Satelita Ziemia przyciąga uwagę ludzi od czasów prehistorycznych. Księżyc jest najbardziej widocznym obiektem na niebie po słońcu, dlatego zawsze przypisywano mu te same istotne właściwości, co światło dzienne. Na przestrzeni wieków uwielbienie i zwykła ciekawość zostały zastąpione zainteresowaniem naukowym. Ubywający, pełnia i wschodzący księżyc są dziś obiektem najbliższych badań. Dzięki badaniom astrofizyków wiemy bardzo dużo o satelicie naszej planety, ale wiele pozostaje nieznanych.
Pochodzenie
Księżyc jest zjawiskiem tak znanym, że pytanie, skąd pochodzi, prawie nie istnieje. Tymczasem to właśnie pochodzenie satelity naszej planety jest jedną z jej najważniejszych tajemnic. Obecnie istnieje kilka teorii na ten temat, z których każda chwali się zarówno obecnością dowodów, jak i argumentów przemawiających za jej niewypłacalnością. Uzyskane dane pozwalają nam na zidentyfikowanie trzech głównych hipotez.
- Księżyc i Ziemia powstały z tej samej chmury protoplanetarnej.
- W pełni uformowany Księżyc został schwytany przez Ziemię.
- Zderzenie z Ziemią doprowadziło do powstania Księżycaz dużym obiektem kosmicznym.
Przyjrzyjmy się tym wersjom bardziej szczegółowo.
Współakkrecja
Hipoteza o wspólnym pochodzeniu (narastaniu) Ziemi i jej satelity była uznawana w świecie naukowym za najbardziej prawdopodobną aż do początku lat 70. ubiegłego wieku. Po raz pierwszy przedstawił go Immanuel Kant. Według tej wersji Ziemia i Księżyc powstały niemal jednocześnie z cząstek protoplanetarnych. Ciała kosmiczne były w tym przypadku układem binarnym.
Ziemia zaczęła się formować pierwsza. Po osiągnięciu pewnego rozmiaru cząstki roju protoplanetarnego zaczęły krążyć wokół niego pod wpływem grawitacji. Zaczęli poruszać się po eliptycznych orbitach wokół powstającego obiektu. Niektóre cząstki spadły na Ziemię, inne zderzyły się i skleiły. Potem orbita stopniowo zaczęła coraz bardziej zbliżać się do okrągłej, a zarodek Księżyca zaczął formować się z roju cząstek.
Wady i zalety
Dzisiaj hipoteza współpochodzenia ma więcej obaleń niż dowodów. Wyjaśnia identyczny stosunek tlenu do izotopu w dwóch ciałach. Przyczyny odmiennego składu Ziemi i Księżyca, przedstawione w ramach hipotezy, w szczególności prawie całkowity brak żelaza i substancji lotnych na tych ostatnich, są wątpliwe.
Gość z daleka
W 1909 roku Thomas Jackson Jefferson C przedstawił hipotezę przechwytywania grawitacyjnego. Według niej Księżyc to ciało uformowane gdzieś w innym rejonie Układu Słonecznego. Jej eliptyczna orbita przecinała trajektorię Ziemi. Przy następnym podejściuKsiężyc został schwytany przez naszą planetę i stał się satelitą.
Na korzyść tej hipotezy naukowcy powołują się na dość powszechne mity ludów świata, mówiące o czasach, gdy księżyc nie znajdował się na niebie. Również pośrednio teorię przechwytywania grawitacyjnego potwierdza obecność stałej powierzchni na satelicie. Według sowieckich badań księżyc, który nie ma atmosfery, jeśli krąży wokół naszej planety od kilku miliardów lat, powinien zostać pokryty wielometrową warstwą pyłu pochodzącego z kosmosu. Jednak dzisiaj wiadomo, że nie obserwuje się tego na powierzchni satelity.
Hipoteza może wyjaśnić niewielką ilość żelaza na Księżycu: mogło powstać w strefie planet olbrzymów. Jednak w tym przypadku powinien mieć wysokie stężenie substancji lotnych. Ponadto, zgodnie z wynikami modelowania wychwytu grawitacyjnego, jego możliwość wydaje się mało prawdopodobna. Ciało o masie takiej jak Księżyc wolałoby zderzyć się z naszą planetą lub zostać wyrzucone z orbity. Przechwytywanie grawitacyjne mogło nastąpić tylko w przypadku bardzo bliskiego przelotu przyszłego satelity. Jednak nawet w tym wariancie bardziej prawdopodobne staje się zniszczenie Księżyca pod wpływem sił pływowych.
