«Луна покидает нас»: ученые рассказали о новой угрозе человечеству
Сергей Мануков
корреспондент Expert.ru
6 октября 2021, 09:06
Согласно одним теориям, удаление Луны от Земли будет продолжаться до тех пор, пока она не перестанет быть нашим ближайшим соседом по космосу. Другие астрономы, однако, полагают, что Луна в какой-то момент начнет сближаться с нашей планетой.
Астрономы предупреждают, что Луна скорее всего будет и дальше отдаляться от Земли со средней скоростью 3,78 см в год. Процесс расхождения будет, по их мнению, продолжаться до тех пор, пока расставание не станет, как говорится, окончательным и бесповоротным.
Трудно сказать, когда начался процесс расхождения Земли и Луны, но не исключено, что с первого дня «знакомства». Считается, что Луна образовалась приблизительно 4,5 млрд лет назад после столкновения Земли с огромной планетой Теей размером с Марс. В космос отправилось колоссальное количество обломков разных размеров. Постепенно они сблизились и образовали небесное тело шаровидной формы диаметром 3475 км.
«Ветреная» Луна уже давно покинула бы орбиту Земли, если бы ее не удерживала сила тяжести нашей планеты. Но у Луны, как у всякого небесного тела, есть собственная сила тяжести. Достаточно хорошо известно, но все же можно напомнить, что именно благодаря ей у нас на Земле есть приливы и отливы.
Силы гравитации и инерции действуют на противоположных сторонах планеты. На той стороне Земли, которая находится напротив Луны, сила гравитации Луны притягивает воды морей и океанов. На другой стороне противоположная картина, там отлив. Земля вращается со скоростью почти тысяча километров в час, и приливное утолщение, вызванное силой тяжести Луны, всегда располагается прямо перед ней.
Часть энергии утолщения передается Луне и постепенно меняет ее орбиту и отдаляет от Земли. Согласно одним теориям, удаление Луны от Земли будет продолжаться до тех пор, пока она не перестанет быть нашим ближайшим соседом по космосу.
Другие астрономы, однако, полагают, что Луна в один прекрасный день начнет сближаться с нашей планетой. Причем, этот процесс тоже будет необратимым, как и нынешнее «расставание», но приведет он не к столкновению, а к более сложному сценарию.
Орбита Луны является не идеальным кругом, а имеет форму эллипса. Это значит, что каждые сутки она то приближается к нам, то удаляется. Тем не менее, принято, что среднее расстояние между центрами Земли и Луны составляет около 385 тыс. км. Оно было известно издавна, но в наше время астрономы измерили его при помощи лучей лазера, отправляемых на отражающие панели, оставленных на поверхности Луны американскими астронавтами.
Лучи запускали из нескольких обсерваторий: в Нью-Мексико, Франции, Италии и Германии, после чего ученые замеряли время возвращения луча обратно. Эти данные помогли определить расстояние до Луны и скорость ее вращения. По мере удаления Луны от Земли скорость вращения, очевидно, будет замедляться.
Ученые Планетологического института США (PSI) считают, что отливы и приливы забирают у Земли энергию и замедляют ее вращение. В результате, когда пройдет порядка миллиарда лет, Земля начнет вращаться приблизительно с такой же скоростью, что и Луна. Когда скорости вращения сравняются, они будут все время повернуты друг к другу одной и той же стороной.
«Это приведет к существенным погодно-климатическим изменениям,- объясняют американские ученые.- Например, ночная сторона Земли без солнечного света значительно охладится, а дневная – нагреется».
Ученые также полагают, что «новая» Земля станет непригодной для проживания человека. Возможно, тогда-то и наступит конец света в том виде, как мы его себе представляем.
Сценарий, конечно, страшнее самого страшного «ужастика». Впрочем, есть и в нем ложка меда. Все эти ужасы произойдут не скоро, время ожидания измеряется миллиардами лет.
Если к тому времени на нашей планете останутся люди, то они будут видеть у себя над головами совсем другое ночное небо. Ученые PSI считают, что как только скорости вращения Луны и Земли сравняются, Луна перестанет удаляться от Земли и начнет с ней медленно сближаться. По мере сближения гравитация разрушит наш спутник. Возникшее в результате этого гигантское облако обломков образует вокруг нашей планеты нечто, похожее на кольца вокруг Сатурна.
Это не плод больного воображения астрономов. Ученые уже наблюдают что-то подобное с одним из спутников Марса – Фобосом.
