Mặt trăng là một vệ tinh của hành tinh chúng ta, đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học và những người tò mò từ thời xa xưa. Trong thế giới cổ đại, cả các nhà chiêm tinh và nhà thiên văn học đều dành nhiều luận thuyết ấn tượng về nó. Các nhà thơ cũng không bị tụt lại phía sau họ. Ngày nay, theo nghĩa này, có rất ít thay đổi: quỹ đạo của Mặt trăng, các đặc điểm bề mặt và bên trong của nó đều được các nhà thiên văn học nghiên cứu cẩn thận. Những người biên soạn tử vi cũng không rời mắt khỏi cô ấy. Ảnh hưởng của vệ tinh đến Trái đất được nghiên cứu bởi cả hai. Các nhà thiên văn học đang nghiên cứu sự tương tác của hai thiên thể ảnh hưởng như thế nào đến chuyển động và các quá trình khác của mỗi vật thể. Trong quá trình nghiên cứu Mặt trăng, kiến thức về lĩnh vực này đã tăng lên đáng kể.
Nguồn gốc
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, Trái đất và Mặt trăng được hình thành gần như cùng thời điểm. Cả hai cơ thể đều 4,5 tỷ năm tuổi. Có một số giả thuyết về nguồn gốc của vệ tinh. Mỗi người trong số họ giải thích một số đặc điểm nhất định của Mặt trăng, nhưng để lại một số câu hỏi chưa được giải đáp. Giả thuyết về một vụ va chạm khổng lồ được coi là gần với sự thật nhất hiện nay.
Theo giả thuyết, một hành tinh có kích thước tương tự sao Hỏa đã va chạm với Trái đất trẻ. Tác động là tiếp tuyến và gây ra sự giải phóng phần lớn vật chất của thiên thể này vào không gian, cũng như một lượng “vật chất” trên mặt đất. Từ chất này một vật thể mới được hình thành. Bán kính quỹ đạo của Mặt trăng ban đầu là sáu mươi nghìn km.
Giả thuyết va chạm khổng lồ giải thích rõ ràng nhiều đặc điểm về cấu trúc, thành phần hóa học của vệ tinh và hầu hết đặc điểm của hệ Mặt Trăng-Trái Đất. Tuy nhiên, nếu lấy lý thuyết làm cơ sở thì một số sự thật vẫn chưa rõ ràng. Như vậy, sự thiếu hụt sắt trên vệ tinh chỉ có thể giải thích là do vào thời điểm va chạm, sự phân hóa các lớp bên trong đã xảy ra trên cả hai vật thể. Cho đến nay, không có bằng chứng nào cho thấy điều này đã xảy ra. Chưa hết, bất chấp những phản biện như vậy, giả thuyết tác động khổng lồ vẫn được coi là giả thuyết chính trên toàn thế giới.
Tùy chọn
Mặt trăng, giống như hầu hết các vệ tinh khác, không có bầu khí quyển. Chỉ phát hiện được dấu vết của oxy, heli, neon và argon. Do đó, nhiệt độ bề mặt ở vùng được chiếu sáng và vùng tối rất khác nhau. Ở phía nắng, nó có thể tăng lên +120 С, và ở phía tối, nó có thể giảm xuống -160 С.
Khoảng cách trung bình giữa Trái đất và Mặt trăng là 384 nghìn km. Hình dạng của vệ tinh gần như là một hình cầu hoàn hảo. Sự khác biệt giữa bán kính xích đạo và cực là nhỏ. Chúng lần lượt là 1738,14 và 1735,97 km.
Một vòng quay hoàn toàn của Mặt trăng quanh Trái đất chỉ mất hơn 27 ngày. Chuyển động của vệ tinh trên bầu trời đối với người quan sát được đặc trưng bởi sự thay đổi các pha. Thời gian từ trăng tròn này đến trăng tròn khác dài hơn một chút so với khoảng thời gian được chỉ định và xấp xỉ 29,5 ngày. Sự khác biệt phát sinh do Trái đất và vệ tinh cũng chuyển động quanh Mặt trời. Mặt trăng phải di chuyển nhiều hơn một vòng để ở vị trí ban đầu.
Hệ thống Trái Đất-Mặt Trăng
Mặt trăng là một vệ tinh có phần khác biệt so với các vật thể tương tự khác. Tính năng chính của nó theo nghĩa này là khối lượng của nó. Nó được ước tính là 7,35 * 10 22 kg, xấp xỉ 1/81 của Trái đất. Và nếu bản thân khối lượng không phải là thứ gì đó bất thường trong không gian vũ trụ, thì mối quan hệ của nó với các đặc điểm của hành tinh là không điển hình. Theo quy luật, tỷ lệ khối lượng trong các hệ vệ tinh-hành tinh có phần nhỏ hơn. Chỉ Pluto và Charon mới có thể tự hào về tỷ lệ tương tự. Hai thiên thể này cách đây một thời gian bắt đầu được coi là một hệ thống gồm hai hành tinh. Có vẻ như cách gọi này cũng đúng trong trường hợp Trái đất và Mặt trăng.
Sự chuyển động của Mặt Trăng trên quỹ đạo
Vệ tinh thực hiện một vòng quay quanh hành tinh so với các ngôi sao trong một tháng thiên văn, kéo dài 27 ngày, 7 giờ và 42,2 phút. Quỹ đạo của Mặt Trăng có dạng hình elip. Ở các thời điểm khác nhau, vệ tinh nằm gần hành tinh hơn hoặc ở xa hơn. Khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng thay đổi từ 363.104 đến 405.696 km.
Quỹ đạo của vệ tinh gắn liền với một bằng chứng khác ủng hộ giả định rằng Trái đất và vệ tinh phải được coi là một hệ thống bao gồm hai hành tinh. Quỹ đạo của Mặt trăng không nằm gần mặt phẳng xích đạo của Trái đất (như đặc trưng của hầu hết các vệ tinh), mà thực tế nằm trong mặt phẳng quay của hành tinh quanh Mặt trời. Góc giữa mặt phẳng hoàng đạo và quỹ đạo của vệ tinh lớn hơn 5° một chút.
Quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Về vấn đề này, việc xác định quỹ đạo chính xác của vệ tinh không phải là nhiệm vụ dễ dàng nhất.
Một chút lịch sử
Lý thuyết giải thích cách Mặt trăng di chuyển đã được đưa ra vào năm 1747. Tác giả của những phép tính đầu tiên giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về đặc thù của quỹ đạo vệ tinh là nhà toán học người Pháp Clairaut. Sau đó, trở lại thế kỷ 18, sự quay của Mặt trăng quanh Trái đất thường được đưa ra như một lập luận chống lại lý thuyết của Newton. Các tính toán được thực hiện bằng cách sử dụng nó khác rất nhiều so với chuyển động biểu kiến của vệ tinh. Clairaut đã giải quyết được vấn đề này.
Vấn đề này đã được nghiên cứu bởi các nhà khoa học nổi tiếng như d'Alembert và Laplace, Euler, Hill, Puiseau và những người khác. Lý thuyết hiện đại về cuộc cách mạng mặt trăng thực sự bắt đầu từ công trình của Brown (1923). Nghiên cứu của nhà toán học và thiên văn học người Anh đã giúp loại bỏ sự khác biệt giữa tính toán và quan sát.
Một nhiệm vụ không hề dễ dàng
Chuyển động của Mặt trăng bao gồm hai quá trình chính: quay quanh trục của nó và chuyển động quanh hành tinh của chúng ta. Sẽ không quá khó để đưa ra một lý thuyết giải thích chuyển động của vệ tinh nếu quỹ đạo của nó không bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau. Đây là sức hút của Mặt trời và đặc điểm hình dạng của Trái đất và các hành tinh khác. Những ảnh hưởng như vậy làm xáo trộn quỹ đạo và việc dự đoán vị trí chính xác của Mặt trăng tại một thời điểm cụ thể trở thành một nhiệm vụ khó khăn. Để hiểu điều gì đang diễn ra ở đây, chúng ta hãy xem xét một số thông số về quỹ đạo của vệ tinh.
Nút tăng dần và giảm dần, đường apsidal
Như đã đề cập, quỹ đạo của Mặt Trăng nghiêng theo đường hoàng đạo. Quỹ đạo của hai vật thể giao nhau tại các điểm được gọi là nút tăng dần và nút giảm dần. Chúng nằm ở hai phía đối diện của quỹ đạo so với tâm của hệ thống, tức là Trái đất. Đường thẳng tưởng tượng nối hai điểm này được chỉ định là một đường nút.
Vệ tinh này ở gần hành tinh của chúng ta nhất ở điểm cận điểm. Khoảng cách tối đa ngăn cách hai thiên thể là khi Mặt trăng ở điểm cực đại. Đường thẳng nối hai điểm này được gọi là đường apse.
Rối loạn quỹ đạo
Do ảnh hưởng của một số lượng lớn các yếu tố đến chuyển động của vệ tinh cùng một lúc, về cơ bản nó đại diện cho tổng của một số chuyển động. Chúng ta hãy xem xét những xáo trộn đáng chú ý nhất phát sinh.
Đầu tiên là hồi quy dòng nút. Đường thẳng nối hai điểm giao nhau của mặt phẳng quỹ đạo mặt trăng và mặt phẳng hoàng đạo không cố định ở một chỗ. Nó di chuyển rất chậm theo hướng ngược lại (đó là lý do tại sao nó được gọi là hồi quy) với chuyển động của vệ tinh. Nói cách khác, mặt phẳng quỹ đạo của Mặt trăng quay trong không gian. Phải mất 18,6 năm cho một cuộc cách mạng hoàn chỉnh.
Đường apses cũng đang di chuyển. Chuyển động của đường thẳng nối tâm điểm và cận điểm được thể hiện ở sự quay của mặt phẳng quỹ đạo theo cùng hướng mà Mặt trăng đang chuyển động. Điều này xảy ra nhanh hơn nhiều so với trường hợp một dòng nút. Một cuộc cách mạng hoàn chỉnh mất 8,9 năm.