Gigantyczne starcie
Trzecia z powyższych hipotez jest obecnie uważana za najbardziej prawdopodobną. Zgodnie z teorią gigantycznego uderzenia Księżyc jest wynikiem interakcji Ziemi i dość dużego obiektu kosmicznego. Hipotezę tę wysunęli w 1975 roku William Hartman i Donald Davis. Założyli, że z młodymZiemia, której udało się uzyskać 90% swojej masy, zderzyła się z protoplanetą zwaną Theia. Jego rozmiar odpowiadał współczesnemu Marsowi. W wyniku uderzenia, które spadło na „krawędź” planety, prawie cała materia Teya i część materii ziemskiej została wyrzucona w przestrzeń kosmiczną. Z tego „materiału budowlanego” zaczął się formować Księżyc.
Hipoteza wyjaśnia obecne tempo rotacji Ziemi, kąt nachylenia jej osi oraz wiele parametrów fizykochemicznych obu ciał. Słabym punktem teorii są przyczyny niskiej zawartości żelaza na Księżycu. Aby tego dokonać, przed zderzeniem w jelitach obu ciał musiało nastąpić całkowite zróżnicowanie: powstanie żelaznego jądra i krzemianowego płaszcza. Do chwili obecnej nie znaleziono potwierdzenia. Być może nowe dane z ziemskiego satelity wyjaśnią również tę kwestię. To prawda, że istnieje możliwość obalenia przyjętej dzisiaj hipotezy o pochodzeniu Księżyca.
Główne parametry
Dla współczesnych ludzi Księżyc jest integralną częścią nocnego nieba. Odległość do niej dzisiaj wynosi około 384 tys. kilometrów. Ten parametr zmienia się nieco wraz z ruchem satelity (zasięg - od 356 400 do 406 800 km). Powód leży w orbicie eliptycznej.
Satelita naszej planety porusza się w przestrzeni kosmicznej z prędkością 1,02 km/s. Dokonuje pełnej rewolucji wokół naszej planety w około 27, 32 dni (miesiąc syderyczny lub syderyczny). Co ciekawe, przyciąganie Księżyca przez Słońce jest 2,2 razy silniejsze niż przez Ziemię. Ten i inne czynniki wpływają na ruch satelity:skrócenie miesiąca gwiezdnego, zmiana odległości do planety.
Oś księżyca jest nachylona pod kątem 88°28'. Okres rotacji jest równy miesiącowi gwiezdnemu i dlatego satelita jest zawsze zwrócony na naszą planetę z jednej strony.
Odblaskowe
Można założyć, że Księżyc jest bardzo bliską nam gwiazdą (w dzieciństwie taki pomysł mógł przyjść do wielu). Jednak w rzeczywistości nie ma wielu parametrów właściwych takim ciałom jak Słońce czy Syriusz. Tak więc światło księżyca, śpiewane przez wszystkich romantycznych poetów, jest tylko odbiciem słońca. Sam satelita nie promieniuje.
Faza księżyca to zjawisko związane z brakiem własnego światła. Widoczna część satelity na niebie nieustannie się zmienia, przechodząc kolejno przez cztery etapy: nowiu, wegetacji, pełni i zanikania. To są etapy miesiąca synodycznego. Oblicza się go od nowiu do nowiu i trwa średnio 29,5 dnia. Miesiąc synodyczny jest dłuższy niż miesiąc syderyczny, ponieważ Ziemia również porusza się wokół Słońca, a satelita musi cały czas pokonywać pewną odległość.
Wiele twarzy
Pierwsza faza księżyca w cyklu to czas, w którym dla ziemskiego obserwatora nie ma satelity na niebie. W tej chwili zwraca się do naszej planety ciemną, nieoświetloną stroną. Czas trwania tej fazy wynosi od jednego do dwóch dni. Wtedy na zachodnim niebie pojawia się księżyc. Księżyc jest w tej chwili tylko cienkim sierpem. Często jednak można zaobserwować cały dysk satelity, ale mniej jasny, zabarwiony na szaro. Zjawisko to nazywane jest popielatym kolorem księżyca. Szary dysk obok jasnego półksiężyca to część satelity oświetlona promieniami odbitymi od powierzchni Ziemi.
Siedem dni po rozpoczęciu cyklu rozpoczyna się kolejna faza - pierwszy kwartał. W tej chwili księżyc jest dokładnie oświetlony w połowie. Cechą charakterystyczną fazy jest linia prosta oddzielająca obszar ciemny i oświetlony (w astronomii nazywana jest „terminatorem”). Stopniowo staje się bardziej wypukły.
W 14-15 dniu cyklu nadchodzi pełnia księżyca. Wtedy widoczna część satelity zaczyna się zmniejszać. 22 dnia rozpoczyna się ostatni kwartał. W tym okresie często można również zaobserwować kolor popielaty. Kątowa odległość Księżyca od Słońca jest coraz mniejsza i po około 29,5 dniach jest ponownie całkowicie ukryta.
