Тъмна ли е всъщност тъмната страна на Луната?

Тъмната страна на луната

За да отговорим коректно на въпроса “Тъмна ли е всъщност тъмната страна на Луната?” ще трябва да започнем от малко по-далеч.  Нашата планета има един единствен естествен спътник — Луната. Тя обикаля около Земята по приблизително кръгла орбита, като разстоянието между двете е 362 000 km по време на перигей (най-близката точка от орбитата) и 405 000 km по време на апогей (точката от орбитата, когато двете тела са най-отдалечени). Както знаем от законите на Кеплер за движението на небесните тела, колкото по-близо до тялото-майка се намира един спътник, толкова по-бързо се движи той. Както ще разберем след малко, това е важно в случая на системата Земя–Луна.

Разстояние и отдалачеване

Експериментално е установено, че Луната бавно се отдалечава от Земята (повече информация — тук) с темп от около 3.8 cm/година. Знаем това благодарение на дълговременни измервания на разстоянието между двете от експеримента Lunar Laser Ranging (или LLR).  По време на мисиите Apollo 11, Apollo 14 и Apollo 15, астронавтите на NASA са поставили на повърхността на Луната специални отражатели, наречени ретрорефлектори.

В днешно време към тях изпращаме лазерни сигнали, които ни помагат да измерим разстоянието до повърхността на Луната с точност до милиметри. Най-общо казано това става по формулата пътят = скоростта Х времето, като знаем скоростта на лазерния сноп (всъщност скоростта на светлината — 299 792 km/s). Изпратеният към отражателя лазер се връща в детектор на самото лазерно устройство и така имаме времето за отиване и връщане, което се дели на две, тъй като светлинният сноп е пропътувал разстоянието два пъти.

Разбира се, процесът е много по-сложен, тъй като трябва да се вземат предвид постоянното въртене на Земята и Луната, конкретното положение на нашия спътник точно в дадения момент и т.н. Много институции участват в измерването на разстоянието по този начин, като един от водещите LLR е Центърът за лунни анализи към Парижката обсерватория (Paris Observatory Lunar Analysis Center, или POLAC), които редовно докладват своите измервания.

Заключената Луна

Както може би знаете, Луната е приливно заключена със Земята. Това ще рече, че скоростта на въртене на Луната около оста ѝ е приблизително равна на скоростта, с която тя се върти около Земята. Точно поради тази причина наблюдател от повърхността на нашата планета вижда само една единствена страна на Луната, независимо по кое време погледне към нея. Тук, разбира се, не взимаме предвид различната осветеност на лунния диск през различни периоди от месеца. Тя се дължи на промяната на положението на системата Земя–Луна спрямо Слънцето.

В миналото

Това приливно заключване не е съществувало винаги, но ще продължи, както се казва докато свят светува. Благодарение на измерванията на LLR учените смятат, че по време на формирането на Луната, тя се е намирала на не повече от 30 000 km от повърхността на Земята. Двете са се въртели изключително бързо, но гравитационното им влияние е допринесло за намаляване на тази скорост. Луната причинява приливни ефекти на повърхността на Земята, която е по-близо до нея. Поради движението на тези приливни маси (в най-общия случай океанска вода), Земята бавно губи от ротационната си енергия.

Съгласно законът за запазване на енергията (а оттам и законът за запазване на ъгловия момент), ако скоростта на въртене на нашата планета намалее, орбиталната скорост на Луната също трябва да намали, което, спрямо законите на Кеплер, означава диаметърът на орбитата ѝ да се увеличи. Това означава, че първите няколко милиона години Луната всъщност не е била приливно заключена със Земята.

Днес и в бъдеще

Това обаче бързо се е променило и днес виждаме обърната към нас само една единствена страна на естествения ни спътник. В бъдеще “тъмната” страна на Луната ще остане завинаги скрита за наблюдатели от Земята. Вместо отдалечавайки се от Земята, Луната да разкрие далечната си страна пред нас, ще последва приливно заключване на Земята с Луната. По този начин една единствена страна на Земята ще гледа постоянно към Луната (и обратно). Това означава, че Луната “ще виси” в небето над една единствена точка от Земната повърхност (повече информация — тук). Според оценки това може да се случи след едва милиарди години. Най-вероятно много преди това Слънцето ще се е превърнало в червен гигант и ще е унищожило вътрешните планети от Слънчевата система.

Две важни заключения:

“Тъмната” страна на Луната всъщност не е тъмна. По-правилно е да я наричаме “обратната” страна, защото тя не е обърната към нас. Слънцето обаче я огрява също както огрява всяко едно друго тяло в Слънчевата система. Продължителността на лунното денонощие е приблизително 29 дни (повече информация — тук);

Всичко по-горе не означава, че никога не сме виждали обратната страна на Луната. Първата снимка на обратната страна е дело на мисията Луна 3, направена през 1959 г. Астронавтите на Apollo 8 пък са първите хора, видели обратната страна на Луната със собствените си очи докато са били в орбита около нея. В днешно време постоянни наблюдения на лунната повърхност се правят от спътника Lunar Reconnaissance Orbiter на NASA. Той е в орбита около нашия естествен спътник от 2009 г. насам.

Много други тела в Слънчевата система са приливно заключени. Някои от луните на Юпитер са заключени спрямо газовия гигант (включително четирите Галилееви луни). Същото важи и за някои спътници на Сатурн; Плутон и неговият спътник Харон пък са взаимно приливно заключени. Едната страна на Харон постоянно гледа към Плутон и обратно, както след милиарди години би станало със Земята и Луната.

Автор: Венцислав В. Димитров

Астрономия

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *