А Луна от нас удаляется! Луна сошла с орбиты и начала отдаляться от земли Почему луна отдаляется от земли каждый год.
Естественный спутник нашей планеты и второй по своей яркости объект на нашем небосводе, Луна – из всех лун солнечной системы сама уникальная. Благодаря своим размерам и близости к Земле она обеспечивает ее устойчивость.
Но мало кто знает, что Луна отдаляется от нас. И чем дальше – тем быстрее. И вскоре может наступить момент, когда она уже будет не в силах стабилизировать движение нашей планеты. Без Луны на Земле начнется экологическая катастрофа: вода испарится, а ледники растают вследствие высоких температур. Уровень океана поднимется на несколько сот метров, а люди станут привыкать жить в условиях страшных ураганов и свирепых бурь.
Без защищающей нас Луны жизнь на планете попросту исчезнет.
Если Луна отдалится всего на десять процентов от своего сегодняшнего расстояния до Земли, а это – сорок тысяч километров, то обратного пути уже не будет. Вращение нашей планеты станет непредсказуемо хаотичным, что, в свою очередь, приведет к гибели многих форм жизни на ней.
Нельзя сказать, что для ученых отдаление Луны стало неожиданностью. За последние более чем четыре десятилетия они очень пристально наблюдают за спутником. В 1968 году астронавты Аполлона оставили на луне первый прибор, оснащенный рефлекторами. Это было сделано для более точного измерения расстояния до Луны с помощью лазеров. И это оказалось как нельзя кстати.
Так, в настоящее время в штате Нью-Мексико стоит современная аппаратура, которая с легкостью вычисляет расстояние от Земли до Луны. Сложнее определять, с какой скоростью Луна отдаляется. Но и это удалось выяснить. Десятилетия неустанной работы показали, что спутник уходит со скоростью четыре сантиметра в год. Казалось бы, это очень маленькая величина, однако она год за годом растет.
Многие недооценивают то, чем для нашей планеты является Луна, и что делает для нас ее гравитация.
Наш спутник обладает самой большой массой относительно своей планеты в солнечной системе, и благодаря такой массе он может обеспечивать устойчивость нашей планеты. Вращение Земли определяется ее гравитацией – силой, притягивающей объекты. Ее величина зависит не только от расстояния между планетой и ее спутником, но и от их масс, а поскольку масса Луна очень велика, то соответственно, велика и гравитация. На расстоянии 800 тыс. километров лунная гравитация удерживает нашу планете на своей орбите. И это для нее очень важно: Земля имеет стабильную ось, расположенную под углом 23 градусов, и поэтому, благодаря такому небольшую наклону, лучи Солнца равномерно распространяются по всему шару, поддерживая на Земле относительно узкий спектр температуры, который идеально подходит для жизни.
И пока угол наклона земной оси существует в этой величине, земляне будут иметь комфортную и постоянную климатическую систему. И именно эта стабильность дает возможность всему живому на планете жить и развиваться.
С наклоном оси связана и привычная для человека смена сезонов.
И если бы не Луна, угол наклона планеты был бы непостоянен, а значит, не было стабильных закатов и восходов, не было бы лета и зимы.
Периодически угол наклона земной оси изменяется на два или три градуса в ту или иную сторону, и в результате мы наблюдаем многие природные катастрофы. А что случится, когда в результате изменения величины гравитации начнет неуклонно изменяться и угол наклона.
Около ста тысяч лет назад незначительное падение угла оси изменило угол падения солнечных лучей на Землю, превратив наши пышные леса в пустыню. И, вероятно, именно это стало причиной миграции древних людей на север из Африки, а в Северной Америке и Европе это смещение спровоцировало ледниковый период, который растянулся на тысячелетия.
И если ученые считают этот ледниковый период глобальным событием для нашей планеты, то трудно представить, что с ней станет без Луны. Земля изменится до неузнаваемости, а климаты станут непредсказуемы, преподнося людям резкие скачки температур.
Лунная гравитация влияет и на приливы с отливами. Приливные циклы повторяются за сутки дважды: именно столько раз Земля проходит сквозь зону расширения, направленную в сторону Луны. Ведь именно лунная гравитация, воздействуя на поверхность моря, вызывает прилив.
