Теория движения Луны

Луна - единственное небесное тело, относительно которого с древнейших времен никто не сомневался, что оно двигается вокруг Земли. Во II ст. до н.э. Гиппарх определил наклон месячной орбиты относительно плоскости эклиптики и проявил ряд особенностей движения Луны. Он создал теорию ее движения, а также теорию солнечных и лунных затемнений. Теорию движения Луны вокруг Земли значительно развил александрийский астроном Клавдий Птолемей (II ст.), который посвятил ей одну из книг своего произведения «Альмагест».

В дальнейшем эта теория неоднократно совершенствовалась и уточнялась, а после открытия Исааком Ньютоном закона всемирного притяжения, который руководит движением всех небесных тел (1687 г.), с чисто кинематической (т.е. такой, что описывает геометрические свойства движения) она становится динамической (такой, что рассматривает движение тел под действием приложенных к ним сил). Если рассматривать вращение вокруг Солнца какой-нибудь планеты (например, Марса), то основной силой, которая направляет его движение, является притяжение Солнца. Влияние других планет во много раз более слабое, чем солнечное, так как их массы в тысячи, десятки и сотни тысяч раз меньше массы Солнца.

Дополнительные ускорения, которые придаются Марсу тяготением других планет (Земли, Венеры, Юпитера), очень маленькие, и их можно рассматривать каждое отдельно. Для построения более или менее точной теории движения приходится учитывать тяготение как Земли, так и Солнца. Из-за эллиптичности земной орбиты влияние Солнца изменяется на протяжении года, а из-за движения Луны по орбите — еще и в течение месяца. Кроме того, плоскости лунной и земной орбит не совпадают, хотя они и наклонены друг к другу под небольшим углом. Это далеко не полный перечень трудностей, которые возникают перед исследователями. Поэтому не удивительно, что построение точной теории движения Луны было одной из самых сложных задач небесной механики на протяжении веков. Сегодня параметры лунной орбиты известны с высокой точностью. Полный оборот вокруг Земли Луна делает за 27 суток, 7 часов и 43 минуты. Иногда случается слышать мысль, будто бы Луна совсем не вращается, так как она повернута к Земле одной стороной. На самом деле это не так.

Если наблюдать луну не с Земли, а с другой планеты (например, с Марса), то можно заметить ее вращение. Просто для Луны время оборота вокруг своей оси точно совпадает со временем оборота вокруг Земли. Такое положение сложилось за миллиарды лет эволюции системы Земля – Луна. Кора Луны подвергается влиянию со стороны Земли так же, как земная кора подвергается влиянию со стороны Луны и Солнца.

Поэтому, если в далеком прошлом Луна вращалась быстрее, то за миллиарды лет ее вращение замедлилось. Луна не светится сама по себе, поэтому ее видно только в той части, куда падают солнечные лучи, или лучи, отраженные Землей. Этим объясняются фазы Луны. Ежемесячно Луна, двигаясь по орбите, проходит между Землей и Солнцем и поворачивается нам темной стороной (новолуние). Через 1-2 дня после этого на западной части неба появляется узкий яркий серп молодой Луны. Другая часть лунного диска бывает в это время слабо освещена Землей, повернутой к Луне своим дневным полушарием. Через 7 суток наступает первая четверть, когда освещена ровно половина диска Луны. В следующие дни вид Луны приближается к светлому кругу и через 14-15 суток наступает полнолуние. В 22-ю фазу наблюдается последняя четверть. Луна снова становится серпом и через 29,5 суток снова наступает новолуние.

Система фаз Луны, которая легко наблюдается, стала основанием для ряда календарных систем. Даже невооруженным глазом на диске Луны видны темные пятна разной формы. Эти пятна еще в XVII ст. стали называть морями. Более светлые области лунной поверхности считались суходолом. В те времена считали, что на Луне есть вода, а значит, должны быть моря и океаны, как на Земле. Название сохранилось, хотя и было установлено, что эти образования ничего общего с земными морями не имеют. Это большие равнины на лунной поверхности. Первые наблюдатели, которые рассматривали Луну в телескоп, считали их водоемами и назвали морями.

Но на Луне нет ни воды, ни льда. Если когда-нибудь они там и были, то давно уже испарились и выветрились. Объясняется это тем, что сила притяжения на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле. Луна не могла длительное время удерживать возле себя более или менее значительное количество паров воды и газов. Уже в 1753 г. хорватский астроном Руджер Бошкович доказал, что Луна не имеет атмосферы. Из этого явствует, что на поверхности Луны не может быть жидкой воды, так как при отсутствии атмосферного давления она бы немедленно испарилась. Поскольку на Луне нет атмосферы, то не может быть на ней и ветра. Там постоянно безоблачное черное небо, на котором при ярком Солнце блестят звезды. Голубой цвет небу на Земле придает воздух. Рассеивая солнечные лучи, оно мешает нам видеть звезды днем, так как делает все небо ярче, чем звезды. Еще в XIX ст. была измерена температура лунной поверхности, исследованы ее изменения на протяжении лунных фаз, а также во время затмений, когда Луна попадает в тень Земли и остается при этом без солнечного света и тепла. Из-за отсутствия атмосферы в дневные часы поверхность Луны под действием палящих солнечных лучей нагревается до 120–130°С. Ночью же лунное тепло беспрепятственно идет в мировое пространство и температура падает до –150 °С. Что-то подобное наблюдается и во время лунных затмений. Телескопические наблюдения, начатые в 1610 г. Галилеем, позволили установить гористое строение поверхности Луны.

