Альтернативные теории: как появилась луна?

Селенография

Топография Луны, высота поверхности относительно лунного геоида. Видимая с Земли сторона — слева.

Основные детали на лунном диске, видимые невооружённым глазом. Z — «лунный заяц», A — кратер Тихо, B — кратер Коперник, C — Кратер Кеплер, 1 — Океан Бурь, 2 — Море Дождей, 3 — Море Спокойствия, 4 — Море Ясности, 5 — Море Облаков, 6 — Море Изобилия, 7 — Море Кризисов, 8 — Море Влажности

Большинство кратеров на обращённой к нам стороне названо по имени знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Детали рельефа на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королёв. На обратной стороне Луны расположена огромная впадина (бассейн) диаметром 2250 км и глубиной 12 км — это самый большой бассейн в Солнечной системе, появившийся в результате столкновения. Море Восточное в западной части видимой стороны (его можно видеть с Земли) является отличным примером многокольцевого кратера.

Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, борозды (от нем. Rille — борозда, жёлоб) — узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.

Происхождение кратеров

Попытки объяснить происхождение кратеров на Луне начались с конца 1780-х годов. Основных гипотез было две — вулканическая и метеоритная.

Согласно постулатам вулканической теории, выдвинутой в 80-х годах XVIII века немецким астрономом Иоганном Шрётером, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.

Ударный кратер — углубление, появившееся на поверхности космического тела в результате падения другого тела меньшего размера.

Полёты к спутнику Земли с 1964 года, совершенные американскими космическими аппаратами «Рейнджер», а также открытие кратеров на других планетах Солнечной системы (Марс, Меркурий, Венера) подвели итог этому вековому спору о происхождении кратеров на Луне. Дело в том, что открытые вулканические кратеры (например, на Венере) сильно отличаются от лунных, схожих с кратерами на Меркурии, которые, в свою очередь были образованы ударами небесных тел. Поэтому метеоритная теория ныне считается общепринятой.

Благодаря столкновению Луны с астероидом мы можем наблюдать с Земли метеоритные кратеры на Луне. Учёные из Парижского института физики Земли полагают, что 3,9 миллиарда лет назад столкновение Луны с крупным астероидом заставило Луну повернуться.

Лунные моря

Лунные моря представляют собой обширные, залитые некогда базальтовой лавой низины. Изначально данные образования считали обычными морями. Впоследствии, когда это было опровергнуто, менять название не стали. Лунные моря занимают около 40 % видимой площади Луны.

Видимая сторона Луны

Обратная сторона Луны

русское название	международное название
Море Кризисов (Опасностей)	Mare Crisium
Море Плодородия (Изобилия)	Mare Foecunditatis
Море Нектара	Mare Nectaris
Море Спокойствия	Mare Tranquillitatis
Море Пены	Mare Spumans
Море Ясности	Mare Serenitatis
Море Дождей	Mare Imbrium
Море Холода	Mare Frigorum
Море Паров	Mare Vaporum
Море Облаков	Mare Nubium
Море Влажности	Mare Humorum
Море Смита	Mare Smythii
Море Восточное	Mare Orientalis
Море Москвы	Mare Mosquae
Море Краевое	Mare Marginis
Море Южное	Mare Australe
Море Мечты	Mare Ingenii
Океан Бурь	Oceanus Procellarum
Залив Центральный	Sinus Medium
Залив Зноя (Волнений)	Sinus Aestuum
Залив Росы	Sinus Roris
Залив Радуги	Sinus Iridum

Внутренняя структура

Внутреннее строение Луны

Луна — второй по плотности спутник в Солнечной системе после Ио. Однако внутреннее ядро Луны мало, его радиус около 350 км; это только ~ 20 % от размера Луны, в отличие от ~ 50 % у большинства других землеподобных тел. Состоит лунное ядро из железа, с небольшим количеством примесей серы и никеля.

3.

Египтяне: игры с едой
Бог Хор ненавидел своего дядю бога Сета за убийство отца Хора Осириса и искал способ ему напакостить. Хор сделал так, чтобы вместе с салатом Сет съел немного его семени. В результате Сет зачал от собственного племянника и из его лба родился Тот – бог-луна. В других мифах у Хора были два глаза, луна (Тот) и солнце (Ра), и они светили одинаково ярко. Когда Хор дрался с Сетом, дядя повредил племяннику тот глаз, который Тот.