«Что касается системы Земля-Луна, — говорится в заявлении PSI, — то через несколько миллиардов лет Луна настолько приблизится к Земле, что сила тяготения разорвет ее в клочья».
Может ли Луна упасть на Землю, как в новом фильме "Падение Луны": ученые дали свой ответ
В новом фантастическом блокбастере наш спутник падает на Землю под воздействием таинственной силы. Но может ли это произойти на самом деле?
4 февраля 2022 года состоялась премьера нового фанатического фильма Роланда Эммериха с Хэлли Берри и Патриком Уилсоном в главной роли. В американском блокбастере неизвестная сила сталкивает Луну с ее орбиты, и она летит к Земле. Осторожно, спойлер: герои фильма ведут борьбу за спасение планеты и узнают, что Луна на самом деле не такой уже и естественный спутник Земли. Эксперты в новой статье для Live Science отвечают, может ли случится подобная катастрофа в реальности.
Луна представляет собой твердое каменистое тело и образовалась примерно в тоже время, что и Земля – около 4,5 млрд лет назад. Приверженцы теорий заговора считают, что Луну создали инопланетяне. Но в NASA говорят, что есть две научные гипотезы ее появления:
- Она возникла из обломков, которые появились после столкновения ранней Земли с меньшим протопланетным объектом.
- Другая теория говорит о том, что и Луна, и Земля, появились в результате столкновения двух тел, каждое из которых в 5 раз больше Марса.
Что мы знаем о Луне?
Луна находится на расстоянии 385 тысяч км от Земли, ее масса более 81 млн тонн, а диаметр составляет 3 474 км. Если бы Земля была размером с монету в 5 гривен, то Луна была бы размером с горошину. Если посмотреть на изображения Луны, то можно увидеть очень много кратеров на ее поверхности, которые были созданы во время столкновения с другими космическими объектами.
«Но большинство этих ударов были нанесены по Луне миллиарды лет назад, когда в Солнечной системе было гораздо больше обломков. Большая часть каменистых обломков, из которых сформировались планеты давно рассеялась и количество столкновений с Луной значительно сократилось. Подобных космических камней, которые могли врезаться в Луну намного меньше», — говорит Пол Чодас из Центра изучения объектов, сближающихся с Землей Лаборатории реактивного движения NASA.
Центр изучения объектов, сближающихся с Землей постоянно следит за астероидами и кометами, которые представляют потенциальную угрозу Земле. Сейчас таких объектов около 28 тысяч.
«Мы следим также за столкновениями с Луной. Но вероятность того, что астероид упадет на Луну сейчас намного меньше, чем вероятность того, что он упадет на Землю. Ведь наша планета больше и у нее более сильная гравитация», — говорит Чодас.
Что нужно,чтобы Луна сошла со своей орбиты?
По словам Чодаса, чтобы Луна сошла со своей орбиты, астероид должен быть огромных размером, не меньше самой Луны. И у него должна быть невероятно большая скорость полета. По данным NASA, самый большой астероид, который находится в поясе астероидов между Марсом и Юпитером на расстоянии примерно 180 млн км от Земли, имеет в 70 раз меньший размер, чем у нашего спутника.
Если теоретически астероид не может сместить Луну со своей орбиты, может ли это сделать созданный человеком объект? Этот вопрос сейчас актуален, как никогда, в свете текущих событий. Напоминаем, что к Луне летит неуправляемая ракета компании SpaceX и она врежется в Луну 4 марта 2022 года. Скорость полета второй ступени ракеты составляет 9 288 км/ч и как предполагают ученые, после падения она оставит картер размером в 20 метров.
«Вряд ли это как то повлияет на орбиту Луны, но мы внимательно следим за полетом ракеты», — говорит Чодас.
По словам Чодаса, сценарий катастрофы, показанной в фильме «Падения Луны», в ближайшее время точно невозможен.
Напоминаем, что к Земле летит огромный астероид на скорости 43 тысячи км/час. И он будет максимально близко к нашей планете тоже 4 марта 2022 года.
Почему Луна не падает на Землю: пояснения
Почему Луна не падает на Землю? Наша планета обладает колоссальной силой притяжения, которую чувствует каждый человек. Неужели этой силы недостаточно, чтобы притянуть планету-спутник? Ученым удалось разгадать секреты Луны и дать ответ на этот вопрос.