Ngoài ra, quỹ đạo mặt trăng còn có những dao động ở một biên độ nhất định. Theo thời gian, góc giữa mặt phẳng của nó và mặt phẳng hoàng đạo thay đổi. Phạm vi giá trị là từ 4°59" đến 5°17". Cũng giống như trường hợp của dòng nút, khoảng thời gian biến động như vậy là 18,6 năm.
Cuối cùng, quỹ đạo của Mặt trăng thay đổi hình dạng. Nó kéo dài ra một chút, sau đó trở lại cấu hình ban đầu. Trong trường hợp này, độ lệch tâm của quỹ đạo (mức độ lệch hình dạng của nó so với hình tròn) thay đổi từ 0,04 đến 0,07. Những thay đổi và trở về vị trí ban đầu mất 8,9 năm.
Nó không đơn giản như vậy
Trên thực tế, 4 yếu tố cần tính đến khi tính toán không nhiều. Tuy nhiên, chúng không làm hết mọi nhiễu loạn trên quỹ đạo vệ tinh. Trên thực tế, mỗi thông số chuyển động của Mặt Trăng đều liên tục bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu tố. Tất cả điều này làm phức tạp nhiệm vụ dự đoán vị trí chính xác của vệ tinh. Và tính đến tất cả các thông số này thường là nhiệm vụ quan trọng nhất. Ví dụ, việc tính toán quỹ đạo của Mặt trăng và độ chính xác của nó ảnh hưởng đến sự thành công của sứ mệnh của tàu vũ trụ được gửi tới nó.
Ảnh hưởng của Mặt trăng tới Trái đất
Vệ tinh của hành tinh chúng ta tương đối nhỏ, nhưng ảnh hưởng của nó có thể thấy rõ. Có lẽ mọi người đều biết rằng chính Mặt Trăng đã hình thành nên thủy triều trên Trái Đất. Ở đây chúng ta phải đặt trước ngay: Mặt trời cũng gây ra hiệu ứng tương tự, nhưng do khoảng cách xa hơn nhiều nên ảnh hưởng thủy triều của ngôi sao sáng ít được chú ý. Ngoài ra, sự thay đổi mực nước ở biển và đại dương cũng liên quan đến đặc thù tự quay của Trái đất.
Hiệu ứng hấp dẫn của Mặt trời lên hành tinh của chúng ta lớn hơn khoảng hai trăm lần so với Mặt trăng. Tuy nhiên, lực thủy triều chủ yếu phụ thuộc vào tính không đồng nhất của trường. Khoảng cách ngăn cách Trái đất và Mặt trời làm chúng phẳng đi nên ảnh hưởng của Mặt trăng ở gần chúng ta mạnh hơn (gấp đôi so với trường hợp của ngôi sao sáng).
Một làn sóng thủy triều được hình thành ở phía bên của hành tinh hiện đang đối mặt với ngôi sao đêm. Ngoài ra còn có thủy triều ở phía đối diện. Nếu Trái đất đứng yên thì sóng sẽ di chuyển từ tây sang đông, nằm ngay dưới Mặt trăng. Cuộc cách mạng đầy đủ của nó sẽ hoàn thành chỉ sau hơn 27 ngày, tức là trong một tháng thiên văn. Tuy nhiên, chu kỳ quay quanh trục nhỏ hơn 24 giờ một chút. Kết quả là sóng chạy dọc theo bề mặt hành tinh từ đông sang tây và hoàn thành một vòng quay trong 24 giờ 48 phút. Vì sóng liên tục chạm vào các lục địa nên nó di chuyển về phía trước theo hướng chuyển động của Trái đất và đi trước vệ tinh của hành tinh trong đường di chuyển của nó.
Loại bỏ quỹ đạo của Mặt trăng
Sóng thủy triều gây ra sự chuyển động của một khối nước khổng lồ. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến chuyển động của vệ tinh. Một phần ấn tượng của khối lượng hành tinh bị dịch chuyển khỏi đường nối hai vật thể và thu hút Mặt trăng về phía chính nó. Kết quả là vệ tinh trải qua một khoảnh khắc lực, giúp tăng tốc chuyển động của nó.
Đồng thời, các lục địa gặp sóng thủy triều (chúng di chuyển nhanh hơn sóng, vì Trái đất quay với tốc độ cao hơn tốc độ quay của Mặt trăng) chịu một lực làm chúng chậm lại. Điều này dẫn đến sự chậm lại dần dần trong quá trình quay của hành tinh chúng ta.
Do sự tương tác thủy triều của hai vật thể, cũng như tác dụng và xung lượng góc, vệ tinh sẽ chuyển lên quỹ đạo cao hơn. Đồng thời, tốc độ của Mặt trăng giảm. Nó bắt đầu di chuyển chậm hơn trên quỹ đạo. Một cái gì đó tương tự đang xảy ra với Trái đất. Nó chậm lại, dẫn đến độ dài của ngày tăng dần.
Mặt trăng đang di chuyển ra xa Trái đất khoảng 38 mm mỗi năm. Nghiên cứu của các nhà cổ sinh vật học và địa chất xác nhận tính toán của các nhà thiên văn học. Quá trình Trái đất quay chậm dần và Mặt trăng rời xa bắt đầu khoảng 4,5 tỷ năm trước, tức là kể từ thời điểm hai vật thể được hình thành. Dữ liệu của các nhà nghiên cứu ủng hộ giả định rằng trước đây tháng âm lịch ngắn hơn và Trái đất quay với tốc độ nhanh hơn.
Sóng thủy triều không chỉ xảy ra ở vùng biển của các đại dương trên thế giới. Các quá trình tương tự xảy ra trong lớp manti và vỏ trái đất. Tuy nhiên, chúng ít được chú ý hơn vì các lớp này không dễ uốn.
Việc loại bỏ Mặt trăng và sự chậm lại của Trái đất sẽ không xảy ra mãi mãi. Cuối cùng, chu kỳ quay của hành tinh sẽ bằng chu kỳ quay của vệ tinh. Mặt trăng sẽ “lơ lửng” trên một khu vực trên bề mặt. Trái đất và vệ tinh sẽ luôn hướng về nhau cùng một phía. Ở đây cần nhớ rằng một phần của quá trình này đã được hoàn thành. Chính sự tương tác thủy triều đã dẫn đến thực tế là luôn có thể nhìn thấy cùng một phía của Mặt trăng trên bầu trời. Trong không gian có một ví dụ về một hệ ở trạng thái cân bằng như vậy. Chúng đã được gọi là Pluto và Charon.
Mặt trăng và Trái đất có sự tương tác liên tục. Không thể nói cơ thể nào ảnh hưởng đến cơ thể kia nhiều hơn. Đồng thời, cả hai đều được tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Các thiên thể vũ trụ khác, xa hơn, cũng đóng một vai trò quan trọng. Việc tính đến tất cả các yếu tố như vậy khiến cho việc xây dựng và mô tả chính xác mô hình chuyển động của một vệ tinh trên quỹ đạo quanh hành tinh của chúng ta trở nên khá khó khăn. Tuy nhiên, một lượng kiến thức khổng lồ được tích lũy, cũng như thiết bị không ngừng cải tiến, giúp dự đoán ít nhiều chính xác vị trí của vệ tinh bất cứ lúc nào và dự đoán tương lai đang chờ đợi từng vật thể và hệ thống Trái đất-Mặt trăng như một trọn.
Trái đất thường, và không phải không có lý do, được gọi là hành tinh kép Trái đất-Mặt trăng. Mặt trăng (Selene, nữ thần Mặt trăng trong thần thoại Hy Lạp), người hàng xóm thiên thể của chúng ta, là người đầu tiên được nghiên cứu trực tiếp.
Mặt Trăng là vệ tinh tự nhiên của Trái Đất, nằm ở khoảng cách 384 nghìn km (60 bán kính Trái Đất). Bán kính trung bình của Mặt trăng là 1738 km (nhỏ hơn gần 4 lần so với Trái đất). Khối lượng của Mặt trăng bằng 1/81 khối lượng Trái đất, lớn hơn đáng kể so với tỷ lệ tương tự của các hành tinh khác trong Hệ Mặt trời (ngoại trừ cặp Sao Diêm Vương-Charon); do đó, hệ Trái đất-Mặt trăng được coi là một hành tinh kép. Nó có một trọng tâm chung - cái gọi là barycenter, nằm trong phần thân Trái đất ở khoảng cách 0,73 bán kính tính từ tâm của nó (1700 km tính từ bề mặt Đại dương). Cả hai thành phần của hệ thống đều quay quanh tâm này và chính barycenter chuyển động theo quỹ đạo quanh Mặt trời. Mật độ trung bình của chất mặt trăng là 3,3 g/cm 3 (trên mặt đất - 5,5 g/cm 3). Thể tích của Mặt trăng nhỏ hơn Trái đất 50 lần. Lực hấp dẫn của Mặt Trăng yếu hơn Trái Đất 6 lần. Mặt trăng quay quanh trục của nó, đó là lý do tại sao nó hơi dẹt ở hai cực. Trục quay của Mặt Trăng tạo một góc 83°22" với mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng. Mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng không trùng với mặt phẳng quỹ đạo Trái Đất và nghiêng với mặt phẳng quỹ đạo Trái Đất một góc 5° 9". Những nơi quỹ đạo của Trái đất và Mặt trăng giao nhau được gọi là các nút của quỹ đạo Mặt trăng.