Zaćmienia
Z osobliwościami ruchu satelitów wokół naszej planety związanych jest kilka innych zjawisk. Płaszczyzna orbity Księżyca jest nachylona do ekliptyki średnio o 5,14°. Taka sytuacja nie jest typowa dla takich systemów. Z reguły orbita satelity leży w płaszczyźnie równika planety. Punkty, w których ścieżka Księżyca przecina ekliptykę, nazywane są węzłami wstępującym i zstępującym. Nie mają dokładnej fiksacji, stale, choć powoli, poruszają się. Po około 18 latach węzły przechodzą przez całą ekliptykę. W związku z tymi cechami Księżyc powraca do jednego z nich po okresie 27,21 dni (nazywa się to smoczym miesiącem).
Z przejściem satelity punktów przecięcia jego osi z ekliptyką wiąże się takie zjawisko jak zaćmienie księżyca. Jest to zjawisko, które rzadko nas cieszy (lub denerwuje) samym sobą, ale maokreśloną częstotliwość. Zaćmienie następuje w momencie, gdy pełnia księżyca zbiega się z przejściem satelity jednego z węzłów. Tak ciekawy „zbieg okoliczności” zdarza się dość rzadko. To samo dotyczy zbiegu nowiu i przejścia jednego z węzłów. W tym czasie następuje zaćmienie Słońca.
Obserwacje astronomów wykazały, że oba zjawiska mają charakter cykliczny. Długość jednego okresu wynosi nieco ponad 18 lat. Ten cykl nazywa się saros. W jednym okresie ma miejsce 28 zaćmień Księżyca i 43 zaćmienia Słońca (z czego 13 jest w sumie).
Wpływ gwiazdy nocnej
Od czasów starożytnych Księżyc był uważany za jednego z władców ludzkiego losu. Według myślicieli tego okresu wpłynęło to na charakter, postawy, nastrój i zachowanie. Dzisiaj wpływ księżyca na organizm jest badany z naukowego punktu widzenia. Różne badania potwierdzają, że istnieje zależność niektórych cech zachowania i zdrowia od faz gwiazdy nocnej.
Na przykład szwajcarscy lekarze, którzy od dłuższego czasu obserwują pacjentów z problemami układu sercowo-naczyniowego, stwierdzili, że przybywający księżyc jest niebezpiecznym okresem dla osób podatnych na zawał serca. Według ich danych większość napadów zbiegła się w czasie z pojawieniem się księżyca w nowiu na nocnym niebie.
Istnieje wiele podobnych badań. Jednak gromadzenie takich statystyk nie jest jedyną rzeczą, która interesuje naukowców. Próbowali znaleźć wyjaśnienia dla ujawnionych wzorców. Według jednej z teorii Księżyc ma taki sam wpływ na ludzkie komórki, jak na całą Ziemię:powoduje przypływy i odpływy. W wyniku oddziaływania satelity zmienia się bilans wodno-solny, przepuszczalność błony oraz stosunek hormonów.
Inna wersja skupia się na wpływie Księżyca na pole magnetyczne planety. Zgodnie z tą hipotezą satelita powoduje zmiany w impulsach elektromagnetycznych ciała, co pociąga za sobą określone konsekwencje.
Eksperci, którzy uważają, że nocne oświetlenie ma na nas ogromny wpływ, polecają budowanie naszych działań, skoordynowanie ich z cyklem. Ostrzegają, że latarnie i lampy blokujące światło księżyca mogą szkodzić zdrowiu ludzkiemu, ponieważ przez nie organizm nie otrzymuje informacji o zmianie faz.
Na Księżycu
Po zapoznaniu się z nocnym oświetleniem Ziemi, przejdźmy się po jego powierzchni. Księżyc jest satelitą, który nie jest chroniony przed działaniem światła słonecznego przez atmosferę. W ciągu dnia powierzchnia nagrzewa się do 110 ºС, aw nocy schładza się do -120 ºС. W tym przypadku wahania temperatury są charakterystyczne dla małej strefy skorupy ciała kosmicznego. Bardzo niska przewodność cieplna uniemożliwia rozgrzanie satelity.
Można powiedzieć, że Księżyc to lądy i morza, rozległe i mało zbadane, ale z własnymi nazwami. Pierwsze mapy powierzchni satelitów pojawiły się w XVII wieku. Ciemne plamy, wcześniej traktowane jako morza, okazały się po wynalezieniu teleskopu niskimi równinami, ale zachowały swoją nazwę. Jaśniejsze obszary na powierzchni to strefy „kontynentalne” z górami i grzbietami, często w kształcie pierścienia (kratery). Na Księżycu można spotkać Kaukaz iAlpy, Morza Kryzysów i Spokoju, Ocean Burz, Zatoka Radości i Bagno Zgnilizny (zatoki na satelicie to ciemne obszary przylegające do mórz, bagna to małe nieregularne miejsca), a także góry Kopernika i Keplera.