Без лунного воздействия исчезнет четырехметровый подъем уровня воды на экваторе, и вода двинется вглубь планеты, на материки, что приведет, естественно, к повышению уровня моря. И в первую очередь, под ударом окажутся Нью-Йорк и Рио-де-Жанейро. Наводнения опустошат оба города, оставив без крова миллионы, часть из которых неизбежно погибнет. Вот насколько велико воздействие Луны на свою планету.
И все сказанное – вовсе не научная фантастика.
Луна, тем не менее, отдаляется, а когда она уйдет совсем, мы – жители планеты – будем обречены.
Согласно выводов исследователе Земля и Луна существовали не всегда. Луна возникла в результате катаклизма четыре с половиной миллиарда лет тому назад.
Земля образовалась из протопланеты, сформированной в Солнечной системе. Тогда она наполовину состояла из расплавленной массы. В один прекрасный день молодая еще Земля столкнулась с другой планетой, по размеру близкой к Марсу. Удар пришелся ровно под углом 45 градусов,
И когда обе планеты столкнулись, образовалось гигантское облако из обломков твердых пород. Облако отнесло от Земли на такое расстояние, чтобы оно смогло двигаться вокруг нее по орбите. Некоторые обломки более мелкой планеты не упали на Землю, а остались вращаться вокруг Земли, иногда сращиваясь друг с другом. И в результате очень медленно стала формироваться наша родная Луна.
Четыре с половиной млрд. лет назад Земля вращалась в четыре раза быстрее, чем сегодня. Сутки длились шесть часов, а ось Земли была наклонена всего на десять градусов.
Но за прошедшее время все изменилось. А поскольку раньше Луна была намного ближе к Земле, то она оказывала более сильное гравитационное воздействие на приливы и отливы, поэтому изменилась и сила приливов.
Луна сформировалась на расстоянии в двенадцать тысяч раз ближе, чем сегодня. Вскоре на планете образовался океан, и Луна стала вызывать трение в четыре раза чаще. Вода распределялась между маленькими вулканическими островками, и приливное трение начало снижать скорость вращения Земли.
В течение последующих трех миллиардов лет формируются наши континенты, а приливное трение замедляет движение планеты до восемнадцати часов за сутки. Полмиллиарда лет спустя сутки длятся 22 часа, каждый год добавляя долю секунды. И в результате сутки дошли до 24 часов.
Через миллиард лет лунная гравитация может настолько замедлить вращение, что в сутках будет около тридцати часов.
Однако сила тяжести действует и в обратном направлении. И поскольку масса Земли больше, то сильнее и ее воздействие на Луну. Земля в свою очередь замедлила осевое вращение Луны до одного оборота в месяц.
Глядя на Луну, мы всегда видим одну и ту же обращенную к нам сторону. Земля и Луна находятся в одной сцепке, привязанные силой тяжести.
И именно сила тяжести Земли оказывает и более ощутимое воздействие на Луну.
При вращении Земли трение о дно океана слегка смещает ежедневную приливную волну с точки, обращенной непосредственно к Луне, к востоку. Этот объем воды имеет такую огромную массу, что ее сила тяжести смещает Луну вперед по ее орбите, заставляя ее все сильнее отдаляться от планеты. Этот очень похоже на камушек, привязанный к веревке: чем быстрее вращать, тем дальше от вращающего он окажется.
Но интересно и то, что Луна не только отдаляется, но и набирает скорость. В докембрийский период скорость отдаления была равна 2 сантиметрам за год, а сегодняшние расчеты, сделанные с помощью лазера, фиксируют увеличение скорости до 3,5 сантиметров.
По мере отдаления Луны дни станут длиннее, а значит, нарушится смена сезонов, что превратит жизнь на Земле в совершенно другую.
Чтобы более наглядно понять, какой будет состояние планеты Земля, достаточно взглянуть на ее близкого соседа – на Марс.
У Марса и Земли много общих характеристик: они сформировались примерно в одно время. Красный цвет Марсу придает гематит – металл, которого и на Земле немало. Как и на Земле, на Марсе есть ледниковый покров.
В 2004 году ученые много узнали о Красной планете благодаря высадке на нее. Ученые не нашли на планете воды, однако они нашли там нечто похожее на бывшее русло рек и конкреции – небольшие шаровидные скопления сросшихся минералов. На нашей планете конкреции формируются, когда вода проходит сквозь осадочные породы, растворяя минералы, которые затем формируются в шарики.