Почему Луна не падает на Землю
Рассматривая на небосклоне спутник Земли, многие спрашивают себя, как происходит движение Луны по небу и почему она не падает на нашу планету?
Другие космические тела, а также космические аппараты часто падают. Какие же секреты есть у видимой нами планеты, вращается ли Луна и как ей удается удерживать свои позиции в космосе?
Земля и Луна связаны следующим образом:
- Луна находится под действием силы притяжения — гравитационного поля Земли. Это та же сила не позволяет людям взлетать без специального оборудования. Однако при этом гравитация не притягивает Луну к нашей планете.
- Дело в том, что спутник постоянно движется по собственной орбите вокруг Земли. Этот процесс сопряжен с возникновением другой силы — центробежной, отталкивающей светило от Земли.
Чтобы это понять, достаточно представить аттракцион из луна-парка, в котором лодочки-карусели двигаются по кругу. Можно ли переместиться в центр карусели во время вращения? Не выйдет: человек почувствует сильное отталкивание, как от давления в грудь или сильного ветра. Такой же эффект испытывает Луна во время движения вокруг Земли.
Или, например, что будет, если мячик толкать сразу в две разные стороны? Он не сдвинется с места. Вот так же и силы, притягивающие и отталкивающие Луну, находятся в равновесии и помогают ей в течение миллионов оставаться на своей «дорожке».
В то время как многие думают, что Луна приближается к Земле, на самом деле Луна отдаляется от Земли на 3–4 см каждый год. Траекторию движения нашего спутника описывают как спираль, которая медленно раскручивается. Происходит это по нескольким причинам.
Планета Земля и ее спутник: Freepick
Во-первых, из-за воздействия главной звезды Солнечной системы (Солнца). Она действует на Луну как магнит, причем сила воздействия больше той, какую на свой спутник оказывает Земля. Рассмотрим этот процесс подробнее:
- Луна — спутник, самый близкий к Солнцу. Главная звезда нашей Галактики обладает мощной силой — магнитным полем. Оно в несколько раз превышает силу Земли и притягивает к себе Луну.
- Упасть на Солнце Луна не может. Ее вращение происходит и вокруг Земли, и вместе с планетой вокруг Солнца. При этом возникает все та же центробежная сила, которая направлена на отталкивание Луны и компенсацию притяжения Солнца.
Кроме того, удаление Луны — следствие так называемого приливного ускорения. Его смысл таков:
- Земля совершает поворот вокруг своей оси в течение суток, а Луне требуется на такое вращение 27,3 суток.
- Вслед за быстрее вращающейся Землей увлекается и медленно летящая Луна, то есть Земля передает спутнице часть собственной энергии движения.
- Эта энергия служит для Луны ускорителем, который поднимает ее орбиту.
Может ли однажды остаться Земля без Луны? Ученые на этот вопрос отвечают отрицательно, и вот почему:
- Забирая у Земли энергию вращения, Луна притормаживает планету.
- По этой причине вращение Земли вокруг своей оси несколько замедляется, и происходит подъем геостационарной орбиты (той орбиты, на которой Луна двигается со скоростью, равной скорости вращения Земли).
- Через много тысяч лет такой процесс приведет Луну на геостационарную орбиту и синхронизирует с нашей планетой, то есть планеты будут повернуты друг к другу лишь одной стороной.
- В этом устойчивом состоянии Земля с Луной пробудут миллиарды лет. Нарушить взаимное вращение сможет Солнце или другой объект. Тогда спутник упадет.
Действие физических сил (притяжения и отталкивания) — главная причина, почему планеты не падают. Только остановка движения космического объекта или механизма приводит к его падению.
Почему на Землю падают небесные тела
В космосе наряду с планетами и звездами есть различные объекты:
- Похожие на планеты, но гораздо более скромные по размерам тела, называют астероидами. Они двигаются вокруг Солнца по своим орбитам (траекториям), у некоторых бывают спутники.
- Космической пылью называют мельчайшие частички вещества, которые расположены в пространстве Вселенной.
- Объекты средних величин с размерами от 0,1 мм до 10–30 м называют метеороидами. Они рассредоточиваются в пространстве, двигаются по произвольным или относительно стабильным траекториям. Иногда образуют скопления — рои.
Когда такие метеороиды попадают в гравитационное поле Земли, то это меняет их траекторию движения — их притягивает к поверхности.
