Почему мы видим только одну сторону. Луна - обратная сторона: загадки и тайны

Высоко в небе плывет Луна, светлая, красивая, с темными пятнами на блестящем диске. В полнолуние она напоминает чью-то круглую, добродушную, немного насмешливую физиономию. Мы всегда видим ее такой. И до нас тысячи лет люди смотрели на такую же точно Луну и так же на ней распределялись темные пятна, которые делают ее похожей на лицо человека. Тысячи лет люди наблюдают изменения ее светлого лика - от тоненького серпа новорожденного месяца до полного сияния ее диска. А между тем Луна - шар, такой же, как и другие планеты, в том числе и наша Земля, на которой мы с вами живем. Но Луна никогда не показывает нам свою другую сторону, мы ее не видим. Почему?

Луна вращается вокруг своей оси и одновременно совершает свой путь вокруг Земли, потому что она спутник Земли.

За двадцать девять с половиной суток она совершает свой оборот вокруг Земли, и… столько же времени ей требуется, чтобы обернуться вокруг своей оси, - так медленно она совершает этот оборот. И в этом все дело. Поэтому-то мы всегда видим только одну ее сторону.

Но как все-таки это происходит? Чтобы вы яснее себе это представили, давайте проделаем небольшой опыт. Возьмите какой-нибудь небольшой столик (если нет столика - стул или что-нибудь еще, что вам удобней, что будет под руками). Этот стул будет воображаемая Земля, а вы сами - Луна, которая оборачивается вокруг Земли. Начните двигаться вокруг столика, оставаясь все время к нему лицом. В начале вашего движения вы, допустим, видели перед собой окно, но потом, по мере того как вы будете совершать свой круг вокруг столика (то есть Земли), окно это окажется у вас за спиной, и только в конце пути вы снова его увидите. Это лишь подтвердит, что вы обернулись не только вокруг столика, но и вокруг себя самого, своей оси.

Вот так и Луна. Она делает оборот вокруг Земли и одновременно вокруг собственной оси.

Но всем теперь известно, что мы все-таки увидали обратную сторону Луны! Как это произошло? А помните?.. Впрочем, нет, вы этого не помните: в те годы вы были еще слишком малы! А произошло это в 1959 году, когда советские ученые запустили в сторону Луны автоматическую станцию, которая облетела вокруг нашего спутника и передала снимки с другой его стороны нам на Землю. И люди всего мира впервые увидели обратную сторону Луны!

И это далеко еще не все. Через несколько лет советские ученые снова послали автоматическую станцию в сторону Луны, и в этот раз снова были сделаны фотографии и посланы на Землю. Благодаря снимкам ученые тогда составили первую карту обеих сторон лунной поверхности, а потом новую цветную карту Луны с лунными морями, горными хребтами, важнейшими пиками, кольцевыми горами-кратерами, цирками.

Пока я писала эти странички, одна новость следовала за другой. Не успела я сообщить вам о новой цветной карте, как произошло поразительное событие: в феврале 1966 года на спутнике Земли прилунилась первая в мире автоматическая станция, наша, советская! Она совершила, как говорят ученые, мягкую посадку - это значит, что она опустилась на Луну плавно, не разбив аппаратуру.

Мягко прилунившись, автоматическая станция тут же стала усердно трудиться - она посылала все новые и новые снимки лунной поверхности, и эти снимки были сделаны на близком расстоянии. А ведь это необычайно важно! Изображения были получены крупные, точные: ученые просто накинулись на эти поразительные документы, внимательно их разглядывали; теперь они видели, какова поверхность Луны, что на ней находится, утверждали либо, напротив, меняли свои точки зрения о лунной поверхности.

«Луна-9» совершила мягкую посадку на нашем спутнике - Луне. И вскоре после этого, в марте 1966 года, была запущена «Луна-10».

Она стала, совершать полеты вокруг Луны, то есть сделалась ее искусственным спутником, а приборы «Луны-10» посылали на Землю сообщения, которые нужны ученым-исследователям, чтобы лучше знать нашу небесную соседку.

«Луна-10» совершала свой бесконечный полет вокруг Луны, такой близкой, знакомой, и в первые дни при этом весь мир мог слышать доносившуюся с нее мелодию гимна коммунистов - «Интернационал».

После «Луны-10» были еще и «Луна-11», и «Луна-12», и «Луна-14», и «Луна-16»… Все время взмывают в космическое пространство наши посланцы, они прокладывают первые пути к нашей небесной соседке. А всегда самое трудное и самое важное то, что сделано в первый раз!

Однако новости последних лет потрясающи! Американские космонавты, на космическом корабле «Аполлон-11», Нейл Армстронг, Эдвин Олдрин и Майкл Коллинс в июле 1969 года первыми полетели на Луну, двое из них, Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин, ступили на ее поверхность, третий, Майкл Коллинс, поджидал их, делая круги вокруг Луны.

Имена этих космонавтов войдут в историю так же, как имя нашего славного Гагарина, вообще первым побывавшего в космосе и увидевшего нашу планету Земля со стороны.

И совершенно особое место в исследовании нашей небесной соседки занимает удивительный аппарат «Луноход-4», доставленный на Луну в ноябре 1970 года. Он там усердно трудился, выполняя за человека работу по исследованию лунной поверхности. Этот удивительный аппарат работал только лунным днем, когда он мог зарядить свои батареи от энергии солнца. А лунной ночью ой отдыхал, как ласково говорили про него: спал.

Право же, все это похоже на сказку.

И вполне может случиться, что за то время, пока эта книжка будет печататься, произойдут новые потрясающие события и нам придется еще расширить эту главку, хотя вначале мы собирались рассказать лишь об одном: почему мы не видим обратную сторону Луны.

Луну также называют богиней ночи. Это - наш молчаливый сосед, на ней нет жизни. Она вращается вокруг Земли на расстоянии 384 400 километров (238,618 миль). Полный оборот Луны вокруг Земли происходит за 27 дней и 12 часов. Этот факт имеет особое значение, он означает, что мы никогда не сможем увидеть другую сторону Луны. Ученые рассчитали, что Луна должна вращаться вокруг своей оси гораздо быстрее. Но под действием силы земного притяжения скорость ее вращения уменьшается, благодаря чему собственное вращение Луны соотносится с ее движением вокруг Земли. Вот почему мы всегда видим только одну сторону Луны.

Длительность дня и ночи на Луне не меняется. Лунный день длится примерно 14 дней, и столько же длится ночь. Во время дня и ночи на Луне сильно изменяется температура. Она достигает примерно 120 градусов тепла днем и температуры замерзания ночью. Вот почему у американских космонавтов, которые первыми прошлись по Луне, были специальные костюмы — скафандры, которые защищали их от жары. Первым ступил на Луну Нейл Армстронг. «Этот маленький шаг для человека является огромным шагом для человечества», — сказал он, сойдя на поверхность Луны. Данное поразительное событие произошло 15 июля 1969 года. Миллионы зрителей могли своими глазами видеть его по телевидению. По линиям спутникового телевидения изображение с Луны достигло самых отдаленных районов Земли.

Почему на Луне нет жизни?

Сейчас, когда человек тщательно исследовал поверхность Луны, он узнал много интересного о ней. Но факт, что на Луне нет жизни, человек знал задолго до того, как достиг Луны. На Луне нет атмосферы. Астрономы установили это, потому что на Луне не бывает сумерек, заката. На Земле ночь наступает постепенно, потому что воздух отражает солнечные лучи даже после захода Солнца. На Луне совсем иначе: только что было светло, и в один момент наступила темнота. Отсутствие атмосферы ведет к тому, что Луна не защищена от любого солнечного излучения. Солнце излучает тепло, свет и радиоволны. Жизнь на Земле зависит от этого тепла и света.

Но Солнце излучает еще и вредную радиацию. Земная атмосфера защищает нас от нее. А на Луне отсутствует атмосфера, которая могла бы поглотить эту вредную радиацию. И все солнечные лучи, полезные и вредные, благополучно достигают поверхности Луны.

Поскольку отсутствует атмосфера, поверхность Луны или чрезмерно горячая, или чрезмерно холодная. Луна вращается, и та сторона, которая повернута к Солнцу, становится очень горячей. Температура может достигать более 150 градусов Цельсия. Это горячей кипящей воды. Жаркий лунный день длится две недели. За ним следует ночь, которая тоже длится две недели. Ночью температура падает до 125 градусов ниже нуля. Это в два раза холодней, чем температура, которая наблюдается на Северном Полюсе. При таких условиях не может существовать ни одна из форм жизни, известных на Земле.

Луна — естественный спутник Земли, удаленный от нее на расстояние около 384000 км (239000 миль). Луна намного легче и меньше Земли. Ей требуется 29 дней, чтобы обернуться вокруг Земли. Луна не излучает собственного света, а только отражает свет Солнца. Поскольку Луна путешествует вокруг Земли, она появляется перед нами в различной форме. Эти различные формы мы называем фазами Луны. Они получаются в результате того, что, вращаясь вокруг Солнца, Земля по-разному затеняет Луну. Луна в зависимости от этого отражает различное количество света.

К Земле повернута всегда одна и та же сторона Луны. До 1959 года, когда спутник «Луна-3» сфотографировал Луну с обратной стороны, мы не знали, как выглядит ее другое полушарие.

Луна состоит из твердых пород. На ее поверхности видны тысячи кратеров. Там встречаются обширные плоские равнины, покрытые пылью, и высокие горы. Возможно, что кратеры образовались из пузырей, лопавшихся в лунной коре в результате вулканической активности миллионы лет назад. На орбите вокруг Земли Луну удерживает сила земного притяжения. Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле. Время от времени вода земных океанов устремляется навстречу Луне. Это вызывает приливы.

Теперь, когда люди уже побывали на Луне, они имеют конкретное представление о спутнике Земли и, соответственно, могут планировать строительство станций па этой планете. Конечно, условия для жизни там достаточно тяжелые. Поверхность Луны буквально изрыта огромными кратерами, есть там и довольно высокие горы, обнаружены большие моря из застывшей вулканической лавы. Когда-то на Луне происходили извержения вулканов, но сегодня они уже бездействуют. Моря и внутренняя поверхность кратеров покрыты толстым слоем пыли. Там нет ни воздуха, ни воды, ни животных, ни растений. На Луне не слышно ни звука, так как звуки распространяются благодаря молекулам воздуха. Поэтому людям для передвижения на Луне нужен специальный скафандр. Жилища человека на Луне должны быть абсолютно герметичными, как батискафы для подводных исследований. Все, что необходимо для поддержания жизнедеятельности, вплоть до самого воздуха, должно доставляться с Земли.

И прекрасная, она с древних времен притягивала взоры астрономов. Уже тогда были подмечены многие ее особенности: смены фаз, время восхода и захода, продолжительность лунного месяца. Заметили древние ученые и постоянность лика ночного светила. Правда, в те времена они не задавались вопросом о том, почему Луна повернута к Земле одной стороной. Для них это было единственно возможное положение, вполне соответствующее бытовавшим поверьям о структуре неба.

Сегодня дела обстоят несколько иначе. Наши представления о движении и взаимодействии космических объектов, подкрепленные многочисленными наблюдениями, сильно отличаются от бытовавших в древние времена. И практически все со школьной скамьи знают, почему Луна повернута к Земле одной стороной.

Начало истории

На сегодняшний день одна из тайн, которые Луна упорно не хочет нам открывать, это ее происхождение. Различные исследования, проведенные с целью получить окончательный ответ на этот вопрос, пока породили несколько версий. По одной из них Луна и Земля — сестры, образовавшиеся примерно в одно и то же время из общего протопланетного облака. В пользу этого говорят результаты радиоизотопного анализа, позволившего определить одинаковый возраст двух космических тел. Однако существуют и данные, свидетельствующие о больших различиях в составе нашей планеты и ее спутника. Под стать им выдвигается и версия: Луна образовалась где-то далеко в космосе и, приблизившись к Земле, была ею захвачена. Близка к ней и гипотеза, предполагающая, что притянуты были несколько космических объектов, которые через некоторое время столкнулись и образовали Луну. Наконец, есть и теория, согласно которой наша планета - скорее мать для своего спутника: Луна появилась в результате столкновения Земли с огромным телом. Выбитая часть и стала впоследствии вращаться по орбите вокруг «прародительницы».

Система «спутник — планета»

Как бы там ни было, доподлинно известно лишь то, что Луна — естественный спутник Земли. Согласно астрономическим данным, ночное светило во времена своего образования располагалось гораздо ближе к нашей планете. Более того, оно быстрее облетало Землю и поворачивалось то одной, то другой стороной. Такое положение характерно для начального этапа эволюции системы «спутник — планета». Пример итога развития таких «взаимоотношений» — это Плутон и сопровождающий его Харон. Оба космических тела всегда повернуты друг другу одной стороной, их вращение синхронизировано. Но обо всем по порядку.

Приливное ускорение

Молодая Луна сразу же начала воздействовать на Землю. Выражалось это в формировании приливных волн в недавно появившихся океанах, а также и в коре. У этого воздействия два основных следствия. Во-первых, в результате некоторых особенностей и ее вращения приливная волна опережает Луну. Вся масса нашей планеты, заключенная в подобных волнах, в свою очередь, воздействует на спутник, придает ему ускорение, и Луна начинает двигаться быстрее, постепенно удаляясь от Земли. Во-вторых, в этом процессе возникает и противоположно направленная сила, тормозящая движение материков. Как следствие, уменьшается скорость вращения Земли вокруг оси, увеличивается протяженность суток.

Луна удаляется от нашей планеты примерно на 4 см в год. Однако это не вечный процесс, и вероятность потери Землей своего спутника ничтожно мала. Завершится «побег» Луны в тот момент, когда вращение Земли вокруг оси синхронизируется с движением спутника по орбите. В этом случае наша планета будет всегда смотреть на ночное светило одной и той же стороной.

Аналогичный процесс

Легко предположить, что ответ на вопрос о том, почему Луна повернута к Земле одной стороной, связан с подобным же явлением. И действительно, Земли вызывает в недрах спутника аналогичные приливные волны. Поскольку наша планета более массивная, сила ее воздействия гораздо ощутимее. Повинуясь ей, Луна уже давно синхронизировала свое вращение с движением вокруг Земли. В результате появилась всегда доступная для наблюдения и невидимая сторона Луны.

Чуть больше половины

Внимательный астроном-любитель достаточно быстро может обнаружить, что лик ночного светила все же несколько изменяется. Видимая сторона Луны не занимает ровно ее половину. Орбита ночного светила отклоняется от плоскости вращения Земли вокруг Солнца (эклиптики) примерно на 5º. Кроме того, на 1,5º относительно траектории движения Луны смещена ее ось. В результате для наблюдения доступны до 6,5º над и под полюсами спутника. Этот процесс называется либрацией лунной широты. Аналогично происходит колебание долготы спутника. К нему приводит изменение скорости движения Луны в зависимости от расстояния до Земли. Скрытая от глаз часть спутника за счет этого сокращается, а другая сторона Луны, освещенная, увеличивается до 7º долготы. Так и получается, что в общей сложности наблюдать можно до 59% лунной поверхности.

В далеком будущем

Итак, вопрос о том, почему Луна всегда одной стороной смотрит на Землю, находит ответ в особенностях воздействия силы тяготения планеты на спутник. Однако, как было сказано, аналогичный процесс спустя определенное время приведет к тому, что и Земля будет смотреть на ночное светило только одной своей частью, вне зависимости от того, в какой фазе Луна. По расчетам Джона Дарвина, внука основоположника теории эволюции, длительность суток к этому моменту будет равняться пятидесяти привычным нам дням. Расстояние, разделяющее Землю и Луну, увеличится при этом примерно в полтора раза. Это и будет то самое идеальное состояние системы «спутник — планета».

Солнечные приливы

Есть, правда, некоторая вероятность, что Луне никогда не суждено достигнуть достаточного удаления. Причина такой возможности кроется в солнечный приливах. Дневное светило оказывает аналогичное лунному воздействие как на планету, так и на спутник. Если в теоретическое построение будущего двух космических тел включить этот факт, получается, что на определенном расстоянии от Земли Луна снова станет приближаться. У этого сокращения дистанции будут разрушительные последствия. Когда Луна окажется на расстоянии 2,9 она будет разорвана на части силами притяжения.

Еще одно «но»

Однако и эта картина может не реализоваться. Дело в том, что по прогнозам, удаление Луны, затем ее приближение и, наконец, гибель займут несколько триллионов лет. За это время может случить катастрофа более серьезного масштаба, по крайней мере для всего живого на планете. Потухнет Солнце, исчерпавшее все запасы звездного топлива. Вслед за этим изменятся и все условия взаимодействия в планетной системе светила.

Исследование

Другая сторона Луны, недоступная непосредственному наблюдению, длительное время представляла собой тайну, в буквальном смысле покрытую мраком. Лишь подарило возможность познакомиться с ней поближе. Первым летательным аппаратом, сфотографировавшим около 70% поверхности скрытой части, была советская «Луна-3». Снимки, переданные на Землю, показали, что рельеф обратной стороны несколько отличен от характера видимой поверхности. Здесь практически отсутствовали равнины морей. Обнаружено было только два подобных образования, впоследствии названные Морем Москвы и Морем Мечты.

Гигантский кратер

В 1965 году к Луне направился космический аппарат «Зонд-3». Он завершил съемку невидимой части спутника. Изображение оставшихся 30% поверхности лишь подтвердили сделанные ранее выводы: поверхность в этой части покрыта кратерами и горами, но морей на ней практически нет.

Наиболее впечатляющими размерами обладает один из кратеров, размещающийся именно на темной стороне Луны. Его протяженность составляет 2250 км, а глубина — 12 км.

Гипотезы

Сегодня тайны во многом разгаданы. Однако человеческому уму свойственно фантазировать о тех вещах и явлениях, которые недоступны непосредственному наблюдению. Потому на просторах интернета легко встретить самые причудливые гипотезы, имеющее отношение ко всей Луне в целом или только к ее скрытой от глаз стороне. Есть предположения об искусственном происхождении спутника, его населенности внеземным разумом и намеренном сокрытии одной из сторон. Встречаются и упоминания о таинственной космической базе, размещенной на темной части спутника. Подобные версии довольно трудно как подтвердить, так и опровергнуть. Насколько бы они ни были правдивы или ложны, в их основе лежит та же причина, что подвигла людей на освоение космоса: надежда найти в безбрежных просторах Вселенной собратьев по разуму, желание прикоснуться к неизведанному.

Однако сегодня достаточно точно известно, почему Луна повернута к Земле одной стороной. Да и предположение об искусственном происхождении не получило сколько-нибудь серьезного продолжения. Ответ на этот вопрос стал столь же очевиден, как и понимание, в какой фазе Луна сегодня и почему. Нельзя, правда, сказать, что мы знаем о земном спутнике все и никаких открытий в будущем не ожидается. Напротив, ночное светило под стать древним божествам, олицетворявшим его, остается таинственным и не спешит делиться секретами. Человечеству еще предстоит узнать немало интересного о спутнике нашей планеты. Возможно, новый этап изучения, начавшийся совсем недавно, принесет плоды уже в ближайшее время. Совершенно точно, что огромное значение в этом смысле имеет реализация некоторых проектов НАСА. Среди них «Аватар», заключающийся в разработке костюма телеприсутствия. Он позволит, находясь на Земле, с помощью роботов проводить эксперименты на Луне. Огромные надежды возлагаются и на проект колонизации, реализация которого выльется в размещение научной базы на спутнике нашей планеты.

Вечная сопровождающая Земли, окруженная романтическими историями и научными тайнами, — Луна – показана фиксированной стороной 100% времени. Но почему не видна обратная сторона Луны, в теории заключены мистические факты или легко объяснить процесс с точки зрения физики и астрономии?

Как происходит оборот?

В интернете полно фото и видео, составленных из них в течение года, которые точно показывают, как мы видим Луну. Принципы небесной механики помогут объяснить феномен одной стороны космического тела.

Планета вращается вокруг собственной оси и Солнца, а для Луны «солнцем» становится Земля. Она вращается вокруг личной оси и планеты. Скорость обхода небесного тела вокруг Земли на 100% соответствует скорости оборота вокруг собственной оси.

Это значит, что Луна вращается на 100% синхронно и вокруг планеты, и вокруг оси. Так было не всегда, и процесс вращения вначале выглядел иначе. Под действием гравитации Земли и приливов медленно планета настроила спутник под собственные особенности. Это причина, почему не видна обратная сторона Луны.

Практический пример вращения

Чтобы понять, как именно происходит оборот, можно провести небольшой эксперимент:

Поставьте стул в центре комнаты. Это Земля.
Встаньте на расстоянии вытянутой руки и кончиками пальцев расположитесь в центре предмета. Вы – Луна.
Начните двигаться так, чтобы пальцы не перемещались. Сделайте полный круг.

Заметили, что находились одним боком к объекту в ходе эксперимента? Это происходит и со спутником Земли.

Ровно ли половину мы видим с Земли?

Полный оборот небесное тело осуществляет лишь за 27 дней 7 часов и 43,1 минуту времени. Если взглянуть на видео, где процесс фиксируется целый год, то станет понятно, что мы видим больше 50% Луны. На противоположной стороне остается недоступен 41% поверхности.

Вращение у спутника не всегда происходит на одинаковой скорости. Происходят лунные либрации — когда спутник приближается к Земле на минимальную дистанцию, скорость увеличивается. Когда лунная орбита становится дальше, то скорость замедляется. Важно понимать и то, что вращаются небесные тела по эллипсоидной траектории.

Больше 4 млрд. лет назад Земля и ее спутница образовались, они вращались быстрее, и скорости их отличались. Теперь же большая планета подстроила под себя малую, и это главная причина, почему не видна взору обратная сторона Луны.

Вот так и Луна. Она делает оборот вокруг Земли и одновременно вокруг собственной оси.

Она стала совершать полеты вокруг Луны, то есть сделалась ее искусственным спутником, а приборы «Луны-10» посылали на Землю сообщения, которые нужны ученым исследователям, чтобы лучше знать нашу небесную соседку.

После «Луны-10» были еще и «Луна-11», и «Луна-12», и «Луна-14», и «Луна-16»… Всё время взмывают в космическое пространство наши посланцы, они прокладывают первые пути к нашей небесной соседке. А всегда самое трудное и самое важное то, что сделано в первый раз!

И совершенно особое место в исследовании нашей небесной соседки занимает удивительный аппарат «Луноход-1», доставленный на Луну в ноябре 1970 года. Он там усердно трудился, выполняя за человека работу по исследованию лунной поверхности. Этот удивительный аппарат работал только лунным днем, когда он мог зарядить свои батареи от энергии солнца. А лунной ночью ой отдыхал, как ласково говорили про него: спал.

Право же, все это похоже на сказку.