Ученые нашли большие залежи конкреций у нас на Земле в пустыне на юге штата Юта, пытаясь понять прошлое планеты Марс и будущее нашей планеты. Оказалось, что обширная пустыня Юты когда-то была дном океана. И если конкреции на Марсе развивались аналогично, то и на Марсе было когда-то много воды, а значит, и жизнь там тоже была возможна. Но сегодня Марс – это огромное безжизненное и безводное пространство, и ученые не отрицают того, что если и с Земли уйдет вода, она станет такой же.
Если уйдет сила гравитации Луны, на Земле начнется новое перераспределение океанской воды. Правда, в отличие от Марса, Земля сохранит часть своей жидкой воды вследствие магнитных полюсов, однако вода поднимется на сотни метров, сея опустошение во всем мире.
Кроме того, без защиты Луны Земля попадет под гравитацию более крупных планет, например, Юпитера. Стабильный наклон Земли останется в прошлом. Планету начнет заваливать на бок, и многие прибрежные районы затопит. А со временем ситуация станет лишь хуже. Поскольку скорость отдаления Луны растет, то подобный сценарий вполне возможен.
No related links found
МОСКВА, 22 июн - РИА Новости. Предположения, что Луна в будущем может покинуть орбиту спутника Земли, противоречит постулатам небесной механики, заявляют опрошенные РИА Новости российские астрономы.
Ранее многие интернет-СМИ со ссылкой на слова гендиректора "космического" ЦНИИ машиностроения Геннадия Райкунова сообщили, что в будущем Луна может покинуть Землю и стать самостоятельной планетой, двигающейся по собственной орбите вокруг Солнца. По словам Райкунова, таким образом Луна может повторить судьбу Меркурия, который, согласно одной из гипотез, в прошлом был спутником Венеры. В результате, по мнению гендиректора ЦНИИмаша, условия на Земле могут стать похожими на венерианские и будут непригодны для жизни.
"Это звучит как какой-то бред", - сказал РИА Новости Сергей Попов, научный сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ (ГАИШ).
По его словам, Луна действительно удаляется от Земли, но очень медленно - со скоростью около 38 миллиметров в год. "За несколько миллиардов лет период обращения Луны просто вырастет в полтора раза, и все", - сказал Попов.
"Луна не может совсем уйти. Ей негде взять энергию для того, чтобы сбежать", - отметил он.
Пятинедельные сутки
Другой сотрудник ГАИШ Владимир Сурдин сообщил, что процесс удаления Луны от Земли не будет бесконечным, в конечном счете он сменится приближением. "Утверждение "Луна может покинуть орбиту Земли и превратиться в планету" неверно", - сказал он РИА Новости.
По его словам, удаление Луны от Земли под влиянием приливов вызывает постепенное уменьшение скорости вращения нашей планеты, а скорость ухода спутника будет постепенно снижаться.
Примерно через 5 миллиардов лет радиус лунной орбиты достигнет максимального значения - 463 тысячи километров, а продолжительность земных суток составит 870 часов, то есть пять современных недель. В этот момент скорости вращения Земли вокруг оси и Луны по орбите станут равными: Земля будет смотреть на Луну одной стороной, так же, как Луна сейчас смотрит на Землю.
"Казалось бы, приливное трение (торможение собственного вращения под действием лунной гравитации) при этом должно исчезнуть. Однако солнечные приливы будут продолжать тормозить Землю. Но теперь уже Луна будет опережать вращение Земли и приливное трение начнет тормозить ее движение. В результате Луна станет приближаться к Земле, правда, очень медленно, так как сила солнечных приливов невелика", - сказал астроном.
"Такую картину рисуют нам небесно-механические расчеты, оспаривать которые сегодня никто, я думаю, не станет", - отметил Сурдин.
Потеря Луны не превратит Землю в Венеру
Даже если Луна исчезнет, это не превратит Землю в копию Венеры, заявил РИА Новости заведующий лабораторией сравнительной планетологии Института геохимии и аналитической химии имени Вернадского РАН Александр Базилевский.
"На условиях на поверхности Земли уход Луны мало скажется. Не будет приливов и отливов (они в основном, лунные) и ночи будут безлунными. Переживем", - сказал собеседник агентства.
"По пути Венеры, с жутким разогревом, Земля может пойти из-за нашей глупости - если доведем ее выбросами парниковых газов до уж очень сильного разогрева. Да и то не уверен, что нам удастся так необратимо испоганить наш климат", - сообщил ученый.