Отметим, что движение космических тел происходит на огромных скоростях. На входе в атмосферу цифры колеблются от 11 до 72 км/с. При трении о воздух они загораются и начинают светиться. Большинство метеороидов сгорает, не достигнув поверхности, крупные постепенно замедляются и остывают.
Дождь из метеоров: Freepick
То, что с ними произойдет дальше, определяется массой, начальной скоростью, углом входа в атмосферу:
- Если космическое тело красочно сгорит в атмосфере, то его назовут метеор (или болид).
- При неоднородной, неустойчивой внутренней структуре оно может взорваться в воздухе, а на Землю попадут лишь обломки. Это так называемый метеоритный дождь.
- Если космическое тело успеет затормозить, то его траектория изменится, оно упадет на поверхность планеты. Это будет метеорит.
- Крупные космические тела на больших скоростях (2–4 км/с) при столкновении с поверхностью Земли производят мощные взрывы с образованием метеоритных кратеров (астроблем). В процессе выветривания они постепенно разрушаются.
В среднем в течение суток на Землю попадает примерно 5–6 тонн метеоритного вещества, о есть за год около 2000 тонн. Но большая часть сгорает в атмосфере, не достигнув поверхности нашей планеты. Многие падают в океаны или приземляются в малонаселенных областях. Очень редко метеорит падает в населенной местности, и у этого события оказывается много свидетелей.
Что происходит с космическими объектами, которые в космос запускают люди? Эти искусственные спутники должны вращаться вокруг планеты на четко заданной скорости и расстоянии, чтобы удерживаться на собственной орбите. На больших скоростях они будут вырываться из гравитационного поля и улетать во Вселенную, а на меньших — сойдут с орбиты и упадут вниз.
Для последнего варианта развития событий есть множество причин. Скорость передвижения спутников замедляют:
- вещества, которые проникают на большие высоты из атмосферы Земли;
- солнечный ветер, то есть частички, которые попадают в космос с Солнца;
- гравитационная сила Земли и прочих небесных тел.
К падению таких аппаратов приводят просчеты ученых, которые их проектируют.
Но что бы ни происходило с рукотворными объектами, в Луне можно не сомневаться: она на Землю точно не упадет. Зная о том, почему Луна не падает на Землю, остается только восхититься тем, как точно и умело создано все в природе.
Узнавайте обо всем первыми
Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.
Что случится с планетой Земля в случае уничтожения Луны
На протяжении почти 4,5 млрд лет существования Солнечной системы планета Земля не оставалась в одиночестве, вращаясь вокруг Солнца. Наша огромная лунная спутница значительно крупнее и массивнее любых других лун в сравнении с планетами, вокруг которых они вращаются.
В своей полной фазе Луна ярко светится и на протяжении всей истории своего существования неоднократно связывалась с различными феноменами, такими как сумасшествие (или лунатизм), поведение животных (выть на луну), фермерские работы (полнолуние перед осенним равноденствием) и даже женские месячные циклы.
В то время как данные предположения не подтверждены научно, Луна действительно имеет влияние на планету Земля. Ее уничтожение станет катастрофой, которая навсегда изменит наш мир.
При разрушении Луны ее обломки полетят на Землю
Однако это, возможно, не приведет к уничтожению жизни.
Представьте, что существует смертельное оружие, которое сможет гравитационно сместить Луну и разорвать ее на части. Для этого потребуется кусок антиматерии величиной со средний астероид (примерно километр в диаметре) и осколки разлетятся во всех направлениях. Если взрыв будет слабым, из осколков может сформироваться одна или несколько новых лун, однако при сильном взрыве ничего не останется. Если он будет правильной магнитуды, то создаст кольцевую систему вокруг Земли.
Со временем лунные фрагменты сойдут с орбиты благодаря атмосфере Земли, что приведет к серии последствий. Тем не менее, эти последствия не будут столь разрушающими, как кометы или астероиды, которых мы так опасаемся. Несмотря на то, что части Луны по-прежнему будут массивными, более плотными и потенциально более крупными, чем астероид, уничтоживший динозавров, они будут иметь значительно меньше энергии.
Падающие на Землю астероиды или кометы движутся со скоростью 20, 50 или более 100 км/с, тогда как лунные осколки будут двигаться со скоростью всего лишь 8 км в секунду и они только по касательной войдут в атмосферу Земли. Удар будет обладать разрушительной силой, однако при столкновении эта сила будет составлять всего 1% от общей энергии по сравнению с астероидом похожих размеров. Если осколки будут достаточно небольшими, у человечества есть все шансы выжить.
Ночью небо станет ярче
С исчезновением Луны и ее осколков небо Земли лишится второго наиболее яркого объекта. В то время как Солнце в 400 тыс. раз ярче по сравнению с Луной в полной фазе, яркость последней в 14 тыс. раз превышает следующий по яркости объект – планету Венера. Если рассматривать шкалу темного неба Бортла, то полная Луна может привести вас с 1-го номера – наиболее чистое и естественное темное небо из всех возможных вариантов – прямо до 7-го или 8-го уровня, затмевая таким образом даже самые яркие звезды. Без Луны не будет естественных помех, закрывающих чистое темное небо в любой из дней года.
Больше не будет затмений
После исчезновения Луны не будет никаких затмений – ни солнечных (частичных, полных или кольцеобразных), ни лунных. Для того чтобы произошло затмение, требуется наличие трех объектов (Солнце, планета и ее луна), которые выстраиваются в определенном порядке. Когда луна проходит между планетой и Солнцем, на поверхность планеты падает тень (полное затмение), луна может пересекать поверхность Солнца (кольцеобразное затмение) или закрывать только часть небесного светила (частичное затмение). Однако если не будет луны, ни одно из этих затмений невозможно.
Продолжительность дня будет оставаться постоянной
Мало кто об этом задумывается, но гравитация Луны вызывает незначительное фрикционное «торможение», из-за чего скорость вращения Земли постепенно падает. За несколько веков мы можем потерять секунду-другую, но со временем они накапливаются. К примеру, во времена динозавров продолжительность дня составляла всего 22 часа, а несколько миллиардов лет назад – менее 10 часов. Через 4 млрд лет нам больше не потребуется добавлять дни в календаре, поскольку скорость вращения Земли замедлится, а продолжительность дня увеличится. Но без Луны процесс остановится – каждый день будет насчитывать 24 часа до тех пор, пока Солнце не погаснет.
Приливы будут незначительными
Высокие и низкие приливы представляют интересное разнообразие для тех из нас, кто живет недалеко от побережья, особенно в бухте, узком заливе, проливе или других местах скопления воды. Приливы и отливы, в основном, происходят из-за влияния Луны, тогда как Солнце оказывает лишь незначительное влияние. Во время полнолуния и новолуния, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются по определенной линии, происходят сигизийные приливы – самые большие различия из возможных между высоким и низким приливом. Когда они находятся по отношению друг к другу под прямым углом во время фазы полумесяца – уровень воды самый низкий. Сигизийный прилив в два раза больше по сравнению с самым низким уровнем, но если не будет Луны, приливы будут весьма незначительными – всего лишь четверть от нынешнего максимального уровня.
Осевой наклон Земли будет нестабильным
Земля вращается вокруг своей оси с наклоном 23,4 градуса по отношению к нашей орбитальной плоскости вокруг Солнца (наклон оси вращения). Вы можете подумать, что Луна не имеет отношения к данному явлению, но на протяжении десятков тысяч лет этот наклон изменяется – с 22,1 градуса до 24,5 градусов. Луна служит стабилизирующей силой, тогда как планеты без больших лун, например, Марс, на протяжении времени сталкиваются с наклоном в десятки раз большим. По некоторым оценкам, без Луны наклон Земли может достигнуть 45 градусов. И тогда на полюсах не всегда будет холодно, а на экваторе – тепло. Без стабилизационного влияния Луны каждые несколько тысяч лет на Земле будут возникать ледниковые периоды.
У нас больше не будет удобной стартовой площадки для полетов на другие планеты
Насколько нам известно, человечество – единственный вид, который по собственной воле ступил на поверхность другого мира. Частично это обусловлено сравнительно близким расположением Луны к Земле. Расстояние между нашей планетой и спутником составляет всего 380 тыс. км. Этот путь ракета может преодолеть приблизительно за три дня, а обмен сигналом с Луной занимает всего 2,5 секунды. Полет до следующих ближайших объектов – Марса и Венеры – займет несколько месяцев. В общей сложности путь туда и обратно продлится около года.
Полет на Луну – самое легкое «тренировочное путешествие», о котором мы могли бы попросить Вселенную, если бы нашей целью стало исследование Солнечной системы. Возможно, в скором времени мы вновь воспользуемся данной возможностью, а также всем тем, что она дает Земле.