Quỹ đạo của Mặt trăng là một hình elip, nằm ở một trong những tiêu điểm của Trái đất, do đó khoảng cách từ Mặt trăng đến Trái đất thay đổi từ 356 đến 406 nghìn km. Chu kỳ quay quanh quỹ đạo của Mặt trăng và theo đó, cùng một vị trí của Mặt trăng trên thiên cầu được gọi là tháng thiên văn (thiên văn) (tiếng Latinh sidus, sideris (gen. p.) - ngôi sao). Đó là 27,3 ngày Trái đất. Tháng thiên văn trùng với khoảng thời gian Mặt trăng quay quanh trục của nó hàng ngày do tốc độ góc giống hệt nhau của chúng (khoảng 13,2° mỗi ngày), được thiết lập do hiệu ứng hãm của Trái đất. Do sự đồng bộ của các chuyển động này, Mặt Trăng luôn hướng về một phía của chúng ta. Tuy nhiên, chúng ta nhìn thấy gần 60% bề mặt của nó do sự cân bằng - sự dao động rõ ràng của Mặt trăng lên xuống (do sự không khớp của mặt phẳng quỹ đạo của Mặt trăng và Trái đất cũng như độ nghiêng của trục quay của Mặt trăng so với quỹ đạo) và trái và phải (do Trái đất nằm ở một trong các tiêu điểm của quỹ đạo Mặt trăng và bán cầu nhìn thấy được của Mặt trăng hướng về tâm của hình elip).
Khi di chuyển quanh Trái đất, Mặt trăng chiếm các vị trí khác nhau so với Mặt trời. Liên quan đến điều này là các giai đoạn khác nhau của Mặt trăng, tức là các hình dạng khác nhau của phần nhìn thấy được của nó. Bốn giai đoạn chính là: trăng non, quý đầu tiên, trăng tròn, quý cuối cùng. Đường trên bề mặt Mặt trăng ngăn cách phần được chiếu sáng của Mặt trăng với phần không sáng được gọi là đường kết thúc.
Trong thời gian trăng non, Mặt trăng nằm giữa Mặt trời và Trái đất và hướng về Trái đất với mặt không được chiếu sáng, do đó vô hình. Trong quý đầu tiên, Mặt trăng có thể được nhìn thấy từ Trái đất ở khoảng cách góc 90° so với Mặt trời và tia sáng mặt trời chỉ chiếu sáng nửa bên phải của mặt Mặt trăng hướng về Trái đất. Khi trăng tròn, Trái đất nằm giữa Mặt trời và Mặt trăng, bán cầu của Mặt trăng hướng về Trái đất được Mặt trời chiếu sáng rực rỡ và Mặt trăng được nhìn thấy dưới dạng một đĩa đầy đủ. Trong quý vừa qua, Mặt trăng lại được nhìn thấy từ Trái đất ở khoảng cách góc 90° so với Mặt trời và các tia mặt trời chiếu sáng nửa bên trái của phía nhìn thấy được của Mặt trăng. Trong khoảng thời gian giữa các giai đoạn chính này, Mặt trăng có thể nhìn thấy dưới dạng hình lưỡi liềm hoặc dưới dạng một đĩa không hoàn chỉnh.
Thời kỳ thay đổi hoàn toàn các pha mặt trăng, tức là thời kỳ Mặt trăng trở lại vị trí ban đầu so với Mặt trời và Trái đất, được gọi là tháng giao hội. Nó trung bình có 29,5 ngày mặt trời trung bình. Trong tháng giao hội trên Mặt trăng, sự thay đổi ngày và đêm xảy ra một lần, thời gian đó là = 14,7 ngày. Tháng giao hội dài hơn tháng thiên văn hơn hai ngày. Đây là kết quả của việc hướng quay dọc trục của Trái đất và Mặt trăng trùng với hướng chuyển động quỹ đạo của Mặt trăng. Khi Mặt trăng hoàn thành một vòng quanh Trái đất trong 27,3 ngày, Trái đất sẽ tiến lên khoảng 27° trong quỹ đạo quanh Mặt trời, vì tốc độ quỹ đạo góc của nó là khoảng 1° mỗi ngày. Trong trường hợp này, Mặt trăng sẽ giữ nguyên vị trí giữa các ngôi sao, nhưng sẽ không ở giai đoạn trăng tròn, vì để làm được điều này, nó cần phải di chuyển theo quỹ đạo của mình thêm 27° phía sau Trái đất “đã trốn thoát”. Vì vận tốc góc của Mặt trăng là xấp xỉ 13,2° mỗi ngày nên nó đi hết khoảng cách này trong khoảng hai ngày và còn di chuyển thêm 2° nữa ra sau Trái đất đang chuyển động. Kết quả là tháng giao hội dài hơn tháng thiên văn hơn hai ngày. Mặc dù Mặt trăng di chuyển quanh Trái đất từ tây sang đông, nhưng chuyển động biểu kiến của nó trên bầu trời lại xảy ra từ đông sang tây do tốc độ quay của Trái đất cao so với chuyển động quỹ đạo của Mặt trăng. Hơn nữa, trong thời kỳ cực đại (điểm cao nhất trên đường đi của nó trên bầu trời), Mặt trăng hiển thị hướng của kinh tuyến (bắc - nam), có thể được sử dụng để định hướng gần đúng trên mặt đất. Và vì đỉnh cao của Mặt trăng ở các pha khác nhau xảy ra vào các giờ khác nhau trong ngày: trong quý đầu tiên - khoảng 18 giờ, trong trăng tròn - vào lúc nửa đêm, trong quý cuối cùng - khoảng 6 giờ trong buổi sáng (giờ địa phương), điều này cũng có thể được sử dụng để ước tính sơ bộ thời gian vào ban đêm.
Năm 1609, sau khi phát minh ra kính thiên văn, lần đầu tiên nhân loại đã có thể kiểm tra vệ tinh không gian của mình một cách chi tiết. Kể từ đó, Mặt trăng là thiên thể vũ trụ được nghiên cứu nhiều nhất, đồng thời là thiên thể đầu tiên mà con người có thể viếng thăm.
Điều đầu tiên chúng ta phải tìm hiểu là vệ tinh của chúng ta là gì? Câu trả lời thật bất ngờ: mặc dù Mặt trăng được coi là vệ tinh nhưng về mặt kỹ thuật, nó vẫn là một hành tinh chính thức giống như Trái đất. Nó có kích thước lớn - chiều ngang 3476 km ở xích đạo - và khối lượng 7,347 × 10 22 kg; Mặt Trăng chỉ thua kém một chút so với hành tinh nhỏ nhất trong Hệ Mặt Trời. Tất cả những điều này làm cho nó trở thành một thành viên đầy đủ trong hệ thống hấp dẫn của Mặt trăng-Trái đất.
Một song song khác như vậy được biết đến trong Hệ Mặt trời và Charon. Mặc dù toàn bộ khối lượng vệ tinh của chúng ta chỉ bằng hơn một phần trăm khối lượng Trái đất một chút, nhưng Mặt trăng không quay quanh Trái đất - chúng có khối tâm chung. Và sự gần gũi của vệ tinh với chúng ta làm nảy sinh một hiệu ứng thú vị khác, khóa thủy triều. Vì vậy mà Mặt Trăng luôn hướng về Trái Đất một mặt.
Hơn nữa, từ bên trong, Mặt trăng có cấu trúc giống như một hành tinh chính thức - nó có lớp vỏ, lớp phủ và thậm chí cả lõi, và trong quá khứ xa xôi đã có những ngọn núi lửa trên đó. Tuy nhiên, không có gì còn sót lại từ những cảnh quan cổ xưa - trong suốt bốn tỷ rưỡi năm lịch sử của Mặt trăng, hàng triệu tấn thiên thạch và tiểu hành tinh đã rơi xuống nó, làm nó nhăn nheo và để lại những miệng hố. Một số tác động mạnh đến mức chúng xé toạc lớp vỏ của nó đến tận lớp phủ. Các hố từ những vụ va chạm như vậy đã hình thành nên maria mặt trăng, những vết đen trên Mặt trăng có thể dễ dàng nhìn thấy từ đó. Hơn nữa, chúng chỉ hiện diện ở phía hữu hình. Tại sao? Chúng ta sẽ nói về điều này hơn nữa.
Trong số các thiên thể, Mặt trăng ảnh hưởng đến Trái đất nhiều nhất - có lẽ ngoại trừ Mặt trời. Thủy triều mặt trăng, thường xuyên làm tăng mực nước trong các đại dương trên thế giới, là tác động rõ ràng nhất nhưng không mạnh mẽ nhất của vệ tinh. Do đó, dần dần di chuyển ra khỏi Trái đất, Mặt trăng làm chậm quá trình quay của hành tinh - ngày mặt trời đã tăng từ 5 giờ ban đầu lên 24 giờ hiện đại. Vệ tinh cũng đóng vai trò như một rào cản tự nhiên chống lại hàng trăm thiên thạch và tiểu hành tinh, ngăn chặn chúng khi chúng đến gần Trái đất.
Và không còn nghi ngờ gì nữa, Mặt trăng là một vật thể hấp dẫn đối với các nhà thiên văn học: cả nghiệp dư lẫn chuyên nghiệp. Mặc dù khoảng cách tới Mặt trăng đã được đo trong vòng một mét bằng công nghệ laser và các mẫu đất từ nó đã được đưa về Trái đất nhiều lần nhưng vẫn còn chỗ để khám phá. Ví dụ, các nhà khoa học đang săn lùng những dị thường trên mặt trăng - những tia sáng và ánh sáng bí ẩn trên bề mặt Mặt trăng, không phải tất cả đều có lời giải thích. Hóa ra vệ tinh của chúng ta ẩn giấu nhiều điều hơn những gì có thể nhìn thấy trên bề mặt - chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu bí mật của Mặt trăng!
Bản đồ địa hình của Mặt Trăng
Đặc điểm của mặt trăng
Nghiên cứu khoa học về Mặt trăng ngày nay đã hơn 2200 năm. Chuyển động của một vệ tinh trên bầu trời Trái đất, các pha và khoảng cách từ nó đến Trái đất đã được người Hy Lạp cổ đại mô tả chi tiết - và cấu trúc bên trong của Mặt trăng cũng như lịch sử của nó vẫn được tàu vũ trụ nghiên cứu cho đến ngày nay. Tuy nhiên, hàng thế kỷ làm việc của các nhà triết học, sau đó là các nhà vật lý và toán học, đã cung cấp dữ liệu rất chính xác về hình dạng và chuyển động của Mặt trăng cũng như lý do tại sao nó lại như vậy. Tất cả thông tin về vệ tinh có thể được chia thành nhiều loại khác nhau.
Đặc điểm quỹ đạo của Mặt Trăng
Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất như thế nào? Nếu hành tinh của chúng ta đứng yên, vệ tinh sẽ quay theo một vòng tròn gần như hoàn hảo, thỉnh thoảng lại gần và di chuyển ra xa hành tinh. Nhưng bản thân Trái đất lại quay quanh Mặt trời - Mặt trăng phải liên tục “đuổi kịp” hành tinh này. Và Trái đất của chúng ta không phải là nơi duy nhất mà vệ tinh của chúng ta tương tác. Mặt trời, nằm cách Trái đất 390 lần so với Mặt trăng, nặng hơn Trái đất 333 nghìn lần. Và ngay cả khi tính đến định luật nghịch đảo bình phương, theo đó cường độ của bất kỳ nguồn năng lượng nào giảm mạnh theo khoảng cách, Mặt trời hút Mặt trăng mạnh hơn Trái đất 2,2 lần!
Do đó, quỹ đạo cuối cùng của chuyển động của vệ tinh của chúng ta giống như một đường xoắn ốc và phức tạp hơn. Trục của quỹ đạo mặt trăng dao động, Mặt trăng tự định kỳ tiến đến và di chuyển ra xa, thậm chí trên phạm vi toàn cầu, nó thậm chí còn bay ra khỏi Trái đất. Những biến động tương tự này dẫn đến thực tế là phía nhìn thấy được của Mặt trăng không phải là cùng một bán cầu của vệ tinh mà là các phần khác nhau của nó, lần lượt quay về phía Trái đất do vệ tinh “lắc lư” trong quỹ đạo. Những chuyển động này của Mặt trăng theo kinh độ và vĩ độ được gọi là hiệu chỉnh và cho phép chúng ta nhìn xa hơn phía xa của vệ tinh của chúng ta rất lâu trước chuyến bay đầu tiên của tàu vũ trụ. Từ đông sang tây, Mặt trăng quay 7,5 độ và từ bắc xuống nam - 6,5. Do đó, có thể dễ dàng nhìn thấy cả hai cực của Mặt trăng từ Trái đất.
Các đặc điểm quỹ đạo cụ thể của Mặt trăng không chỉ hữu ích đối với các nhà thiên văn học và phi hành gia - ví dụ, các nhiếp ảnh gia đặc biệt đánh giá cao siêu trăng: giai đoạn của Mặt trăng mà nó đạt kích thước tối đa. Đây là ngày trăng tròn khi Mặt trăng ở cận điểm. Dưới đây là các thông số chính của vệ tinh của chúng tôi:
- Quỹ đạo của Mặt trăng có hình elip, độ lệch của nó so với một vòng tròn hoàn hảo là khoảng 0,049. Có tính đến sự dao động của quỹ đạo, khoảng cách tối thiểu của vệ tinh đến Trái đất (cận điểm) là 362 nghìn km và tối đa (cận điểm) là 405 nghìn km.
- Khối tâm chung của Trái đất và Mặt trăng nằm cách tâm Trái đất 4,5 nghìn km.
- Một tháng thiên văn - toàn bộ quá trình Mặt trăng đi qua quỹ đạo của nó - mất 27,3 ngày. Tuy nhiên, để có một cuộc cách mạng hoàn chỉnh quanh Trái đất và sự thay đổi các pha của mặt trăng, phải mất thêm 2,2 ngày nữa - xét cho cùng, trong thời gian Mặt trăng di chuyển trên quỹ đạo của nó, Trái đất đã bay một phần mười ba quỹ đạo của chính nó quanh Mặt trời!
- Mặt trăng bị khóa thủy triều vào Trái đất - nó quay trên trục của nó với tốc độ tương đương với tốc độ quay quanh Trái đất. Bởi vì điều này, Mặt trăng liên tục quay về Trái đất cùng một phía. Tình trạng này là điển hình cho các vệ tinh ở rất gần hành tinh.
- Ngày và đêm trên Mặt trăng rất dài - bằng nửa tháng trên Trái đất.
- Trong những khoảng thời gian khi Mặt trăng ló dạng từ phía sau quả địa cầu, nó có thể nhìn thấy được trên bầu trời - bóng của hành tinh chúng ta dần dần trượt ra khỏi vệ tinh, cho phép Mặt trời chiếu sáng nó, rồi che phủ nó lại. Những thay đổi về độ sáng của Mặt trăng, có thể nhìn thấy từ Trái đất, được gọi là ee. Trong thời gian trăng non, vệ tinh không thể nhìn thấy trên bầu trời, trong giai đoạn trăng non, hình lưỡi liềm mỏng của nó xuất hiện, giống như đường cong của chữ “P”, trong phần tư đầu tiên, Mặt trăng được chiếu sáng chính xác một nửa, và trong thời gian trăng non, vệ tinh không được nhìn thấy trên bầu trời. trăng tròn là điều đáng chú ý nhất. Các giai đoạn tiếp theo - quý thứ hai và trăng già - xảy ra theo thứ tự ngược lại.
Sự thật thú vị: vì tháng âm lịch ngắn hơn tháng dương lịch nên đôi khi có thể có hai lần trăng tròn trong một tháng - lần trăng thứ hai được gọi là “trăng xanh”. Nó sáng như một ngọn đèn bình thường - nó chiếu sáng Trái đất 0,25 lux (ví dụ, ánh sáng thông thường trong nhà là 50 lux). Bản thân Trái đất chiếu sáng Mặt trăng mạnh hơn 64 lần - tương đương 16 lux. Tất nhiên, tất cả ánh sáng không phải của chúng ta mà là ánh sáng phản chiếu.
- Quỹ đạo của Mặt Trăng nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất và thường xuyên đi qua nó. Độ nghiêng của vệ tinh liên tục thay đổi, dao động trong khoảng từ 4,5° đến 5,3°. Phải mất hơn 18 năm Mặt Trăng mới thay đổi được độ nghiêng của nó.
- Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất với tốc độ 1,02 km/s. Tốc độ này nhỏ hơn nhiều so với tốc độ của Trái đất quanh Mặt trời - 29,7 km/s. Tốc độ tối đa của tàu vũ trụ mà tàu thăm dò mặt trời Helios-B đạt được là 66 km mỗi giây.
Các thông số vật lý của Mặt trăng và thành phần của nó
Mọi người phải mất một thời gian dài mới hiểu được Mặt trăng lớn như thế nào và nó bao gồm những gì. Chỉ đến năm 1753, nhà khoa học R. Bošković mới có thể chứng minh rằng Mặt trăng không có bầu khí quyển đáng kể cũng như biển lỏng - khi bị Mặt trăng che phủ, các ngôi sao biến mất ngay lập tức, khi sự hiện diện của chúng giúp người ta có thể quan sát được chúng. “suy yếu” dần dần. Phải mất 200 năm nữa trạm Liên Xô Luna 13 mới đo được các tính chất cơ học của bề mặt mặt trăng vào năm 1966. Và người ta không biết gì về phía xa của Mặt trăng cho đến năm 1959, khi thiết bị Luna-3 có thể chụp được những bức ảnh đầu tiên.
Phi hành đoàn tàu vũ trụ Apollo 11 đã trả lại những mẫu đầu tiên lên bề mặt vào năm 1969. Họ cũng trở thành những người đầu tiên đến thăm Mặt trăng - cho đến năm 1972, 6 con tàu đã đổ bộ lên đó và 12 phi hành gia đã hạ cánh. Độ tin cậy của những chuyến bay này thường bị nghi ngờ - tuy nhiên, nhiều quan điểm của các nhà phê bình dựa trên sự thiếu hiểu biết của họ về các vấn đề không gian. Lá cờ Mỹ, theo các nhà lý thuyết âm mưu, "không thể bay trong không gian thiếu không khí của Mặt trăng", trên thực tế là rắn và tĩnh - nó được gia cố đặc biệt bằng các sợi chắc chắn. Điều này được thực hiện đặc biệt để chụp được những bức ảnh đẹp - một tấm canvas bị võng không quá ấn tượng.
Nhiều biến dạng về màu sắc và hình dạng phù điêu trong phản chiếu trên mũ bảo hiểm của bộ đồ du hành vũ trụ mà người ta tìm kiếm hàng giả là do lớp mạ vàng trên kính có tác dụng bảo vệ khỏi tia cực tím. Các phi hành gia Liên Xô theo dõi buổi truyền hình trực tiếp về cuộc đổ bộ của phi hành gia cũng xác nhận tính xác thực của những gì đang xảy ra. Và ai có thể đánh lừa một chuyên gia trong lĩnh vực của mình?
Và các bản đồ địa chất và địa hình hoàn chỉnh của vệ tinh của chúng ta đang được biên soạn cho đến ngày nay. Năm 2009, trạm vũ trụ Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt trăng (LRO) không chỉ cung cấp những hình ảnh chi tiết nhất về Mặt trăng trong lịch sử mà còn chứng minh sự hiện diện của một lượng lớn nước đóng băng trên đó. Ông cũng chấm dứt cuộc tranh luận về việc liệu con người có ở trên Mặt trăng hay không bằng cách quay phim dấu vết hoạt động của đội Apollo từ quỹ đạo thấp của Mặt trăng. Thiết bị này được trang bị thiết bị từ một số quốc gia, trong đó có Nga.