По его словам, гипотеза, что Меркурий был спутником Венеры, а потом ушел с орбиты спутника и стал самостоятельной планетой, действительно выдвигалась. В частности, об этом в 1976 году, в статье, опубликованной в журнале Icarus, писали американские астрономы Томас ван Фландерн (Thomas van Flandern) и Роберт Харрингтон (Robert Harrington).
"Расчеты показали, что это возможно, что, однако, не доказывает, что так оно и было", - сказал Базилевский.
В свою очередь Сурдин отмечает, что "более поздние работы практически отвергли ее (эту гипотезу)".
Влияние Луны на Землю переоценить сложно. В частности, она удерживает Землю под наклоном в 66 градусов от орбитальной плоскости. Благодаря этому климат на большей части нашей планеты вполне себе ничего.
Каким боком Земля повернется к Солнцу, если Луна уйдет странствовать по космосу, предсказать невозможно. Предположительно, в прямом смысле ляжет набок. Ледники растают, пустыни замерзнут, о приливах и отливах можно будет забыть. Чтобы понять, чем это грозит всему живому на планете, достаточно посмотреть любой апокалиптический фильм.
Между тем российские уфологи уже взяли версию с удалением Луны на карандаш и выдвинули теорию в своем стиле.
Уфологи давно рассматривают Луну как ближайшую к нам базу инопланетных цивилизаций, - рассказал «Вечерке» уфолог Юрий Сенькин. - То, что телескопы, луноходы и люди, побывавшие на Луне несколько раз, их там не застали, объясняется просто - мы исследовали только одну сторону спутника. Обратной стороны никто не изучал.
Чем вызвано отдаление Луны, сказать трудно, однако не исключено, что это дело рук - или что там у них вместо рук - пришельцев. И даже если это так, вряд ли делалось это для того, чтобы навредить нашей цивилизации. Инопланетные расы могут преследовать совсем другие задачи. Луна, к примеру, богата ресурсами, в том числе и теми, которые на Земле в жутком дефиците.
Журналистов «Вечерки» перспектива потерять спутник Земли не вдохновила ничуть: во-первых, ночью без нее будет довольно скучно, во-вторых, хочется еще пожить. Поэтому мы сразу обратились в Государственный астрономический институт имени П. К. Штернберга за разъяснениями.
Заведующий отделом Луны и планет, доктор физико-математических наук Владислав Шевченко долго смеялся, выслушав вопрос. Попросил повторить. И снова смеялся без остановки.
Ох сказочники! - отдышавшись, сказал он. - Но если серьезно, Луна действительно удаляется от Земли, но надо понимать, что происходит это на протяжении четырех миллиардов лет, с тех самых пор, как сформировалась сама Луна.
По словам Шевченко, удаление спутника Земли - вполне закономерное физическое явление - вспоминаем школьную программу по физике, - называемое инерцией. Представьте, что вы катаетесь на карусели. Раскручиваясь все быстрее, чувствуете, как вас начинает клонить в сторону, противоположную оси карусели. И если вы не схватитесь за что-нибудь, вас просто-напросто может выбросить. А вот Луне зацепиться не за что. Скорость, с которой она вращается вокруг Земли, задает такую инерцию, что гравитационное поле Земли бессильно удержать этот шарик. И нужно понимать, что земное притяжение воздействует на наш спутник все меньше по мере его удаления.
По расчетам, Луна удаляется от Земли примерно на 3,8 сантиметра в год, - продолжает Владислав Шевченко. - Сейчас расстояние до нее составляет 384 тысячи километров. А когда Луна только формировалась, оно было около 60 тысяч километров. Рукой подать! Понадобилось около четырех миллиардов лет, чтобы расстояние это увеличилось в шесть раз.
И еще несколько миллионов лет понадобится, чтобы Луна удалилась, перестав полностью закрывать Солнце при затмении. Поэтому переживать по этому поводу пока что рано. Просто знайте: когда это случится, «Вечерняя Москва» известит лично вас в первую очередь.
Версий происхождения Луны несколько, но в последние десятилетия ученые склоняются к теории гигантского столкновения. Случилось это порядка 4,6 миллиарда лет назад: гипотетическая планета Тейя столкнулась с Землей по касательной, вырвав из нашей многострадальной планеты огромный кусок. Земля тут же вскипела, едва не вывернувшись наизнанку, а та ее часть, что вырвала Тейя, была захвачена гравитационным полем Земли, чтобы спустя миллиарды лет мы могли задрать голову и сказать: «Луна сегодня офигенная!»
ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Жители южного полушария видят Луну наоборот: у них она растет слева, убывает - направо.
Первым искусственным спутником Солнца стала советская станция «Луна-1» в 1959 году. Из-за ошибки в расчетах она на второй космической скорости проскочила мимо спутника Земли.
Смартфон, с которым ходит ваш сосед-мальчишка, в разы мощнее компьютера, который управлял высадкой астронавтов на Луну.
Среди всех Лун Солнечной системы, спутник Земли самый уникальный. Благодаря своему близкому расположению к Земле, а также размерами, Луна придает нашей планете стабильное и устойчивое положение в своем вечном пути по орбите. То есть, надо сказать что связка Земля — Луна поддерживает свое положение в космическом пространстве в более менее равномерном вращении.
Образование Луны приходиться примерно на 4.5 млрд лет тому назад, — согласно последней информации ученых, Луна помолодела, сбросив несколько миллионов лет. Надо сказать, что история образования Луны удивительна. А сам спутник Земли крайне важен для существования жизни на планете. Впрочем также важна и Земля, для нахождения Луны на своей орбите.
Как уже не раз описывалось, миллиарды лет назад, в огромную протопланетную субстанцию врезается космический объект не менее меньших размеров. Вот тогда, из расплавленной массы – а это была Земля – и вырывает из массы планеты огромные куски вещества. Отброшенные в космос, твердые породы задерживаются притяжением Земли.
Стремясь вырваться из плена гравитации Земли, но, не имея сил этого сделать, они начинают собираться в один большой объект. И под действием сил вращения, превращаются в шар. Вот так, наша Голубая планете приобрела важную составляющая для образования и сохранения жизни.
Удивительно, насколько точно во времени прилетел космический объект. Не менее удивительно и то, что чья-то рука расставила оба космических объекта именно в том положении и тех точках, где это было необходимо для процветания жизни на Земле.
До времени удара и формирования Луны, наша планета еще не была голубой, и вращалась в 4 раза быстрее, чем сейчас. Ось Земли стояла под наклоном в 10 градусов, а земные сутки в то время были очень короткие – всего лишь 6 часов. А угол наклона сказывался на средней температуре на Земле.
В это время, Луна еще не ушла на нынешнюю орбиту, и была ближе к Земле в 12 тысяч раз. Оказывая на планету сильное влияние мощной гравитацией. Вскорости, начали образовываться океаны, — и приливное трение принялось замедлять вращение Земли. На протяжении 3 млрд. лет, длилось формирование континентов, и продолжала снижаться скорость вращения планеты -дойдя до 18 часов в сутки. Спустя еще полмиллиарда лет, земные сутки доходят до 222 часов, и прибавляя секунды в год, доходят до 24 часов.
Чем так необходима Луна для Земли.
В действительности, Луна играет очень важную роль в жизни нашей планеты. Во-первых, надо отметить силу гравитации спутника, действуя в связке Луна-Земля, наша планета находится на стабильной орбите. А также наша Голубая планета благодаря Луне получила угол наклона в 23 градуса.
Такой градус наклона можно назвать оптимальным, природа, словно специально позаботилась о комфортности проживания человека на Земле. Ведь благодаря этому углу, на планете держится довольно узкий диапазон температур. Солнечные лучи, испускаемые нашим светилом, равномерно распространяются по земному шару, что создает для жизни на Земле хорошие условия. С Луной на Земле связана и стабильность восходов и закатов, поддерживая привычные нам смены сезонов.
Сильное влияние Луна оказывает и на водные бассейны Земли. Приливы и отливы, все это проходит под бдительным оком нашего спутника. А также Луна удерживает на экваторе 4 метровый подъем уровня воды.
А что будет, если Луна уйдет от Земли. Чем грозит Земле отдаление Луны.
Утверждать что Луна вечна над Землей нельзя, и может статься так, что спутник Земли займет более дальнюю орбиту относительно нашей планеты. Или вовсе уйдет в свободное плавание по космическим просторам. Ведь как известно, Луна хоть и на малую величину, но все же удаляется от Земли.
Наблюдения за Луной специалисты ведут уже почти полвека. Еще первые американские астронавты оставили на спутнике рефлектор. Это помогло достаточно точно измерять расстояние между Луной и Землей. А на Земле за спутником наблюдала современная техника.
И специалисты смогли ответить на вопрос, на какую величину от Земли удаляется Луна. Оказалось что это около 4 сантиметров в год, — не столь уж и малая величина, учитывая, что с каждым годом отдаление все увеличивается. Однако это не постоянная величина удаления. Как известно расстояние между спутником и нашей планетой непостоянной. Отсюда и величина удаления неточна.
Периодически, во время отдаления Луны, земная ось меняет угол наклона на 2-3 градуса, в ту или иную сторону от оси. Но даже эта, небольшая величина в пару градусов откликается на Земле природными катастрофами. А если будет нарушена цепочка соединяющая Землю и Луну, то два космических объекта потеряв взпимную притягивающую их силу, просто разбегутся в просторах космоса. Выпущенные словно из пращи.
Около 100 тысяч лет назад, незначительное изменение угла оси привело к тому, что солнечные лучи стали падать иначе. Это привело к экологической катастрофе, — там, где некогда буйствовали леса, образовались выжженные Солнцем пустоши. И как предполагают ученые, могло стать причиной миграции древних жителей планеты из Африки на Север. А в Европе и Северной Америке это вовсе привело к началу ледникового периода, длительностью в тысячелетия.
И если Луна разорвет цепочку Луна – Земля, то на планете наступит время катастроф. Правда очень скоротечное. Огромные массы воды, удерживаемые Луной, тут же вырвутся на волю, и могучей, ни чем не сдерживаемой силой, двинуться вглубь планеты. Сметая и руша все на своем пути, — первые кто это испытает на себе, будут жители Нью-Йорка и Рио-де-Жанейро.
К тому же потеряв лунную защиту, Земля может попасть под гравитационное влияние другой планеты. И тогда о стабильности на Земле, говорит не приходится. У планеты будет иной наклон, к тому же изменчивый. Что приведет к сильным перепадам температур. Произойдет перераспределение и водных бассейнов, — уровень может возрасти и на сотни метров.
Однако и Земля оказывает воздействие на Луну, к примеру, вращение нашего спутника замедлилось до одного оборота в месяц. Замедляет свое вращение и Земля, на это влияют громадные силы трения океанских волн о дно. При этом происходит смещение приливной волны с точки, непосредственно обращенной к Луне.
Очень многое в жизни нашей планеты связано с Луной. Очень многое можно объяснить с точки зрения науки. Однако ответить на прелюбопытный вопрос, -кто так точно отладил небесный механизм, и расставил все космические тела строго на своих местах, на данный момент ни кто не в силах.
Сейчас Луна удаляется от Земли. Но когда день и месяц сравняются, начнёт приближаться. Упадёт Луна на Землю или нет?
Какое будущее у системы Земля-Луна? Если экстраполировать современные данные о скорости удаления Луны, то можно сделать такой вывод. Продолжительность суток и месяца будет всё время увеличиваться. При этом сутки будут расти быстрее, чем месяц, и в отдалённом будущем они сравняются. В результате Луна будет всегда видна только с одной стороны Земли.
Система, в которой планета и спутник всё время «смотрят» друг на друга одной и той же стороной, уже есть в Солнечной системе. Это Плутон и Харон. Это самое устойчивое состояние в системе ДВУХ тел. Но Земля находится значительно ближе к Солнцу. Приливные силы со стороны Солнца также тормозят вращение Земли: амплитуда солнечных приливов всего в два с небольшим раза меньше лунных. Поэтому после того, как Земля и Луна будут вращаться синхронно, Солнце будет продолжать тормозить вращение Земли. Земля начнёт вращаться вокруг своей оси МЕДЛЕННЕЕ, чем Луна по орбите. И это означает, что Луна будет находиться НИЖЕ синхронной орбиты. Следовательно, она начнёт падать на Землю.
Закончится ли всё это грандиозной катастрофой в истории Земли?
Хороший сценарий для фильма ужасов: Луна приближается всё ближе, и остановить её невозможно. Ведь если спутник оказывается ниже синхронной орбиты, то начинается его необратимое падение. Или нет?
Спутник, находящийся ниже синхронной орбиты, «упадёт» на планету, а, находящийся выше – «улетит» от неё. Правда, здесь есть существенное уточнение. Это произойдет только при условии, что скорость вращения планеты будет оставаться постоянной. Для маленьких спутников это так. А для больших? При какой массе спутника его уже можно считать большим?