Выяснилось, что моря - это равнины более темного оттенка, чем другие области, богатые на горы, большинство которых имеет кольцевидную форму. Их называли также кратерами или цирками (греческое слово «кратер» означает «чаша»). Постепенно название «цирк» отошло, а термин «кратер» остался. Диаметр небольших кратеров достигает 200 км. На Луне нет ни воды, ни воздуха, поэтому ее поверхность не размывается и не выветривается. Разные неровности на лунной поверхности - ее горы и впадины - лучше всего видно в первой и последней четверти, когда солнечные лучи падают косо и создают там длинные тени. По этим теням ученые измеряли высоту лунных гор: некоторые из них достигают 7 тыс. метров. В результате многолетних наблюдений были составлены подробные карты Луны. Первые такие карты издал в 1647 г. Я. Гевелий в Гданське. Сохранив термин «моря», он дал названия также и главнейшим лунным хребтам, которым начали давать названия земных гор: Альпы, Карпаты, Кавказ. Дж. Риччоли в 1651 г. дал большим темным низменностям фантастические названия: Океан Бурь, Море Кризисов, Море Покоя, Море Дождей и так далее.

Темные области, которые примыкают к морям, он назвал заливами, например, залив Радуги, а небольшие неправильные пятна - болотами, например болото Гнили. Отдельные горы, главным образом, кольцевидные, он назвал именами выдающихся ученых: Коперник, Кеплер и другими. Эти названия сохранились на лунных картах и по сей день, причем добавлено много новых имен выдающихся людей, ученых более позднего времени. На картах обратной стороны Луны, составленных по  наблюдениям с космических зондов и искусственных спутников Луны, появились имена К. Э. Циолковского, С. П. Королева, Ю. А. Гагарина и других. Подробные и точные карты Луны были составлены по телескопическим наблюдениям в XIX столетии немецкими астрономами И. Медлером, И. Шмидтом и др. Карты составлялись приблизительно такими, как Луну видно с Земли. В конце XIX ст. начались фотографические наблюдения Луны. Рельеф лунной поверхности был в основном исследован в результате многолетних телескопических наблюдений. «Лунные моря», на которые приходится около 40 % видимой поверхности Луны, являются равнинными низменностями, перерезанными трещинами и невысокими извилистыми валами. Больших кратеров на морях сравнительно мало. Много морей окружены концентрическими кольцевыми хребтами.

Анализ лунных минералов позволил выяснить, что «моря» - результат грандиозных лавовых излияний из недр Луны, вызванных ударами о ее поверхность небольших астероидов. Таким образом, когда-то лунные моря были настоящими морями, только не водными, а лавовыми. Другая, светлая поверхность, покрыта многочисленными кратерами, кольцевидными хребтами, бороздами и так далее. Кратеры, меньшие 15-20 км, имеют чашевидную форму, большие кратеры (до 200 километров) состоят из округлого вала с крутыми внутренними склонами, имеют сравнительно плоское дно, более углубленное, чем окружающая местность. Вопрос в том, как образовались лунные кратеры, стал причиной продолжительного спора между приверженцами двух гипотез происхождения лунных кратеров: вулканической и метеоритной. Согласно вулканической гипотезе, кратеры возникли в результате грандиозных извержений на поверхности Луны. Метеоритная же теория объясняет образование кратеров падением метеоритов. При ударах метеоритов с космическими скоростями происходит взрыв, в результате которого испаряется не только метеорит, но и часть пород в месте удара.

Полеты на луну, открытие кратеров на Марсе и Меркурии, а со временем и на спутниках планет и астероидах положили конец этому спору. Метеоритная теория теперь является общепринятой. Происхождение Луны еще окончательно не установлено. За последние 120 лет было выдвинуто три гипотезы происхождения нашего спутника. В конце XIX ст. английский астроном и математик Джордж Дарвин, сын известного натуралиста Чарльза Дарвина, выдвинул гипотезу, согласно которой Луна отделилась когда-то от Земли. Изучение эволюции лунной орбиты действительно указывало на то, что когда-то Луна была намного ближе к Земле, чем сейчас. В 1962 г. американский геофизик Гарольд Юри предположил, что Земля захватила уже готовую, сформировавшуюся Луну.

Однако, кроме очень незначительной вероятности такого события, гипотезе Юри противоречил такой факт, как сходство химического состава Луны и земной мантии. В середине ХХ столетии\ русская исследовательница Евгения Леонидовна Рускол построила теорию общего образования Земли и Луны как двойной планеты из облака допланетных тел, которая окружала когда-то Солнце. Эту теорию поддержали много западных ученых. Разработка ее продолжается.

Нужен реферат, сочинение, конспект? Тогда сохрани - » Теория движения Луны . Готовые домашние задания!

Предыдущий реферат из данного раздела: Землетрясения

Следующее сочинение из данной рубрики: Криминогенные ситуации

Спасибо что посетили сайт Uznaem-kak.ru! Готовое сочинение на тему:
Теория движения Луны.