Vì các quốc gia không gian mới như Trung Quốc và các công ty tư nhân đang tham gia thám hiểm mặt trăng nên dữ liệu mới sẽ được gửi đến mỗi ngày. Chúng tôi đã thu thập các thông số chính của vệ tinh:
- Diện tích bề mặt của Mặt trăng chiếm 37,9x10 6 km2 - khoảng 0,07% tổng diện tích Trái đất. Thật đáng kinh ngạc, con số này chỉ lớn hơn 20% so với diện tích của tất cả các khu vực có con người sinh sống trên hành tinh của chúng ta!
- Mật độ trung bình của Mặt Trăng là 3,4 g/cm3. Nó nhỏ hơn 40% so với mật độ của Trái đất - chủ yếu là do vệ tinh không có nhiều nguyên tố nặng như sắt, thứ mà hành tinh của chúng ta rất giàu. Ngoài ra, 2% khối lượng của Mặt Trăng là regolith - những mảnh đá nhỏ được tạo ra do xói mòn vũ trụ và tác động của thiên thạch, mật độ của chúng thấp hơn đá thông thường. Độ dày của nó ở một số nơi lên tới hàng chục mét!
- Mọi người đều biết rằng Mặt trăng nhỏ hơn Trái đất rất nhiều, điều này ảnh hưởng đến lực hấp dẫn của nó. Gia tốc rơi tự do trên nó là 1,63 m/s 2 - chỉ bằng 16,5% toàn bộ lực hấp dẫn của Trái đất. Cú nhảy của các phi hành gia trên Mặt trăng rất cao, mặc dù bộ đồ du hành vũ trụ của họ nặng 35,4 kg - gần giống như áo giáp của hiệp sĩ! Đồng thời, họ vẫn còn chần chừ: rơi vào chân không khá nguy hiểm. Dưới đây là video phi hành gia nhảy từ chương trình phát sóng trực tiếp.
- Lunar maria bao phủ khoảng 17% toàn bộ Mặt trăng - chủ yếu là phần nhìn thấy được của nó, phần này bị bao phủ gần một phần ba. Chúng là dấu vết của các tác động từ các thiên thạch đặc biệt nặng, chúng xé toạc lớp vỏ của vệ tinh theo đúng nghĩa đen. Ở những nơi này, chỉ có một lớp dung nham đông đặc dày nửa km – bazan – ngăn cách bề mặt với lớp phủ mặt trăng. Bởi vì sự tập trung của chất rắn tăng lên gần trung tâm của bất kỳ thiên thể vũ trụ lớn nào, nên có nhiều kim loại trong maria mặt trăng hơn bất kỳ nơi nào khác trên Mặt trăng.
- Hình thức cứu trợ chính của Mặt trăng là các miệng hố và các dẫn xuất khác của các tác động và sóng xung kích từ steroid. Những ngọn núi và rạp xiếc khổng lồ trên mặt trăng được xây dựng và làm thay đổi cấu trúc bề mặt Mặt trăng đến mức không thể nhận ra. Vai trò của chúng đặc biệt mạnh mẽ vào thời kỳ đầu lịch sử của Mặt trăng, khi nó vẫn còn ở dạng lỏng - thác đã tạo ra toàn bộ làn sóng đá nóng chảy. Điều này cũng gây ra sự hình thành các biển trên Mặt Trăng: phía đối diện với Trái Đất nóng hơn do nồng độ chất nặng ở đó, đó là lý do tại sao các tiểu hành tinh tác động lên nó mạnh hơn phía sau mát hơn. Nguyên nhân của sự phân bố vật chất không đồng đều này là do lực hấp dẫn của Trái đất, đặc biệt mạnh vào thời kỳ đầu lịch sử của Mặt trăng, khi nó ở gần hơn.
- Ngoài miệng núi lửa, núi và biển, trên mặt trăng còn có hang động và vết nứt - những nhân chứng còn sót lại của thời kỳ lòng Mặt trăng nóng như lửa và núi lửa đang hoạt động trên đó. Những hang động này thường chứa nước đá, giống như các miệng núi lửa ở hai cực, đó là lý do tại sao chúng thường được coi là địa điểm đặt căn cứ mặt trăng trong tương lai.
- Màu sắc thực sự của bề mặt Mặt trăng rất tối, gần với màu đen hơn. Trên khắp Mặt trăng có rất nhiều màu sắc khác nhau - từ xanh ngọc lam đến gần như màu cam. Màu xám nhạt của Mặt trăng nhìn từ Trái đất và trong các bức ảnh là do Mặt trăng được Mặt trời chiếu sáng mạnh. Do màu tối của nó, bề mặt của vệ tinh chỉ phản chiếu 12% tổng số tia rơi xuống từ ngôi sao của chúng ta. Nếu Mặt trăng sáng hơn thì nó sẽ sáng như ban ngày khi trăng tròn.
Mặt trăng được hình thành như thế nào?
Nghiên cứu về khoáng sản mặt trăng và lịch sử của nó là một trong những môn học khó nhất đối với các nhà khoa học. Bề mặt của Mặt trăng mở ra cho các tia vũ trụ và không có gì giữ nhiệt trên bề mặt - do đó, vệ tinh nóng lên tới 105 ° C vào ban ngày và nguội xuống –150 ° C vào ban đêm. thời gian ngày và đêm trong tuần làm tăng tác động lên bề mặt - và kết quả là các khoáng chất của Mặt trăng thay đổi đến mức không thể nhận ra theo thời gian. Tuy nhiên, chúng tôi đã tìm ra được điều gì đó.
Ngày nay người ta tin rằng Mặt trăng là sản phẩm của sự va chạm giữa một hành tinh phôi thai lớn, Theia và Trái đất, xảy ra hàng tỷ năm trước khi hành tinh của chúng ta bị nóng chảy hoàn toàn. Một phần của hành tinh va chạm với chúng ta (và nó có kích thước bằng ) đã bị hấp thụ - nhưng lõi của nó, cùng với một phần vật chất bề mặt của Trái đất, bị ném vào quỹ đạo theo quán tính, nơi nó vẫn ở dạng Mặt trăng .
Điều này được chứng minh bằng sự thiếu hụt sắt và các kim loại khác trên Mặt trăng, đã được đề cập ở trên - vào thời điểm Theia xé ra một mảnh vật chất trên trái đất, hầu hết các nguyên tố nặng của hành tinh chúng ta đã bị trọng lực hút vào bên trong, vào lõi. Vụ va chạm này ảnh hưởng đến sự phát triển hơn nữa của Trái đất - nó bắt đầu quay nhanh hơn và trục quay của nó nghiêng, khiến cho các mùa có thể thay đổi.
Sau đó, Mặt trăng phát triển giống như một hành tinh bình thường - nó hình thành lõi sắt, lớp phủ, lớp vỏ, các mảng thạch quyển và thậm chí cả bầu khí quyển của chính nó. Tuy nhiên, khối lượng thấp và thành phần kém trong các nguyên tố nặng đã dẫn đến thực tế là bên trong vệ tinh của chúng ta nguội đi nhanh chóng và bầu khí quyển bốc hơi do nhiệt độ cao và thiếu từ trường. Tuy nhiên, một số quá trình bên trong vẫn xảy ra - do các chuyển động trong thạch quyển của Mặt trăng, đôi khi xảy ra các trận động đất. Chúng đại diện cho một trong những mối nguy hiểm chính đối với những người xâm chiếm Mặt trăng trong tương lai: quy mô của chúng đạt 5,5 điểm trên thang Richter và chúng tồn tại lâu hơn nhiều so với trên Trái đất - không có đại dương nào có khả năng hấp thụ xung lực chuyển động của bên trong Trái đất.
Các nguyên tố hóa học chính trên Mặt trăng là silicon, nhôm, canxi và magiê. Các khoáng chất hình thành nên các nguyên tố này tương tự như trên Trái đất và thậm chí còn được tìm thấy trên hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên, điểm khác biệt chính giữa các khoáng chất của Mặt trăng là không tiếp xúc với nước và oxy do sinh vật tạo ra, tỷ lệ tạp chất thiên thạch cao và dấu vết tác động của bức xạ vũ trụ. Tầng ozone của Trái đất được hình thành cách đây khá lâu và bầu khí quyển đốt cháy phần lớn khối lượng thiên thạch rơi xuống, khiến nước và khí dần dần thay đổi diện mạo hành tinh của chúng ta.
Tương lai của mặt trăng
Mặt trăng là thiên thể vũ trụ đầu tiên sau sao Hỏa tuyên bố ưu tiên cho sự thuộc địa hóa của con người. Theo một nghĩa nào đó, Mặt trăng đã được làm chủ - Liên Xô và Hoa Kỳ để lại vương quyền trên vệ tinh, và các kính viễn vọng vô tuyến quỹ đạo đang ẩn đằng sau phía xa của Mặt trăng so với Trái đất, một máy tạo ra nhiều nhiễu trên không trung. . Tuy nhiên, tương lai sẽ ra sao đối với vệ tinh của chúng ta?
Quá trình chính, đã được đề cập nhiều lần trong bài viết, là sự di chuyển của Mặt trăng do gia tốc thủy triều. Nó xảy ra khá chậm - vệ tinh di chuyển ra xa không quá 0,5 cm mỗi năm. Tuy nhiên, có điều gì đó hoàn toàn khác lại quan trọng ở đây. Di chuyển ra khỏi Trái đất, Mặt trăng quay chậm lại. Sớm hay muộn, một thời điểm có thể đến khi một ngày trên Trái đất sẽ kéo dài bằng một tháng âm lịch - 29–30 ngày.