Ответ прост: если орбитальный момент импульса спутника сравним по величине с собственным моментом импульса планеты. В этом случае удаление или приближение спутника будет существенно изменять скорость вращения планеты.
Простой расчёт показывает, что в системе Земля-Луна бОльшая часть общего момента импульса приходится именно на Луну, а не на Землю. Действительно, момент импульса Земли равен:
Здесь I = 0,33 – безразмерный момент инерции Земли, M – её масса, R – экваториальный радиус, V – линейная скорость на экваторе.
Орбитальный момент Луны равен:
Здесь m – масса Луны, r – средний радиус её орбиты, v – орбитальная скорость.
Масса Луны в 80 раз меньше Земли, её орбитальный радиус в 60 раз больше радиуса Земли, а орбитальная скорость (1 км/сек) больше экваториальной скорости вращения Земли (500 м/сек) в 2 раза. Следовательно, орбитальный момент Луны примерно в четыре раза превосходит момент вращения Земли. Поэтому Луна, ни при каких условиях, упасть на Землю не сможет, даже если в отдалённом будущем она окажется на синхронной орбите.
В качестве примера предположим, что Луна находится на современной орбите, а Земля вообще не вращается вокруг своей оси. В этом случае кинетическая энергия будет передаваться от Луны к Земле. Земля постепенно начнёт вращаться, а Луна будет приближаться к ней: падать на Землю. Но не упадёт.
Насколько Луна приблизится к Земле?
Орбитальный момент импульса пропорционален радиусу орбиты и скорости. Орбитальная скорость обратно пропорциональна корню квадратному из радиуса. Поэтому орбитальный момент пропорционален корню квадратному из радиуса. Если радиус орбиты уменьшится на два процента, то момент уменьшится на один процент. И этот процент в силу сохранения передастся Земле. Учитывая, что современный период вращения Земли в одни сутки соответствует 25 процентам лунного орбитального момента, то одному проценту будет соответствовать период в 25 суток. Этот период будет короче лунного месяца, который в силу третьего закона Кеплера уменьшится только на три процента и составит примерно 28 дней. То есть Земля будет вращаться БЫСТРЕЕ, чем Луна. Следовательно, Луна НЕ сможет приблизиться к Земле даже на 2 процента, а приблизится чуть меньше.
Будущее системы Земля-Луна в общих чертах такое.
Сначала Луна будет продолжать удаляться от Земли, получая от неё момент импульса. Но момента импульса у Земли осталось не так много – 25% от орбитального момента импульса Луны. Поэтому максимум, что может получить Луна – это увеличить свой момент импульса на 25%. Радиус её орбиты при этом возрастёт в 1,5 раза (1,25 в квадрате). А лунный месяц увеличится примерно 2 раза (по Третьему закону Кеплера нужно 1,5 возвести в степень 3/2) и составит 60 дней. Соответственно, земные сутки также возрастут до 60 дней. Это МАКСИМАЛЬНОЕ расстояние, на которое Луна может удалиться от Земли.
Сколько времени понадобится Луне, чтобы отойти от Земли на это расстояние (половина радиуса её современной орбиты)?
Расстояние до луны 380 тыс. км, скорость удаления 3,8 см/год. Нетрудно подсчитать, что половину радиуса Луна пройдёт за пять миллиардов лет, если будет удаляться с постоянной скоростью. Но скорость удаления будет постепенно уменьшаться. Так что придётся накинуть ещё несколько миллиардов лет.
Что будем потом?
Солнце продолжит тормозить вращение Земли (солнечные приливы).
Но как только вращение Земли замедлится, Луна чуть-чуть приблизится и вращение снова ускорится. Солнце опять его затормозит, а Луна снова приблизится и ускорит и так далее. Земле в каком-то смысле повезло с Луной. В пору своей молодости, когда наша планета вращалась очень быстро, она передала свой импульс Луне и таким образом сохранила его. Ведь под действием лунных приливов момент импульса Земли не теряется, а только перераспределяется в системе Земля-Луна. А под действием более слабых солнечных приливов теряется. Но эти приливы могут забрать момент импульса только у Земли. Но уже давно основная часть момента импульса системы Земля-Луна сосредоточена в орбитальном движении Луны. И солнечные приливы ничего сделать с ним не могут. Земля отдала львиную долю своего вращения Луне, и там эта доля пребывает в целости и сохранности. А спустя многие миллиарды лет Луна будет постепенно возвращать вращение Земле.