La luna es un satélite de nuestro planeta, atrayendo la atención de científicos y curiosos desde tiempos inmemoriales. En el mundo antiguo, tanto los astrólogos como los astrónomos le dedicaron impresionantes tratados. Los poetas no se quedaron atrás. Hoy, poco ha cambiado en este sentido: la órbita de la Luna, las características de su superficie e interior son cuidadosamente estudiadas por los astrónomos. Los compiladores de horóscopos tampoco le quitan los ojos de encima. La influencia del satélite en la Tierra está siendo estudiada por ambos. Los astrónomos estudian cómo la interacción de dos cuerpos cósmicos afecta el movimiento y otros procesos de cada uno. Durante el estudio de la luna, el conocimiento en esta área ha aumentado significativamente.
Origen
Según los científicos, la Tierra y la Luna se formaron aproximadamente al mismo tiempo. Ambos cuerpos tienen 4.500 millones de años. Hay varias teorías sobre el origen del satélite. Cada uno de ellos explica ciertas características de la Luna, pero deja varias preguntas sin resolver. La teoría de la colisión gigante se considera la más cercana a la verdad en la actualidad.
Según la hipótesis, un planeta de tamaño similar a Marte colisionó con la joven Tierra. El impacto fue tangencial y provocó la liberación al espacio de la mayor parte de la materia de este cuerpo cósmico, así como de cierta cantidad de "material" terrestre. A partir de esta sustancia, se formó un nuevo objeto. El radio orbital de la Luna era originalmente de sesenta mil kilómetros.
La hipótesis de una colisión gigante explica bien muchas características de la estructura y composición química del satélite, la mayoría de las características del sistema Luna-Tierra. Sin embargo, si tomamos la teoría como base, algunos hechos siguen siendo incomprensibles. Por lo tanto, la deficiencia de hierro en el satélite solo puede explicarse por el hecho de que, en el momento de la colisión, se había producido la diferenciación de las capas internas en ambos cuerpos. Hasta la fecha, no hay evidencia de que tal cosa haya ocurrido. Y, sin embargo, a pesar de tales contraargumentos, la hipótesis de un impacto gigante se considera la principal en todo el mundo.
Parámetros
La Luna, como la mayoría de los demás satélites, no tiene atmósfera. Solo se han encontrado rastros de oxígeno, helio, neón y argón. Por lo tanto, la temperatura de la superficie en áreas iluminadas y oscuras es muy diferente. En el lado soleado, puede subir a +120 ºС, y en el lado oscuro puede bajar a -160 ºС.
La distancia media entre la Tierra y la Luna es de 384.000 km. La forma del satélite es casi una esfera perfecta. La diferencia entre los radios ecuatoriales y polares es pequeña. Son 1738,14 y 1735,97 km respectivamente.
Revolución completa de la Luna alrededor de la Tierratarda un poco más de 27 días. El movimiento del satélite por el cielo para el observador se caracteriza por un cambio de fases. El tiempo de una luna llena a otra es algo más largo que el período indicado y es de aproximadamente 29,5 días. La diferencia surge porque la Tierra y el satélite también se mueven alrededor del Sol. La luna tiene que recorrer un poco más de un círculo para volver a su posición original.
Sistema Tierra-Luna
La luna es un satélite, algo diferente de otros objetos similares. Su característica principal en este sentido es su masa. Se estima en 7,351022 kg, que es aproximadamente 1/81 del mismo parámetro de la Tierra. Y si la masa en sí no es algo fuera de lo común en el espacio, entonces su relación con las características del planeta es atípica. Como regla general, la relación de masa en los sistemas satélite-planeta es algo menor. Solo Plutón y Caronte pueden presumir de una proporción similar. Estos dos cuerpos cósmicos hace algún tiempo comenzaron a caracterizarse como un sistema de dos planetas. Parece que esta designación también es válida en el caso de la Tierra y la Luna.
Luna en órbita
El satélite da una vuelta alrededor del planeta relativa a las estrellas por mes sideral, que dura 27 días 7 horas y 42,2 minutos. La órbita de la Luna tiene forma elíptica. En diferentes períodos, el satélite se encuentra más cerca del planeta o más lejos. La distancia entre la Tierra y la Luna cambia de 363 104 a 405 696 kilómetros.
Con trayectoria de satélitese conecta una prueba más a favor de la suposición de que la Tierra con un satélite debe considerarse como un sistema que consta de dos planetas. La órbita de la Luna no se encuentra cerca del plano ecuatorial de la Tierra (como es típico de la mayoría de los satélites), sino prácticamente en el plano de rotación del planeta alrededor del Sol. El ángulo entre la eclíptica y la trayectoria del satélite es de algo más de 5º.
La órbita de la Luna alrededor de la Tierra está influenciada por muchos factores. En este sentido, determinar la trayectoria exacta del satélite no es tarea fácil.
Un poco de historia
La teoría que explica cómo se mueve la luna se planteó en 1747. El autor de los primeros cálculos que acercaron a los científicos a la comprensión de las características de la órbita del satélite fue el matemático francés Clairaut. Luego, en el lejano siglo XVIII, la revolución de la Luna alrededor de la Tierra se presentó a menudo como argumento en contra de la teoría de Newton. Los cálculos realizados con la ley de la gravitación universal diferían mucho del movimiento aparente del satélite. Clairaut resolvió este problema.
El tema fue estudiado por científicos tan conocidos como d'Alembert y Laplace, Euler, Hill, Puiseux y otros. La teoría moderna de la revolución de la luna en realidad comenzó con el trabajo de Brown (1923). La investigación del matemático y astrónomo británico ayudó a eliminar las discrepancias entre los cálculos y la observación.
No es una tarea fácil
El movimiento de la Luna consta de dos procesos principales: la rotación alrededor de su eje y la circulación alrededor de nuestro planeta. No sería tan difícil derivar una teoría que explicara el movimiento del satélite sisu órbita no se vio afectada por varios factores. Esta es la atracción del Sol, y las características de la forma de la Tierra, y los campos gravitatorios de otros planetas. Tales influencias perturban la órbita y predecir la posición exacta de la Luna en un período particular se convierte en una tarea difícil. Para entender cuál es el problema aquí, detengámonos en algunos parámetros de la órbita del satélite.
Nodo ascendente y descendente, línea de ábsides
Como ya se mencionó, la órbita de la Luna está inclinada hacia la eclíptica. Las trayectorias de dos cuerpos se cortan en puntos llamados nodos ascendentes y descendentes. Están ubicados en lados opuestos de la órbita en relación con el centro del sistema, es decir, la Tierra. Una línea imaginaria que conecta estos dos puntos se denomina línea de nudos.
El satélite está más cerca de nuestro planeta en el punto de perigeo. La distancia máxima separa dos cuerpos espaciales cuando la Luna está en su apogeo. La línea que conecta estos dos puntos se llama la línea de los ábsides.
Alteraciones orbitales
Como resultado de la influencia de un gran número de factores en el movimiento del satélite, de hecho, es la suma de varios movimientos. Considere la más notable de las perturbaciones emergentes.
La primera es la regresión de línea de nodo. La línea recta que conecta los dos puntos de intersección del plano de la órbita lunar y la eclíptica no está fija en un solo lugar. Se mueve muy lentamente en dirección opuesta (por eso se llama regresión) al movimiento del satélite. En otras palabras, el plano de la órbita de la Lunagira en el espacio. Le toma 18.6 años hacer una rotación completa.
La línea de ábsides también se mueve. El movimiento de la línea recta que conecta el apocentro y el periapsis se expresa en la rotación del plano orbital en la misma dirección en que se mueve la Luna. Esto sucede mucho más rápido que en el caso de una línea de nodos. Un turno completo toma 8, 9 años.
Además, la órbita lunar experimenta fluctuaciones de cierta amplitud. Con el tiempo, el ángulo entre su plano y la eclíptica cambia. El rango de valores es de 4°59' a 5°17'. Al igual que en el caso de la línea de nodos, el período de dichas fluctuaciones es de 18,6 años.
Finalmente, la órbita de la Luna cambia de forma. Se estira un poco, luego vuelve a su configuración original nuevamente. Al mismo tiempo, la excentricidad de la órbita (el grado de desviación de su forma de un círculo) cambia de 0,04 a 0,07. Los cambios y el regreso a su posición original tardan 8,9 años.
No es tan simple
En realidad, los cuatro factores que deben tenerse en cuenta durante los cálculos no son tantos. Sin embargo, no agotan todas las perturbaciones de la órbita del satélite. De hecho, cada parámetro del movimiento de la Luna se ve afectado constantemente por una gran cantidad de factores. Todo esto complica la tarea de predecir la ubicación exacta del satélite. Y tener en cuenta todos estos parámetros suele ser la tarea más importante. Por ejemplo, el cálculo de la trayectoria de la Luna y su precisión afectan el éxito de la misión de la nave espacial enviada a ella.