Ацтеки: луны на самом деле две. Или больше
Ацтеки верили, что боги старятся, как люди, и потому однажды сменяют друг друга. Поэтому и богов луны у них было два: гермафродит Метцли и девушка по имени Койольшауки. Мецтли получился из ещё более старого бога луны, Тексистекатля – старика с раковиной на спине. Однажды богам понадобилось новое солнце, и они разожгли костёр. Туда бросился бог проказы и стал новым солнцем, а следом бросился старый бог луны и стал… молодым богом луны, прекрасным юношей Метцли, который, когда захочет, бывает девушкой по имени Йоуалтиситль.

Но светит в конечном итоге с неба голова Койольшауки, воинственной богини, которая попыталась убить свою мать за то, что та рожает не от мужа, а от шара из перьев. Правда, и саму Койольшауки родили от обсидианового ножа, так что претензии непонятны. Когда Койольшауки с братьями напала на беременную мать, вдруг родился в полном воинском облачении Уицилопочтли и сестру обезглавил – кстати, не оружием, а огненной змеёй. Голову он закинул на небо. Кое-кто видит в этой истории отражение давней битвы на… лазерных мечах!

Теория Урея

Химик Гарольд Урей предположил, что Луна прилетела из другой части галактики. Её привлекло земное притяжение, когда она проходила мимо.

В этой теории есть рациональное зерно. Для спутника планеты Луна очень большая по сравнению с Землей. Но если она образовалась в другом месте, это имеет смысл. Во-вторых, мы всегда видим только одну сторону Луны, а так бывает именно тогда, когда объект попадает в зону притяжения другого.

Некоторые ученые, однако, сомневались. Они не были уверены, что Земля могла привлечь Луну, не изменив своей орбиты. Они также предполагали, что оба тела скорее всего столкнулись бы.

Этого могло не случиться, если бы атмосфера Земли в то время была достаточно большой. Она бы сработала как гигантская подушка безопасности, замедлив движение Луны и оттолкнув её обратно в космос. Но это кажется довольно маловероятным.

Ученым была нужна теория, которая соответствовала бы нескольким важным наблюдениям. Во-первых, Луна — большая по сравнению с Землей. Во-вторых, она ускоряется, постепенно удаляясь от Земли.

Одна из гипотез утверждала, что Земля и Луна образовались вместе из гигантского диска материи, вращающейся вокруг черной дыры.

Впрочем, ее быстро опровергли. Эта теория не объясняла скорость, с которой Луна вращается вокруг Земли. Кроме того, астрономы подсчитали, что плотность Луны в полтора раза меньше Земли, то есть вряд ли они могли образоваться из одного аккреционного диска.

Наконец, нет и никаких признаков существования черной дыры.

Астронавт Джон В. Янг на Луне во время миссии «Аполлон-16»

Теория Урея оставалась ведущей в течение 1960-х годов, когда США начали готовить первый пилотируемый полет на Луну. Если Урей прав, Луна должна иметь другой химический состав, чем Земля.

Чтобы проверить это, астронавты «Аполлона» должны были привезти на Землю образцы лунной породы. Когда они это сделали, все имеющиеся теории происхождения Луны разлетелись вдребезги.

Первой потерпела поражение теория скола Джорджа Дарвина. Образцы пород показали, что Луна гораздо старше дна Тихого океана, из которого он должен походить.

Теория захвата Урея также оказалась ложной.

Образец лунной породы, который привезли астронавты «Аполлона-15″

Ко всеобщему удивлению, химический состав лунного грунта оказался почти идентичным грунту Земли. И следовательно, предположение Урея, что Луна и Земля образовались далеко друг от друга, было маловероятным.

Образцы также показали, что Луна образовалась примерно на 29 млн лет позже, чем другие подобные объекты Солнечной системы.

Похоже, что начало её истории было огненным. Темные участки её поверхности позволяют предположить, что когда-то она была охвачена глубоким океаном жидкой магмы.

Ни одна из существующих на тот момент теорий происхождения Луны не совпадала с новыми данными. Миссия «Аполлона» вызвала «глубокое смятение» в науке, отметил исследователь Джей Мелош из Университета Пердью в городе Уэст-Лафайетт.

Изучение

Космическая эпоха лунных исследований позволила ближе взглянуть на соседа. Холодная война между СССР и США стала причиной того, что все технологии развивались быстро, а Луна стала главной целью исследований. Началось все с запусков аппаратов, а закончилось человеческими миссиями.

Советский космический зонд Луна-1

В 1958 году стартовала советская программа «Луна», где первые три зонда разбились об поверхность. Но уже через год страна успешно доставляет 15 аппаратов и добывает первые сведения (информация о гравитации и снимки поверхности). Образцы доставили миссиями 16, 20 и 24.

Среди моделей были и инновационные: Луна-17 и Луна-21. Но советскую программу закрыли и зонды ограничились лишь съемкой поверхности.

В НАСА запуск зондов стартовал в 60-х гг. В 1961-1965-х гг. действовала программа Рейнджер, которая создавала карту лунного ландшафта. Далее в 1966-1968-х гг. высаживали роверы.

В 1969 году случилось настоящее чудо, когда астронавт Аполлона-11 Нил Армстронг сделал первый шаг на спутнике и стал первым человеком на Луне. Это была кульминация для миссии Аполлон, которая изначально нацеливалась на человеческий полет.

На миссиях Аполлон-11-17 побывало 13 астронавтов. Они сумели добыть 380 кг породы. Также все участники занимались различными исследованиями. После этого наступило длительное затишье. В 1990-м году Япония стала третье страной, которой удалось установить свой зонд над лунной орбитой.

В 1994 году США отправляют корабль Климентину, который занимался созданием масштабной топографической карты. В 1998 году разведчик сумел отыскать ледяные залежи в кратерах.

Посадочная площадка Чаньэ-3 и лунная поверхность

В 2000-м году многие страны загорелись желанием исследовать спутник. ЕКА отправили корабль SMART-1, который впервые детально проанализировал химический состав в 2004 году. Китай запустил программу Чаньэ. Первый зонд прибыл в 2007 году и пробыл на орбите 16 месяцев. Второй аппарат сумел запечатлеть также прилет астероида 4179 Тутатис (декабрь 2012 года). Чаньэ-3 в 2013 году спустил на поверхность ровер.

В 2009 году на орбиту вышел японский зонд Кагуя, изучающий геофизику и создавший два полноценных видео-обзора. С 2008-2009 года на орбите вращалась первая миссия от индийской ISRO Чандраян. Они смогли создать химическую, минералогическую и фотогеологическую карты в высоком разрешении.

НАСА в 2009 году использовали аппарат LRO и спутник LCROSS. Внутреннюю структуру рассматривали еще два дополнительных ровера НАСА, запущенные в 2012 году.

Договор между странами гласит, что спутник остается общим владением, поэтому все страны могут запускать туда миссии. Китай активно готовит проект по колонизации и уже тестирует свои модели на людях, которых закрывают на длительное время в специальные купола. Не отстает и Америка, которая также намерена заселить Луну.

В 1980 году общество «Плоская Земля» обвинило NASA в фальсификации высадок на Луне, утверждая, что они были организованы сняты режиссером Стэнли Кубриком в Голливуде при спонсорской поддержке Уолта Диснея по сценарию Артура Кларка.

Конспирологические теории получили огромную популярность в США после «Уотергейтского скандала», отправившего президента Ричарда Никсона в отставку. Никсон оказался замешан в серьезных правонарушениях и обманывал правоохранительные органы и свой народ. Если уж он такой врун, то почему бы ему и не сфальсифицировать высадку на Луне, пришедшеюся на время его правления?  

Средства массовой информации в погоне за вниманием аудитории раздували «горячие» темы и запускали процесс по кругу, вербуя все новых и новых сторонников теорий заговора. Множество самых разных публицистов обратились к этой тематике и публиковали свои «разоблачения» одно за другим

Президент США Ричард Никсон говорит с астронавтами на Луне по телефону. 21 июля 1969 года

Бурное развитие телевещания донесло «лунный заговор» даже до тех, кто ленится или вовсе не умеет читать. Конспирологические фильмы с претензией на документальность стали выходить наперегонки, обеспечивая телеканалам миллионные аудитории и внушительные доходы от рекламы.