Tuy nhiên, việc loại bỏ Mặt Trăng sẽ có giới hạn của nó. Sau khi đến được nó, Mặt trăng sẽ lần lượt bắt đầu tiếp cận Trái đất - và nhanh hơn nhiều so với khi nó di chuyển ra xa. Tuy nhiên, sẽ không thể hoàn toàn đâm vào nó. Cách Trái đất 12–20 nghìn km, thùy Roche của nó bắt đầu - giới hạn hấp dẫn mà tại đó vệ tinh của một hành tinh có thể duy trì hình dạng rắn. Vì vậy, Mặt Trăng sẽ bị xé thành hàng triệu mảnh nhỏ khi nó đến gần. Một số trong số chúng sẽ rơi xuống Trái đất, gây ra vụ bắn phá mạnh gấp hàng nghìn lần so với hạt nhân, phần còn lại sẽ tạo thành một vòng bao quanh hành tinh như . Tuy nhiên, nó sẽ không sáng như vậy - các vòng của những hành tinh khí khổng lồ bao gồm băng, sáng hơn nhiều lần so với những tảng đá tối của Mặt trăng - không phải lúc nào chúng cũng có thể nhìn thấy được trên bầu trời. Vành đai Trái đất sẽ tạo ra một vấn đề cho các nhà thiên văn học trong tương lai - tất nhiên là nếu có ai còn sót lại trên hành tinh này vào thời điểm đó.
Thuộc địa của mặt trăng
Tuy nhiên, tất cả điều này sẽ xảy ra trong hàng tỷ năm nữa. Cho đến lúc đó, nhân loại coi Mặt trăng là đối tượng tiềm năng đầu tiên để xâm chiếm không gian. Tuy nhiên, chính xác thì “thăm dò mặt trăng” nghĩa là gì? Bây giờ chúng ta sẽ cùng nhau xem xét những triển vọng trước mắt.
Nhiều người nghĩ việc xâm chiếm không gian tương tự như việc xâm chiếm Trái đất trong Thời đại mới - tìm kiếm các nguồn tài nguyên quý giá, khai thác chúng và sau đó đưa chúng trở về nhà. Tuy nhiên, điều này không áp dụng cho không gian - trong vài trăm năm tới, việc vận chuyển một kg vàng thậm chí từ tiểu hành tinh gần nhất sẽ tốn kém hơn so với việc khai thác nó từ những mỏ phức tạp và nguy hiểm nhất. Ngoài ra, Mặt trăng khó có thể hoạt động như một “khu vực nhà gỗ của Trái đất” trong tương lai gần - mặc dù có trữ lượng lớn tài nguyên quý giá ở đó, nhưng sẽ rất khó để trồng lương thực ở đó.
Nhưng vệ tinh của chúng ta rất có thể trở thành căn cứ để khám phá không gian sâu hơn theo những hướng đầy hứa hẹn - ví dụ như Sao Hỏa. Vấn đề chính của du hành vũ trụ ngày nay là những hạn chế về trọng lượng của tàu vũ trụ. Để phóng, bạn phải xây dựng những công trình khổng lồ cần hàng tấn nhiên liệu - sau cùng, bạn không chỉ cần vượt qua lực hấp dẫn của Trái đất mà còn cả bầu khí quyển! Và nếu đây là con tàu liên hành tinh thì nó cũng cần được tiếp nhiên liệu. Điều này hạn chế nghiêm trọng các nhà thiết kế, buộc họ phải lựa chọn tính kinh tế hơn là chức năng.
Mặt trăng phù hợp hơn nhiều để làm bệ phóng cho tàu vũ trụ. Việc thiếu bầu khí quyển và tốc độ thấp để vượt qua lực hấp dẫn của Mặt trăng – 2,38 km/s so với 11,2 km/s của Trái đất – khiến việc phóng tàu trở nên dễ dàng hơn nhiều. Và trữ lượng khoáng sản của vệ tinh giúp tiết kiệm trọng lượng của nhiên liệu - hòn đá quấn quanh cổ các nhà du hành vũ trụ, vốn chiếm một tỷ lệ đáng kể trong khối lượng của bất kỳ thiết bị nào. Nếu việc sản xuất nhiên liệu tên lửa được phát triển trên Mặt trăng, có thể phóng các tàu vũ trụ lớn và phức tạp được lắp ráp từ các bộ phận được chuyển đến từ Trái đất. Và việc lắp ráp trên Mặt trăng sẽ dễ dàng hơn nhiều so với trên quỹ đạo Trái đất thấp - và đáng tin cậy hơn nhiều.
Các công nghệ hiện có ngày nay giúp việc thực hiện dự án này có thể thực hiện được, nếu không nói là hoàn toàn, thì một phần. Tuy nhiên, bất kỳ bước đi nào theo hướng này đều tiềm ẩn rủi ro. Việc đầu tư số tiền khổng lồ sẽ đòi hỏi phải nghiên cứu các khoáng sản cần thiết, cũng như phát triển, cung cấp và thử nghiệm các mô-đun cho các căn cứ trên mặt trăng trong tương lai. Và chi phí ước tính cho việc phóng, ngay cả những yếu tố ban đầu cũng có thể hủy hoại toàn bộ siêu cường!
Do đó, việc xâm chiếm Mặt trăng không phải là công việc của các nhà khoa học và kỹ sư mà là của người dân trên toàn thế giới để đạt được sự thống nhất quý giá như vậy. Vì trong sự thống nhất của nhân loại nằm ở sức mạnh thực sự của Trái đất.
Mặt trăng- thiên thể duy nhất quay quanh Trái đất, không tính các vệ tinh nhân tạo của Trái đất do con người tạo ra trong những năm gần đây.
Mặt trăng liên tục di chuyển trên bầu trời đầy sao và, so với bất kỳ ngôi sao nào, mỗi ngày di chuyển theo hướng tự quay hàng ngày của bầu trời khoảng 13°, và sau 27,1/3 ngày, nó quay trở lại cùng các ngôi sao đó, sau khi mô tả một vòng tròn đầy đủ trong thiên cầu. Vì vậy, khoảng thời gian Mặt Trăng thực hiện một vòng quay hoàn toàn quanh Trái Đất so với các ngôi sao được gọi là thiên văn (hoặc thiên văn)) tháng; bây giờ là 27,1/3 ngày. Mặt trăng chuyển động quanh Trái đất theo quỹ đạo hình elip nên khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trăng thay đổi gần 50 nghìn km. Khoảng cách trung bình từ Trái đất đến Mặt trăng được lấy là 384.386 km (làm tròn - 400.000 km). Con số này gấp mười lần chiều dài đường xích đạo của Trái đất.
Mặt trăng Bản thân nó không phát ra ánh sáng, vì vậy chỉ có bề mặt của nó, phía ánh sáng ban ngày, được Mặt trời chiếu sáng, mới có thể nhìn thấy trên bầu trời. Đêm tối, không thấy rõ. Di chuyển trên bầu trời từ tây sang đông, trong 1 giờ, Mặt trăng sẽ dịch chuyển so với nền của các ngôi sao khoảng nửa độ, tức là một lượng gần bằng kích thước biểu kiến của nó và trong 24 giờ - 13°. TRONG một tháng, Mặt Trăng trên bầu trời đuổi kịp và vượt qua Mặt Trời, các tuần trăng thay đổi: trăng non , quý đầu tiên , trăng tròn Và quý trước .
TRONG trăng non Mặt trăng không thể được nhìn thấy ngay cả với kính viễn vọng. Nó nằm cùng hướng với Mặt trời (chỉ ở trên hoặc dưới nó) và được bán cầu đêm quay về phía Trái đất. Hai ngày sau, khi Mặt trăng di chuyển ra xa Mặt trời, có thể nhìn thấy một hình lưỡi liềm hẹp vài phút trước khi mặt trời lặn trên bầu trời phía Tây trên nền bình minh buổi tối. Sự xuất hiện đầu tiên của trăng lưỡi liềm sau trăng non được người Hy Lạp gọi là “neomenia” (“trăng non”). Từ thời điểm này, tháng âm lịch bắt đầu.
7 ngày 10 giờ sau trăng non, một giai đoạn được gọi là quý đầu tiên. Trong thời gian này, Mặt Trăng đã dịch chuyển ra xa Mặt Trời một góc 90°. Từ Trái đất, chỉ có thể nhìn thấy nửa bên phải của đĩa mặt trăng, được Mặt trời chiếu sáng. Sau khi mặt trời lặn Mặt trăng ở bầu trời phía nam và lặn vào khoảng nửa đêm. Tiếp tục di chuyển từ Mặt trời ngày càng nhiều về bên trái. Mặt trăng vào buổi tối nó đã xuất hiện ở phía đông của bầu trời. Cô ấy đến sau nửa đêm, ngày nào cũng muộn hơn.
Khi Mặt trăng xuất hiện theo hướng ngược lại với Mặt trời (ở khoảng cách góc 180 so với nó), xuất hiện trăng tròn. 14 ngày 18 giờ đã trôi qua kể từ ngày trăng non. Mặt trăng bắt đầu tiếp cận Mặt trời từ bên phải.
Có sự giảm độ chiếu sáng ở phần bên phải của đĩa mặt trăng. Khoảng cách góc giữa nó và Mặt trời giảm từ 180 xuống 90°. Một lần nữa, chỉ có thể nhìn thấy một nửa đĩa mặt trăng, nhưng phần bên trái của nó. Đã 22 ngày 3 giờ trôi qua kể từ ngày trăng non. quý trước. Mặt trăng mọc vào khoảng nửa đêm và chiếu sáng suốt nửa sau của đêm, kết thúc ở bầu trời phía Nam khi mặt trời mọc.
Chiều rộng của trăng lưỡi liềm tiếp tục giảm và Mặt trăng dần dần tiếp cận Mặt trời từ phía bên phải (phía tây). Xuất hiện trên bầu trời phía Đông, muộn hơn mỗi ngày, vầng trăng lưỡi liềm trở nên rất hẹp nhưng hai sừng của nó lại lệch về bên phải trông giống chữ “C”.