I dopiero po rozpoczęciu ery kosmicznej zbadano drugą stronę Księżyca. Stało się to w 1959 roku. Dane otrzymane przez sowieckiego satelitę umożliwiły zmapowanie części gwiazdy nocnej ukrytej przed teleskopami. Tu też brzmiały nazwiska wielkich: K. E. Ciolkowski, S. P. Koroleva, Yu. A. Gagarin.
Całkowicie inny
Brak atmosfery sprawia, że Księżyc tak bardzo różni się od naszej planety. Niebo tutaj nigdy nie jest pokryte chmurami, jego kolor się nie zmienia. Na Księżycu nad głowami astronautów znajduje się tylko ciemna kopuła gwiaździsta. Słońce wschodzi powoli i powoli przesuwa się po niebie. Dzień na Księżycu trwa prawie 15 ziemskich dni, podobnie jak długość nocy. Dzień jest równy okresowi, w którym satelita Ziemi wykonuje jeden obrót względem Słońca, lub miesiąc synodyczny.
Na satelicie naszej planety nie ma wiatru ani opadów, a także nie ma płynnego przejścia dnia w noc (zmierzch). Ponadto Księżyc jest stale zagrożony uderzeniami meteorytów. O ich liczbie pośrednio świadczy pokrywający powierzchnię regolit. Jest to warstwa gruzu i pyłu o grubości kilkudziesięciu metrów. Składa się z rozdrobnionych, mieszanych, a czasem stopionych pozostałości meteorytów i zniszczonych przez nie skał księżycowych.
Kiedy patrzysz w niebo, widzisz wiszący nieruchomo i zawsze w tym samym miejscuZiemia. Piękny, ale prawie nigdy nie zmieniający się obraz, zawdzięczamy synchronizacji obrotu księżyca wokół naszej planety i jego własnej osi. To jeden z najwspanialszych widoków, jakie mieli okazję zobaczyć astronauci, którzy po raz pierwszy wylądowali na powierzchni satelity Ziemi.
Słynny
Są czasy, kiedy Księżyc jest „gwiazdą” nie tylko konferencji naukowych i publikacji, ale także wszelkiego rodzaju mediów. Ogromnym zainteresowaniem dużej liczby osób cieszą się niektóre dość rzadkie zjawiska związane z satelitą. Jednym z nich jest superksiężyc. Występuje w te dni, kiedy oprawa nocna znajduje się w najmniejszej odległości od planety oraz w fazie pełni lub nowiu. Jednocześnie oprawa nocna staje się wizualnie 14% większa i 30% jaśniejsza. W drugiej połowie 2015 roku superksiężyc będzie obserwowany 29 sierpnia, 28 września (w tym dniu superksiężyc będzie najbardziej imponujący) oraz 27 października.
Kolejne ciekawe zjawisko związane jest z okresowym uderzeniem nocnego oświetlenia w ziemski cień. Jednocześnie satelita nie znika z nieba, ale nabiera czerwonego koloru. Wydarzenie astronomiczne nazywa się Krwawym Księżycem. Zjawisko to jest dość rzadkie, ale miłośnicy nowoczesnej kosmosu znów mają szczęście. Krwawe Księżyce wzniosą się nad Ziemią kilka razy w 2015 roku. Ostatni z nich pojawi się we wrześniu i zbiegnie się z całkowitym zaćmieniem gwiazdy nocnej. Zdecydowanie warto to zobaczyć!
Nocna gwiazda zawsze przyciągała ludzi. Księżyc i pełnia księżyca są centralnymi obrazami wielu poetyckich esejów. Wraz z rozwojem naukowymwiedza i metody astronomii, satelita naszej planety zaczął interesować nie tylko astrologów i romantyków. Wiele faktów z czasów pierwszych prób wyjaśnienia „zachowania” księżyca stało się jasne, wiele tajemnic satelity zostało ujawnionych. Jednak gwiazda nocna, podobnie jak wszystkie obiekty w kosmosie, nie jest tak prosta, jak mogłoby się wydawać.
Nawet amerykańska ekspedycja nie potrafiła odpowiedzieć na wszystkie postawione jej pytania. Jednocześnie naukowcy każdego dnia dowiadują się czegoś nowego o Księżycu, choć często uzyskane dane budzą jeszcze więcej wątpliwości co do istniejących teorii. Tak było z hipotezami pochodzenia księżyca. Wszystkie trzy główne koncepcje, które zostały rozpoznane w latach 60-70, zostały obalone przez wyniki amerykańskiej ekspedycji. Wkrótce przodowała hipoteza gigantycznego zderzenia. Najprawdopodobniej w przyszłości będziemy mieli wiele niesamowitych odkryć związanych z gwiazdą nocną.