К 1990-м годам появились еще, как минимум, два «мощных аргумента, оживившие противостояние конспирологов и их противников. 

Дэвид Перси — член британского Королевского фотографического общества провел подробный «анализ» фотоснимков, выложенных на сайте NASA, и обратив внимание на разнонаправленность теней пришел к выводу, что там присутствует дополнительный источник света, которого на Луне быть попросту не могло. 

Второй веский аргумент ожил после расчетов инженера Рене Ральфа, «доказавшего», что астронавты должны были надевать костюмы, покрытые 80-ти сантиметровым слоем свинца, чтобы спастись от солнечной радиации, бушующей на поверхности Луны. 

В 2003 году «масла в огонь» подлила вдова режиссера Стэнли Кубрика, то ли в шутку, то ли всерьез заявившая, что ее муж действительно снимал в Голливуде сцены высадки на Луну. 

Нил Армстронг тренируется отбирать образцы лунного грунта в Хьюстоне, 18 апреля 1969 года

Новый всплеск популярности «лунного заговора» пришелся на начало 1990-х годов, с развитием интернета. Сайты, разоблачающие правительство и NASA, росли как грибы, форумы кипели дискуссиями, гигабайты текстов излагали очередные доводы в пользу фальсификации. С развитием социальных сетей распространение теории «лунного заговора» приблизилось уже к первой космической скорости – ролики, твиты и мемы набирают десятки тысяч лайков и сотни комментариев, соперничая в популярности с порнографическими фильмами. 

Рано или поздно к конспирологии подключились и жители других стран. Особенно востребованным «лунный заговор» оказался в Японии и Китае. После распада Советского Союза к всеобщей истерии присоединилась и Россия. Согласно данным прошлогоднего опроса ВЦИОМ (новый, наверняка, выйдет к этой юбилейной дате) больше половины россиян (57%) уверены, что никакой высадки людей на Луну не было. 

Никого не смущает, что «официальные» космические власти СССР и России со ссылкой на собственные разведданные и перехват телеметрии без всяких сомнений признают победу США в лунной гонке. Такие космонавты, как Алексей Леонов, Георгий Гречко и Константин Феоктистов неоднократно говорили, что высадка американцев на Луну подтверждается всеми объективными данными и не верить в нее «могут только абсолютно невежественные люди».

Юрий Мухин, главный российский апологет «лунного заговора»

ФТем не менее, лунная конспирология стала плодотворной нивой для многих российских авторов, регулярно выдающих на-гора новые «доказательства» и «разоблачения». Самые известные среди них – Юрий Мухин, обвиняющий КПСС в сговоре с NASA (кроме прочего — убежденный сталинист и автор книги «Продажная девка Генетика»), физик Александр Попов, утверждающий, что все полеты американцев в космос до «Колумбии» в 1981 году были мистификацией, телеоператор Юрий Елхов, «проанализировавший» кинокадры с Луны и «доказавший», что они сфабрикованы. На ниве лунной конспирологии отметились известные телеведущие (например, Александр Гордон или Алексей Пушков), писатели-фантасты, ученые, политики и прочие публичные личности. Лунная конспирология не щадит никого. 

Всех крупных пропагандистов лунного заговора, как правило, объединяет одно: они совершенно некомпетентны в той области, о которой говорят – в физике, астрономии, ракетной технике и космических исследованиях. Многие из них стремятся извлечь выгоду из «срыва покровов» — продать вам свои книжки, фильмы и футболки «Мы не были на Луне». Кроме этого, зачастую, если покопаться в голове адептов «лунного заговора», окажется, что там находится место и заблуждениям уровня теории плоской земли.

Разница между Луной и Землей

Хотя между Землей и Луной около 400 тысяч километров, они тесно связаны и способны влиять друг на друга. Луна взаимодействует со всей земной природой, активизируя, к примеру, морские приливы и отливы. Тем не менее, у двух этих небесных тел довольно много отличий друг от друга.

