планет и повёрнуты к ним одной стороной. Даже Фобос и Деймос у Марса, несмотря на свои малые размеры, тоже синхронизировали своё вращение с планетой.

Самое интересное проявление приливного захвата можно наблюдать у Плутона и его спутника Харона. Они не очень отличаются по размерам и оба попали в приливной захват. То есть Харон всегда повёрнут к Плутону одной стороной, но и Плутон также повёрнут одной стороной к Харону.

А вот другие, мелкие спутники Плутона, в захвате не находятся, и вращаются каждый сам по себе. Что любопытно – центр тяжести (барицентр) системы Плутон – Харон находится над поверхностью Плутона, и они оба вращаются вокруг этого центра, повернувшись друг к другу одной стороной.

А что будет, если спутник окажется слишком близко к планете? Тогда приливные силы окажутся сильнее, чем собственная сила гравитации, и спутник просто разорвёт на части. Так образовались кольца Сатурна и других планет-гигантов, из раздробленных в пыль остатков разорванных гравитацией спутников.

В нашей Солнечной системе в приливном захвате находятся только спутники планет, но ни одна планета не повёрнута к Солнцу одной стороной, даже Меркурий. Но в других системах это вполне возможно, например, в системах красных карликов планеты должны находиться очень близко к звезде и находиться под действием приливного захвата. Такие близкие экзопланеты уже известны, и их довольно много.

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

eponim2008

Жизнь замечательных имен

Короткие истории о вещах и о людях, давших им свое имя

Почему луна всегда повернута к нам одной стороной?

Без Луны всем нам было бы плохо. Вполне возможно, без Луны на Земле и жизни-то не было бы. О этом написано в статье Анатолия Пастухова, опубликованной 04.08.2015.

Луна в небе ввергает нас в поэтическое, таинственное и загадочное настроение. Но и люди склада непоэтического, видят в поведении естественного спутника нашей планеты много загадок. Одна из них состоит в том, что Луна всегда повернута к Земле одной стороной. Обратную сторону Луны впервые смогла сфотографировать советская космическая станция «Луна-3» только 7 октября 1959 года.

Объяснение этого феномена с одной стороны очень простое. Период обращения Луны вокруг своей оси совпадает с периодом обращения ее вокруг Земли. Поэтому и повернута она к нам всегда одной своей стороной.

Объяснение, конечно, простое, но совсем не объясняющее причины того, почему произошло такое редкое событие: два совершенно не связанных между собой астрономических параметра совпали. Такое совпадение случайно или же в его основе лежит какое-то важное физическое явление? То есть, очевидно, что подобное совпадение маловероятно. Так в чем же дело?

Желающих объяснить это явление было довольно много. Объяснения выдвигались разной степени серьезности. Вплоть до того, что Луна – искусственный спутник, построенный инопланетянами для наблюдения над нашей планетой и «подвешенный» над нею соответствующим образом.

Но один из законов любой науки – не умножать сущности без нужды. То есть, искать объяснение явлениям в рамках уже имеющихся понятий, а не придумывать нечто экстравагантное и фантастическое. Поэтому астрономы начали решать непростую задачу взаимодействия двух небесных тел. И решили.

Каковы результаты этого решения?

Как известно, под воздействием притяжения Луны земные воды поднимаются над поверхностью морей и океанов, образуя два «горба»: один – непосредственно под Луной, а второй – с противоположной стороны Земли. Поскольку Луна вращается вокруг Земли, приливные «горбы» передвигаются по поверхности, в результате чего на побережьях возникают приливы, во время которых вода может подниматься на высоту нескольких метров. За сутки происходит два океанических прилива: один, высокий, ночью, а второй, – через 12 часов, днем.

Не только земная вода притягивается к Луне, но и земная кора. Подъемы земной поверхности гораздо ниже, и мы их не замечаем. Но они существуют, и деформация земной коры под воздействием притяжения Луны имеет место.

Такие деформации вызывают внутреннее трение в земной коре. На преодоление этого трения расходуется энергия вращения планеты. В результате скорость вращения Земли снижается.

На Луне такие процессы торможения происходят еще интенсивнее, поскольку масса Земли значительно выше массы Луны. С течением времени вращение Луны стало определяться только влиянием притяжения Земли. Собственная скорость вращения Луны совпала с периодом обращения ее вокруг Земли. Подобное явление называется синхронным вращением или приливным захватом (Tidal locking).

Приливный захват также наблюдается при движении естественных спутников Марса вокруг этой планеты. Они также повернуты к Марсу только одной своей стороной. Крупные спутники гигантов Юпитера, Сатурна и Урана тоже синхронно вращаются вокруг своих центральных планет. Спутник Нептуна Тритон также находится в процессе синхронного вращения с центральной планетой. Особенно интересен случай взаимодействия Плутона со своим спутником Хароном. Поскольку масса этих планет различается не сильно, и находятся они на относительно небольшом расстоянии друг от друга, Плутон также захвачен синхронным движением относительно своего спутника. Обе планеты вращаются вокруг общего центра, который находится над поверхностью Плутона. Как будто бы две эти планеты соединили невидимыми тросами!

Воздействие притяжения Земли на Луну затормозило движение Луны и как бы «привязало» Луну к нашей планете. Земля, как было сказано, тоже замедляет свое вращение. Другой эффект взаимодействия Луны и Земли состоит в том, что увеличивается расстояние между этими планетами. Луна как бы «удаляется» от Земли и при этом, по законам механики, ее орбитальная скорость возрастает.

Ученые подсчитали, что «всего» через 5 миллиардов лет Земля тоже будет повернута к Луне одной своей стороной. Вращение Земли замедлится, и в земном году станет всего лишь 9 суток. Соответственно Луна, сильно удалившаяся от земной поверхности, будет совершать 9 оборотов вокруг Земли. В земном году станет всего 9 месяцев, каждый из которых будет длиться 1 день!

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

Фазы Луны

Фазы Луны: новолуние

молодая луна, первая четверть, прибывающая луна

В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны — видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.

Чтобы отличить первую четверть от последней, наблюдатель, находящийся в северном полушарии может использовать следующие мнемонические правила. Если лунный серп в небе похож на букву «С (d)», то это — луна «Стареющая» или «Сходящая», то есть это последняя четверть (по-французски dernier). Если же он повёрнут в обратную сторону, то, мысленно приставив к нему палочку, можно получить букву «Р (p)» — луна «Растущая», то есть это первая четверть (по-французски premier).

Растущий месяц обычно наблюдается вечером, а стареющий — утром.

Следует заметить, что вблизи экватора месяц всегда виден «лежа на боку», и данный способ не подходит для определения фазы. В Южном полушарии ориентация серпа в соответствующих фазах противоположная: растущий месяц (от новолуния до полнолуния) похож на букву «С» (Crescendo, ). Интересные факты Обычно, на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуние за месяц, называемые голубой луной.

Источник