Họ nói, Mặt trăng cũ Ánh sáng màu tro hiện rõ trên phần ban đêm của đĩa. Khoảng cách góc giữa Mặt Trăng và Mặt Trời giảm xuống 0°. Cuối cùng, Mặt trăng đuổi kịp Mặt trời và trở nên vô hình trở lại. Trăng non tiếp theo sắp đến. Tháng âm lịch đã kết thúc. 29 ngày 12 giờ 44 phút 2,8 giây trôi qua, tức là gần 29,53 ngày. Thời kỳ này được gọi là tháng đồng bộ (từ tiếng Hy Lạp "nodos-kết nối, xích lại gần nhau").
Thời kỳ đồng bộ gắn liền với vị trí nhìn thấy được của thiên thể so với Mặt trời trên bầu trời. Âm lịch tháng đồng bộ là khoảng thời gian giữa các giai đoạn kế tiếp có cùng tên Mặt trăng.
Con đường của bạn trên bầu trời so với các vì sao Mặt trăng hoàn thành 7 giờ 43 phút 11,5 giây trong 27 ngày (làm tròn - 27,32 ngày). Thời kỳ này được gọi là thiên văn (từ tiếng Latin sideris - ngôi sao), hoặc tháng thiên văn .
Số 7 Nhật thực Mặt trăng và Mặt trời, phân tích của họ.
Nhật thực, nguyệt thực là một hiện tượng tự nhiên thú vị, quen thuộc với con người từ xa xưa. Chúng xảy ra tương đối thường xuyên nhưng không thể nhìn thấy được từ mọi nơi trên bề mặt trái đất và do đó có vẻ hiếm gặp đối với nhiều người.
Nhật thực xảy ra khi vệ tinh tự nhiên của chúng ta - Mặt trăng - trong chuyển động của nó đi ngược lại nền của đĩa Mặt trời. Điều này luôn xảy ra vào thời điểm trăng non. Mặt Trăng nằm gần Trái Đất hơn Mặt Trời gần 400 lần, đồng thời đường kính của nó cũng nhỏ hơn đường kính Mặt Trời khoảng 400 lần. Do đó, kích thước biểu kiến của Trái đất và Mặt trời gần như giống nhau và Mặt trăng có thể che phủ Mặt trời. Nhưng không phải cứ trăng non nào cũng có nhật thực. Do quỹ đạo của Mặt Trăng nghiêng so với quỹ đạo Trái Đất nên Mặt Trăng thường “lệch” một chút và đi qua phía trên hoặc phía dưới Mặt Trời vào thời điểm trăng non. Tuy nhiên, ít nhất 2 lần một năm (nhưng không quá 5 lần) bóng của Mặt trăng rơi xuống Trái đất và xảy ra nhật thực.
Bóng mặt trăng và vùng nửa tối rơi xuống Trái đất dưới dạng các đốm hình bầu dục, di chuyển với tốc độ 1 km. mỗi giây chạy dọc bề mặt trái đất từ tây sang đông. Ở những khu vực nằm trong bóng tối của Mặt Trăng, có thể nhìn thấy nhật thực toàn phần, tức là Mặt trời bị Mặt trăng che khuất hoàn toàn. Ở những khu vực được bao phủ bởi vùng bán đảo, nhật thực một phần xảy ra, tức là Mặt trăng chỉ che phủ một phần đĩa mặt trời. Ngoài vùng bán đảo, không có nhật thực nào xảy ra cả.
Thời gian dài nhất của giai đoạn nhật thực toàn phần không quá 7 phút. 31 giây. Nhưng thường xuyên nhất là hai đến ba phút.
Nhật thực bắt đầu từ rìa bên phải của Mặt trời. Khi Mặt trăng che phủ hoàn toàn Mặt trời, hoàng hôn buông xuống, giống như trong chạng vạng tối, và những ngôi sao và hành tinh sáng nhất xuất hiện trên bầu trời tối, và xung quanh Mặt trời, bạn có thể thấy một ánh sáng rực rỡ tuyệt đẹp có màu ngọc trai - quầng mặt trời, đó là các lớp bên ngoài của bầu khí quyển mặt trời, không thể nhìn thấy bên ngoài nhật thực vì độ sáng thấp so với độ sáng của bầu trời ban ngày. Sự xuất hiện của quầng sáng thay đổi từ năm này sang năm khác tùy thuộc vào hoạt động của mặt trời. Một vòng sáng màu hồng nhấp nháy phía trên toàn bộ đường chân trời - đây là khu vực được bao phủ bởi bóng mặt trăng, nơi ánh sáng mặt trời xuyên qua từ các vùng lân cận, nơi không xảy ra nhật thực toàn phần mà chỉ quan sát được nhật thực một phần.
NHẬT LIỆU MẶT TRỜI VÀ MẶT TRĂNG
Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất trong giai đoạn trăng non và trăng tròn hiếm khi nằm trên cùng một đường thẳng, bởi vì Quỹ đạo của mặt trăng không nằm chính xác trong mặt phẳng hoàng đạo mà nghiêng một góc 5 độ so với mặt phẳng hoàng đạo.
nhật thực trăng non. Mặt Trăng chặn Mặt Trời khỏi chúng ta.
nguyệt thực. Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất nằm trên cùng một đường thẳng trên sân khấu trăng tròn. Trái Đất chặn Mặt Trăng khỏi Mặt Trời. Mặt trăng chuyển sang màu đỏ gạch.
Trung bình mỗi năm có 4 lần nhật thực và nguyệt thực. Họ luôn đồng hành cùng nhau. Ví dụ: nếu trăng non trùng với nhật thực thì nguyệt thực sẽ xảy ra hai tuần sau đó, vào giai đoạn trăng tròn.
Về mặt thiên văn học, nhật thực xảy ra khi Mặt trăng di chuyển quanh Mặt trời và che khuất hoàn toàn hoặc một phần Mặt trời. Đường kính biểu kiến của Mặt trời và Mặt trăng gần như giống nhau nên Mặt trăng che khuất hoàn toàn Mặt trời. Nhưng điều này có thể nhìn thấy được từ Trái đất ở dải pha đầy đủ. Nhật thực một phần được quan sát ở cả hai phía của dải pha toàn phần.
Độ rộng của dải pha toàn phần của nhật thực và thời gian của nó phụ thuộc vào khoảng cách lẫn nhau của Mặt trời, Trái đất và Mặt trăng. Do sự thay đổi về khoảng cách, đường kính góc biểu kiến của Mặt trăng cũng thay đổi. Khi lớn hơn nhật thực một chút, nhật thực toàn phần có thể kéo dài tới 7,5 phút; khi bằng nhau thì trong một khoảnh khắc; nếu nhỏ hơn thì Mặt trăng không che phủ hoàn toàn Mặt trời. Trong trường hợp sau, nhật thực hình khuyên xảy ra: một vòng mặt trời sáng hẹp có thể nhìn thấy xung quanh đĩa mặt trăng tối.
Khi nhật thực toàn phần, Mặt trời xuất hiện dưới dạng một đĩa đen được bao quanh bởi ánh sáng (corona). Ánh sáng ban ngày yếu đến mức đôi khi bạn có thể nhìn thấy những ngôi sao trên bầu trời.
Nguyệt thực toàn phần xảy ra khi Mặt trăng đi vào vùng bóng của Trái đất.
Nguyệt thực toàn phần có thể kéo dài 1,5-2 giờ. Nó có thể được quan sát từ khắp bán cầu đêm của Trái đất, nơi Mặt trăng ở phía trên đường chân trời vào thời điểm nhật thực. Vì vậy, ở khu vực này, nguyệt thực toàn phần có thể được quan sát thường xuyên hơn nhiều so với nhật thực.
Khi nguyệt thực toàn phần, đĩa mặt trăng vẫn nhìn thấy được nhưng có màu đỏ sẫm.
Nhật thực xảy ra vào ngày trăng non và nguyệt thực xảy ra vào ngày trăng tròn. Thông thường có hai lần nhật thực và hai lần nhật thực trong một năm. Số lần nhật thực tối đa có thể là bảy. Sau một khoảng thời gian nhất định, nhật thực và nhật thực được lặp lại theo cùng một thứ tự. Khoảng thời gian này được gọi là saros, dịch từ tiếng Ai Cập có nghĩa là sự lặp lại. Saros xấp xỉ 18 năm 11 ngày. Trong mỗi Saros có 70 lần nhật thực, trong đó 42 lần là mặt trời và 28 lần là mặt trăng. Nhật thực toàn phần ở một khu vực nhất định được quan sát ít thường xuyên hơn nguyệt thực, cứ 200-300 năm một lần.
ĐIỀU KIỆN ĐỂ CÓ NHẬT THỰC
Khi nhật thực, Mặt trăng đi qua giữa chúng ta và Mặt trời và che giấu nó khỏi chúng ta. Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn các điều kiện có thể xảy ra nhật thực.
Hành tinh Trái đất của chúng ta, quay quanh trục của nó vào ban ngày, đồng thời chuyển động quanh Mặt trời và thực hiện một vòng quay hoàn toàn trong một năm. Trái đất có một vệ tinh - Mặt trăng. Mặt trăng di chuyển quanh Trái đất và hoàn thành một vòng quay hoàn toàn trong 29 ngày rưỡi.
Vị trí tương đối của ba thiên thể này luôn thay đổi. Trong quá trình chuyển động quanh Trái đất, Mặt trăng ở những khoảng thời gian nhất định sẽ nằm giữa Trái đất và Mặt trời. Nhưng Mặt Trăng là một quả cầu đặc, tối, đục. Nằm giữa Trái đất và Mặt trời, nó giống như một tấm màn khổng lồ che phủ Mặt trời. Lúc này, mặt của Mặt trăng hướng về Trái đất trở nên tối tăm và không sáng. Vì vậy, nhật thực chỉ có thể xảy ra khi trăng non. Khi trăng tròn, Mặt trăng di chuyển khỏi Trái đất theo hướng ngược lại với Mặt trời và có thể rơi vào vùng bóng tối do quả địa cầu tạo ra. Sau đó chúng ta sẽ quan sát nguyệt thực.