Сравнение

Земля в 81 раз больше Луны по массе. Радиус Луны примерно в три с половиной раза меньше радиуса Земли.

Сравнение размеров Луны, Земли и Марса

Землю окружает геосфера – газовая оболочка с различными примесями. На Луне атмосфера практически отсутствует, нет кислорода, нет ветра. Поэтому днем поверхность Луны от палящего Солнца нагревается до 120°C, а ночью может остыть до –160°C.

Днем на Земле светло, ночью – темно. На Луне даже днем небо всегда черное и безоблачное: при ярком Солнце небо усыпано звездами. С Земли небо кажется голубым: такой цвет ему придает воздух. Солнечные лучи рассеиваются, и звезды днем не видны.

Большая часть Земли занята морями и океанами, меньшая – материками и островами. Поверхность Луны состоит из гористой местности и лунных морей (огромных кратеров с застывшей лавой).

Луну покрывает смесь скалистых обломков и мелкой пыли, так называемый реголит, толщиной до нескольких десятков метров.

На Луне, в отличие от Земли, нет вулканической активности и практически нет воды (кроме небольших запасов льда). Земная поверхность постоянно подвергается воздействию воды и ветра, поверхность Луны не размывается и не выветривается.

Магнитное поле Луны очень слабое, а сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.

Химический состав и Земли, и Луны различен. К примеру, Земля содержит достаточно большое количество железа, в то время как на Луне его практически нет.

Выводы

1. Земля в 81 раз тяжелее Луны.
2. Радиус Луны в среднем в 3,5 раза меньше радиуса Земли.
3. На Земле есть атмосфера, кислород, вода, а значит, и органическая жизнь. На Луне всего этого нет.
4. Днем на Земле светло, можно видеть голубое небо, ночью же – темно. На Луне небо всегда черное, безоблачное.
5. Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.
6. Поверхность Земли занята материками, океанами, морями и островами. На поверхности Луны сформированы горы и лунные моря (гигантские кратеры).
7. На Луне сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.
8. У Земли есть магнитное (геомагнитное) поле, в то время как у Луны оно почти отсутствует
9. Химический состав двух астрономических объектов различен.

Видео

Источники

• http://astrofishki.net/universe/luna/https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/LUNA.htmlhttps://in-space.ru/sputnik-luna/https://rwspace.ru/article/lyna/luna-estestvennyj-sputnik-zemli.htmlhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Фазы_Луныhttps://thedifference.ru/chem-otlichaetsya-luna-ot-zemli/https://sreda.temadnya.com/1481936675854354718/razmer-luny-osobennosti-teoriya-proishozhdeniya-i-sravnenie-s-drugimi-nebesnymi-telami-solnechnoj-sistemy/

Гипотеза захвата

Данная гипотеза, выдвинутая в начале 20 века, утверждает, что Луна некогда была вполне самостоятельной планетой Солнечной системы. Под влиянием соседних небесных тел она сильно отклонилась от своей орбиты и в момент наибольшего сближения была захвачена гравитацией Земли.

По причине твердости лунной поверхности считается, что это произошло недавно. Если бы спутник сформировался в одно с Землей время, в скопившемся на нем пылевом слое утонули бы исследовательские аппараты.

Многие в подтверждение гипотезы ссылаются на легенды ряда народов Земли, в частности, догонов, говорят о временах, когда Луны на небе ещё не было, и о появлении на небе нового светила (Луны).

Мнение против

1. Захват Луны земной гравитацией мог бы хорошо объяснить высокий момент импульса системы Земля — Луна. Но результаты моделирования показывают, что вероятность захвата Землёй пролетающего тела с массой Луны ничтожно мала. Гораздо более вероятно, что пролетающая планета столкнулась бы с Землёй или наоборот, была бы отброшена гравитацией Земли далеко за пределы земной орбиты.
2. Малая плотность Луны и отсутствие у неё железного ядра могут быть объяснены, если предположить, что Луна образовалась за пределами зоны планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс). Но тогда невозможно объяснить дефицит летучих элементов, которые есть в изобилии в зоне планет-гигантов. Трудно найти в Солнечной системе подходящую область с меньшим содержанием и того, и другого.
3. Идентичность соотношения изотопов кислорода на Луне и на Земле совершенно не вписывается в данную гипотезу.