Influencia de la Luna en la Tierra
El satélite de nuestro planeta es relativamente pequeño, pero su impacto es buenonotablemente. Quizás todos saben que es la Luna la que forma las mareas en la Tierra. Aquí debemos hacer inmediatamente una reserva: el Sol también provoca un efecto similar, pero debido a la distancia mucho mayor, el efecto de marea de la estrella es poco perceptible. Además, el cambio en el nivel del agua en los mares y océanos también está asociado con las peculiaridades de la propia rotación de la Tierra.
La influencia gravitatoria del Sol sobre nuestro planeta es unas doscientas veces mayor que la de la Luna. Sin embargo, las fuerzas de marea dependen principalmente de la f alta de homogeneidad del campo. La distancia que separa a la Tierra del Sol los suaviza, por lo que el efecto de la Luna cerca de nosotros es más potente (el doble de significativo que en el caso de la luminaria).
Se forma un maremoto en el lado del planeta que actualmente está frente a la estrella nocturna. En el lado opuesto, también hay una marea. Si la Tierra estuviera estacionaria, entonces la onda se movería de oeste a este, ubicada exactamente debajo de la luna. Su revolución completa se completaría en 27 días y pico, es decir, en un mes sideral. Sin embargo, el período de rotación de la Tierra alrededor de su eje es de poco menos de 24 horas, por lo que la onda recorre la superficie del planeta de este a oeste y completa una rotación en 24 horas y 48 minutos. Dado que la ola se encuentra constantemente con los continentes, se desplaza hacia adelante en la dirección del movimiento de la Tierra y supera al satélite del planeta en su recorrido.
Borrar la órbita de la Luna
Un maremoto provoca el movimiento de una enorme masa de agua. Esto afecta directamente al movimiento del satélite. La parte imponenteLa masa del planeta se desplaza de la línea que conecta los centros de masa de dos cuerpos y atrae a la Luna hacia sí. Como resultado, el satélite experimenta un momento de fuerza que acelera su movimiento.
Al mismo tiempo, los continentes que corren sobre un maremoto (se mueven más rápido que la ola, ya que la Tierra gira a mayor velocidad que la Luna), experimentan una fuerza que los frena. Esto conduce a una desaceleración gradual en la rotación de nuestro planeta.
Como resultado de la interacción de las mareas de dos cuerpos, así como de la acción de las leyes de conservación de la energía y del momento angular, el satélite se mueve a una órbita más alta. Esto reduce la velocidad de la luna. En órbita, comienza a moverse más lentamente. Algo similar sucede con la Tierra. Se ralentiza, lo que resulta en un aumento gradual de la duración del día.
La luna se aleja de la Tierra unos 38 mm por año. Los estudios de paleontólogos y geólogos confirman los cálculos de los astrónomos. El proceso de desaceleración gradual de la Tierra y la eliminación de la Luna comenzó hace aproximadamente 4.500 millones de años, es decir, desde el momento en que se formaron los dos cuerpos. Los datos de los investigadores respaldan la suposición de que antes el mes lunar era más corto y la Tierra giraba a una velocidad más rápida.
El maremoto no solo ocurre en las aguas de los océanos. Procesos similares ocurren tanto en el manto como en la corteza terrestre. Sin embargo, se notan menos porque estas capas no son tan maleables.
La recesión de la Luna y la desaceleración de la Tierra no sucederán para siempre. Al final, el período de rotación del planeta será igual al período de revolución del satélite. La luna "flotará" sobre un áreasuperficies. La tierra y el satélite siempre estarán girados por el mismo lado entre sí. Aquí conviene recordar que parte de este proceso ya se ha completado. Es la interacción de las mareas lo que ha llevado al hecho de que el mismo lado de la Luna siempre es visible en el cielo. En el espacio, hay un ejemplo de un sistema que está en tal equilibrio. Estos ya se llaman Plutón y Caronte.
La Luna y la Tierra están en constante interacción. Es imposible decir cuál de los cuerpos tiene más influencia sobre el otro. Al mismo tiempo, ambos están expuestos al sol. Otros cuerpos cósmicos más distantes también juegan un papel importante. Tener en cuenta todos estos factores hace que sea bastante difícil construir y describir con precisión un modelo del movimiento de un satélite en órbita alrededor de nuestro planeta. Sin embargo, una enorme cantidad de conocimiento acumulado, así como la mejora constante de los equipos, permite predecir con mayor o menor precisión la posición de un satélite en cualquier momento y predecir el futuro que le espera a cada objeto individualmente y al sistema Tierra-Luna como conjunto. entero.