Таким образом, современные исследования превратили гипотезу захвата в маловероятную.

Физические поля Луны

Наиболее тщательно исследовалось гравитационное поле Луны, что объясняется не только потребностями космонавтики, но и дает важную информацию об особенностях строения Луны. Эти исследования выявили нецентральность гравитационного поля, обусловленную неоднородностью плотности недр.

Магнитное поле Луны по имеющимся оценкам является весьма слабым и составляет примерно 0, 1% Магнитного поля Земли, что соответствует напряженности магнитного поля, не превышающей 0, 5 гамм.

Электрическое поле у поверхности Луны не измерялось, но существуют теоретические указания на то, что из-за значительного приливного воздействия со стороны Земли внутри Луны должно произойти перераспределение электрических зарядов, приводящее к образованию над ее поверхностью электрического поля с напряженностью в некоторых точках порядка киловольта на метр.

Отражение падающего от внешнего источника света довольно заметно преобладает в направлении к этому источнику; по этой причине Луна ярче всего в полнолуние. Собственное тепловое излучение Луны незначительно (соответствует температуре не выше 100 К).

Американцы на Луне

Соединенные Штаты Америки явно отставали в освоении лунных просторов, так как первые успехи принадлежали именно Советскому Союзу. В 1961 году президент США Кеннеди сделал серьезное заявление о том, что в 1970 году люди высадятся на спутнике планеты. И это будут американцы.

Чтобы осуществить подобный план, нужна была надежная почва. Для этих целей тщательно изучались снимки поверхности Луны, проводились исследования аномальных явлений на ее поверхности.

Первый пробный пилотируемый полет, который осуществлялся без высадки, произвел «Аполлон-8». Тогда космонавты сделали съемку местности, чтобы организовать будущую экспедицию. На корабле «Аполлон-10» был осуществлен второй полет вокруг спутника. Космонавты во время него опускались на расстояние до 15 километров от Луны.

После таких длительных подготовок к спутнику был отправлен «Аполлон-11», а в 1969 году, 21 июля, согласно официальным источникам информации, около моря Спокойствия высадились американцы. Самым первым на Луну ступил Нил Армстронг. Вторым был Эдвин Олдрин. Всего на спутнике космонавты находились в течение 21,5 часа.

История наблюдений

Как же выглядит история исследования Луны? Спутник расположен близко и заметен в небе, поэтому за ним могли следить еще доисторические жители. Ранние примеры записи лунных циклов начинаются в 5-м веке до н. э. Это сделали ученые в Вавилоне, отметившие 18-летний цикл.

Анаксагор из Древней Греции верил, что Солнце и спутник выступают масштабными сферическими скалами, где Луна отражала солнечный свет. Аристотель в 350 г до н.э. считал, что спутник является границей между сферами элементов.

О связи приливов и Луны заявил Селевк во 2-м веке до н.э. Также он думал, что высота будет зависеть от лунного расположения по отношению к звезде. Первую удаленность от Земли и размер добыл Аристарх. Его данные улучшил Птолемей.

Предсказывать лунные затмения начали китайцы в 4-м веке до н.э. Они уже тогда знали, что спутник отражает солнечный свет и выполнен в сферической форме. Альхазен говорил, что солнечные лучи не обиваются зеркально, а излучаются из каждого лунного участка во всех направленностях.

До момента появления телескопа все верили, что видят сферический объект, а также совершенно гладкий. В 1609 году появляется первый набросок от Галилео Галилея, который изобразил кратеры и горы. Это и наблюдения прочих объектов помогли продвинуть гелиоцентрическую концепцию Коперника.

Развитие телескопов привело к детализации поверхностных особенностей. Все кратеры, горы, долины и моря получили наименования в честь ученых, художников и видных деятелей. До 1870-х гг. все кратеры считались вулканическими формированиями. Но только позже Ричард Проктор предположил, что они могут быть следами от ударов.

Вращается ли Луна?

Те, кто наблюдает за Луной с Земли, могут заметить, что спутник, проходя по своей орбите, всегда повернут к своей планете одной и той же стороной. Возникает логичный вопрос, а вращается ли Луна или же она неподвижна относительно своей оси? Несмотря на то, что наши глаза говорят «нет», ученые утверждают обратное — Луна действительно вращается.

taffpixture | shutterstock

Период обращения Луны вокруг Земли составляет 27,322 дня. Примерно 27 дней требуется спутнику и для того, чтобы сделать один оборот вокруг собственной оси. Именно поэтому для наблюдателей с Земли создается иллюзия того, что Луна остается абсолютно неподвижна. Ученые называют эту ситуацию синхронным вращением.

Однако, стоит обратить внимание на то, что орбита Луны полностью не совпадает с осью ее вращения. Луна путешествует вокруг Земли по эллиптической орбите, слегка вытянутому кругу

Когда Луна приближается к Земле на максимально возможное расстояние, она вращается медленнее, что позволяет увидеть обычно скрытые от наблюдателей 8 градусов на восточной стороне спутника. Когда же Луна отдаляется на максимальное расстояние, вращение происходит быстрее, поэтому дополнительные 8 градусов можно увидеть на западной стороне.

Следует отметить, что обратная сторона Луны визуально сильно отличается о того, какой мы привыкли видеть ее с Земли. Если ближняя сторона Луны главным образом состоит из лунных морей — больших темных равнин, созданных затвердевшими потоками лавы — и невысокими лунными холмами, то обратная сторона спутника буквально усеяна кратерами.

Между тем, ученые заявляют, что период вращения Луны не всегда был равен ее периоду обращения. Подобно тому, как гравитация Луны влияет на океанские приливы на Земле, гравитация Земли влияет и на Луну. Но поскольку на естественном спутнике планеты нет океана, Земля воздействует непосредственно на поверхность Луны, создавая на ней приливные выпуклости вдоль линии, указывающей на Землю. Приливное трение постепенно замедляет вращение Луны.

Такой же эффект оказывает и сам спутник на Землю, поэтому каждые 100 лет продолжительность дня увеличивается на несколько миллисекунд. Так, во время динозавров Земля совершала один оборот вокруг своей оси за 23 часа. Ныне принятые за сутки 24 часа (или 86 400 стандартных секунд) на оборот вокруг своей оси у Земли уходило в 1820 году. С тех пор солнечный день на планете увеличился примерно на 2,5 миллисекунды.

Другие ранние карты Луны

Получив в своё распоряжение такой инструмент, как телескоп, астрономы стали совершенствовать его, а новые открытия посыпались, как из рога изобилия. Уже через 10 лет после Галилея лунную карту опубликовал Кристоф Шейнер – немецкий астроном и математик, а также иезуит по совместительству. Она была уже гораздо подробнее галилеевской.

Карта Луны Кристофа Шейнера — одна из первых и первая достаточно детальная.

Это неудивительно, ведь Шейнер провёл много исследований в области оптики, впервые применил в объективе две линзы и добился, чтобы телескоп давал прямое, а не перевёрнутое изображение. То есть его конструкция была совершеннее, чем у Галилея, а потому зарисовать он смог больше деталей лунного рельефа.

Следующую работу опубликовал Ян Гевелий, польский астроном, в своей книге «Селенография, или описание Луны». Но она тоже не отличалась особыми подробностями.

Карта Луны Яна Гевелия, 1647 год.

Дело в том, что Гевелий использовал просто монструозный по тем временам телескоп – с объективом диаметром до 20 см, фокусным расстоянием в 5 метров. Такой аппарат сильно искажал изображение, конечно, оно было очень далеко от идеального.

Следующая лунная карта была опубликована в книге «Альмагест» итальянского астронома-иезуита Джованни Риччоли. Именно он предложил давать названия деталям лунного рельефа по именам выдающихся учёных. Кратер Коперник, например, был назван именно этим астрономом.

Карта от Джованни Риччоли.

Это были первые попытки картографирования нашего спутника, с использованием самых примитивных телескопов. Но они заслуживают величайшего уважения, в первую очередь за то рвение, с которым учёные стремились узнать новое и зарисовать его для всех.

В дальнейшем совершенствовалась техника, а схемы поверхности нашего спутника становились всё подробнее. Так, карта немецких астрономов Вильгельма Бера и Иоганна Медлера была просто огромной – около метра. На ней было нанесено 7735 деталей лунного рельефа. Она была опубликована в 1830-1837 годах. С тех пор стали появляться очень подробные работы с десятками тысяч деталей.

Карта Луны Бера и Медлера. Раннее издание.

Изобретение фотографии сделало картографирование еще более простым. Уже к концу XIX века был выпущен фотографический атлас Луны, но это уже совсем другая история.

Сейчас мы можем пользоваться очень подробными лунными картами, ведь орбитальные зонды сняли практически каждый уголок нашего спутника с большой точностью. Однако нам вряд ли удастся испытать то же удивление и ощущение открытия, которое испытал Галилей, первым из людей увидевший там горы и кратеры, а затем сделавший первый их рисунок.

Как появилась Луна

Чтобы понять, что могло произойти в самый важный для Земли день, нужно начать с понимания юности Солнечной системы. Четыре с половиной миллиарда лет назад Солнце было окружено горячим облаком обломков в форме пончика. Звездные элементы вращались вокруг нашего новорожденного солнца, остывая и — на протяжении многих лет — сливаясь воедино в процессе, который мы до конца не понимаем. Сперва в сгустки, затем в планетезимали, затем в планеты. Эти твердые тела жестко и часто сталкивались, испарялись и появлялись заново. Именно в этом невероятно жестком звездном бильярде были выкованы Земля и Луна.

Чтобы получить такую Луну, которая у нас есть сегодня, с ее размером, вращением и скоростью, с которой она отходит от Земли, наши лучшие компьютерные модели говорят, что с чем бы ни столкнулась Земля, это что-то должно быть размером с Марс. Что-то больше или меньше уже произвело бы систему с гораздо большим угловым моментом, чем мы наблюдаем. Снаряд побольше также выбросил бы слишком много железа на орбиту Земли и произвел бы гораздо более богатую железом Луну, чем мы наблюдаем.

Вам будет интересно: У Земли появилась новая луна, но вы вряд ли ее заметите

Первые геохимические исследования троктолита 76536 и других пород подкрепили эту историю. Они показали, что лунные породы должны были родиться в лунном океане магмы, которые могли, в свою очередь, появиться вследствие гигантского столкновения. Троктолит плавал в расплавленном море как айсберг в Антарктиде. Исходя из этих физических ограничений, ученые решили, что Луна была сделана из останков Тейи. Но есть проблема.

Вернемся к юной Солнечной системе. По мере того, как твердые миры сталкивались и испарялись, их содержимое смешивалось, в конечном итоге оседая в отдельных регионах. Ближе к Солнцу, где было жарче, более легкие элементы были более склонны нагреваться и убегать, оставляя избыток тяжелых изотопов (вариаций элементов с лишними нейтронами). Дальше от Солнца породы имели возможность удерживать больше воды и оставались более легкие изотопы. Поэтому ученый может исследовать смесь изотопов, чтобы определить, в какой части Солнечной системы она появилась, подобно тому, как акцент выдает родину человека.

Эти различия так сильно выражены, что их используют для классификации планет и типов метеоритов. Марс так сильно отличается от Земли, например, что его метеориты можно идентифицировать путем простого измерения соотношения трех разных изотопов кислорода.

В 2001 году, используя передовые методы масс-спектрометрии, швейцарские ученые снова изучили троктолит 76536 и другие лунные образцы. Выяснилось, что их изотопы кислорода неотличимы от тех, что на Земле. Геохимики с тех пор изучили титан, вольфрам, хром, рубидий, калий и другие не совсем заурядные металлы на Земле — и все они выглядели практически одинаково.

Это плохая новость для Тейи. Если Марс так сильно отличается от Земли, Тейя — а значит, и Луна — должны тоже отличаться. Если же они одинаковы, это значит, что луна должна была сформироваться из расплавленных кусочков Земли. Породы, собранные «Аполлоном», выходит, будут прямо противоречить тому, на чем настаивает физика.

«Каноническая модель переживает серьезный кризис», говорит Сара Стюарт, планетолог Калифорнийского университета в Дэвисе. «Она еще не убита окончательно, но ее нынешний статус заключается в том, что она не работает».