Khoảng cách trung bình từ Trái đất đến Mặt trời là 149,5 triệu km và khoảng cách trung bình từ Trái đất đến Mặt trăng là 384 nghìn km.
Một vật càng ở gần thì đối với chúng ta nó càng lớn. Mặt trăng, so với Mặt trời, ở gần chúng ta hơn gần 400 lần, đồng thời đường kính của nó cũng nhỏ hơn đường kính của Mặt trời khoảng 400 lần. Do đó, kích thước biểu kiến của Mặt trăng và Mặt trời gần như giống nhau. Do đó, Mặt trăng có thể chặn Mặt trời khỏi chúng ta.
Tuy nhiên, khoảng cách của Mặt trời và Mặt trăng với Trái đất không giữ nguyên mà thay đổi một chút. Điều này xảy ra vì đường đi của Trái đất quanh Mặt trời và đường đi của Mặt trăng quanh Trái đất không phải là đường tròn mà là hình elip. Khi khoảng cách giữa các vật thể này thay đổi, kích thước biểu kiến của chúng cũng thay đổi.
Nếu tại thời điểm nhật thực, Mặt trăng ở khoảng cách nhỏ nhất so với Trái đất thì đĩa mặt trăng sẽ lớn hơn đĩa mặt trời một chút. Mặt Trăng sẽ che khuất hoàn toàn Mặt Trời và nhật thực sẽ xảy ra toàn phần. Nếu trong lúc nhật thực, Mặt trăng ở khoảng cách lớn nhất so với Trái đất thì nó sẽ có kích thước biểu kiến nhỏ hơn một chút và sẽ không thể che phủ hoàn toàn Mặt trời. Vành ánh sáng của Mặt trời sẽ vẫn chưa được che phủ, trong thời gian nhật thực sẽ được nhìn thấy dưới dạng một vòng mỏng sáng xung quanh đĩa đen của Mặt trăng. Loại nhật thực này được gọi là nhật thực hình khuyên.
Có vẻ như nhật thực sẽ xảy ra hàng tháng, vào mỗi kỳ trăng non. Tuy nhiên, điều này không xảy ra. Nếu Trái đất và Mặt trăng chuyển động trong một mặt phẳng nhìn thấy được thì tại mỗi lần trăng non, Mặt trăng sẽ thực sự nằm chính xác trên một đường thẳng nối Trái đất và Mặt trời, và nhật thực sẽ xảy ra. Trên thực tế, Trái đất chuyển động quanh Mặt trời theo một mặt phẳng và Mặt trăng quay quanh Trái đất theo một mặt phẳng khác. Những mặt phẳng này không trùng nhau. Do đó, thường trong những lần trăng non, Mặt trăng sẽ cao hơn Mặt trời hoặc thấp hơn.
Đường đi biểu kiến của Mặt trăng trên bầu trời không trùng với đường đi mà Mặt trời di chuyển. Những đường đi này giao nhau tại hai điểm đối diện, được gọi là các nút của quỹ đạo mặt trăng. Gần những điểm này, đường đi của Mặt trời và Mặt trăng tiến gần nhau hơn. Và chỉ khi trăng non xuất hiện gần một nút thì nó mới đi kèm với nhật thực.
Nhật thực sẽ là toàn phần hoặc hình khuyên nếu Mặt trời và Mặt trăng gần như ở một nút tại trăng non. Nếu Mặt trời tại thời điểm trăng non ở một khoảng cách nào đó so với nút, thì tâm của các đĩa mặt trăng và mặt trời sẽ không trùng nhau và Mặt trăng sẽ chỉ che một phần Mặt trời. Nhật thực như vậy được gọi là nhật thực một phần.
Mặt trăng di chuyển giữa các ngôi sao từ tây sang đông. Do đó, sự che phủ của Mặt trời bởi Mặt trăng bắt đầu từ rìa phía tây của nó, tức là bên phải. Mức độ đóng cửa được các nhà thiên văn học gọi là pha nhật thực.
Xung quanh chỗ bóng trăng có một vùng nửa tối, ở đây xảy ra nhật thực một phần. Đường kính của vùng bán đảo khoảng 6-7 nghìn km. Đối với người quan sát ở gần rìa vùng này, chỉ một phần nhỏ của đĩa Mặt Trời sẽ bị Mặt Trăng che phủ. Nhật thực như vậy có thể hoàn toàn không được chú ý.
Có thể dự đoán chính xác sự xuất hiện của nhật thực? Các nhà khoa học thời cổ đại đã xác định rằng sau 6585 ngày 8 giờ, tức là 18 năm 11 ngày 8 giờ, nhật thực sẽ lặp lại. Điều này xảy ra bởi vì sau một khoảng thời gian như vậy, vị trí trong không gian của Mặt trăng, Trái đất và Mặt trời được lặp lại. Khoảng thời gian này được gọi là saros, có nghĩa là sự lặp lại.
Trong một kỳ Saros, trung bình có 43 lần nhật thực, trong đó 15 lần là một phần, 15 lần là hình khuyên và 13 lần là toàn phần. Bằng cách cộng thêm 18 năm, 11 ngày và 8 giờ vào những ngày nhật thực quan sát được trong một saros, chúng ta có thể dự đoán sự xuất hiện của nhật thực trong tương lai.
Ở cùng một nơi trên Trái đất, nhật thực toàn phần được quan sát cứ sau 250 - 300 năm một lần.
Các nhà thiên văn học đã tính toán các điều kiện về khả năng nhìn thấy nhật thực từ nhiều năm trước.
NHẬT LIỆU MẶT TRĂNG
Nguyệt thực cũng nằm trong số những hiện tượng thiên thể “phi thường”. Đây là cách chúng xảy ra. Vòng sáng đầy đủ của Mặt trăng bắt đầu tối dần ở rìa trái, một bóng tròn màu nâu xuất hiện trên đĩa Mặt trăng, nó di chuyển ngày càng xa hơn và sau khoảng một giờ bao phủ toàn bộ Mặt trăng. Mặt trăng mờ dần và chuyển sang màu nâu đỏ.
Đường kính của Trái đất lớn hơn gần 4 lần so với đường kính của Mặt trăng và bóng từ Trái đất, ngay cả ở khoảng cách từ Mặt trăng đến Trái đất, cũng lớn hơn 2 1/2 lần kích thước của Mặt trăng. Vì vậy, Mặt Trăng có thể chìm hoàn toàn trong bóng của Trái Đất. Nguyệt thực toàn phần dài hơn nhiều so với nhật thực: nó có thể kéo dài 1 giờ 40 phút.
Vì lý do tương tự mà nhật thực không xảy ra vào mỗi lần trăng non, nguyệt thực không xảy ra vào mỗi lần trăng tròn. Số lần nguyệt thực lớn nhất trong một năm là 3 lần, nhưng có năm không có lần nguyệt thực nào cả; Ví dụ, đây là trường hợp vào năm 1951.
Nguyệt thực tái diễn sau cùng khoảng thời gian với nhật thực. Trong khoảng thời gian này, trong 18 năm 11 ngày 8 giờ (saros), có 28 lần nguyệt thực, trong đó 15 lần là một phần và 13 lần là toàn phần. Như bạn có thể thấy, số lần nguyệt thực ở Saros ít hơn đáng kể so với nhật thực, tuy nhiên nguyệt thực có thể được quan sát thường xuyên hơn so với nhật thực. Điều này được giải thích là do Mặt trăng khi chìm vào bóng tối của Trái đất sẽ không còn nhìn thấy được trên toàn bộ một nửa Trái đất không được Mặt trời chiếu sáng. Điều này có nghĩa là mỗi lần nguyệt thực có thể nhìn thấy được trên một diện tích lớn hơn nhiều so với bất kỳ nhật thực nào.
Mặt trăng bị che khuất không biến mất hoàn toàn giống như Mặt trời khi nhật thực, nhưng có thể nhìn thấy mờ nhạt. Điều này xảy ra vì một số tia sáng mặt trời xuyên qua bầu khí quyển của trái đất, bị khúc xạ trong đó, đi vào vùng bóng của trái đất và chiếu vào mặt trăng. Vì tia đỏ của quang phổ ít bị tán xạ và suy yếu nhất trong khí quyển. Khi nhật thực, mặt trăng có màu đỏ đồng hoặc nâu.
PHẦN KẾT LUẬN
Thật khó để tưởng tượng rằng nhật thực lại xảy ra thường xuyên như vậy: xét cho cùng, mỗi chúng ta phải cực kỳ hiếm khi quan sát nhật thực. Điều này được giải thích là do khi nhật thực, bóng của Mặt trăng không bao phủ toàn bộ Trái đất. Bóng đổ có hình dạng gần như hình tròn, đường kính của nó có thể đạt tới tối đa 270 km. Điểm này sẽ chỉ bao phủ một phần không đáng kể bề mặt trái đất. Hiện tại, chỉ phần này của Trái đất mới nhìn thấy nhật thực toàn phần.
Mặt trăng di chuyển trên quỹ đạo của nó với tốc độ khoảng 1 km/giây, tức là nhanh hơn một viên đạn súng. Do đó, bóng của nó di chuyển với tốc độ cao dọc theo bề mặt trái đất và không thể bao phủ bất kỳ nơi nào trên địa cầu trong một thời gian dài. Vì vậy, nhật thực toàn phần không bao giờ có thể kéo dài quá 8 phút.
Do đó, bóng của mặt trăng di chuyển trên Trái đất mô tả một dải hẹp nhưng dài, trong đó nhật thực toàn phần liên tiếp được quan sát. Chiều dài của nhật thực toàn phần lên tới vài nghìn km. Chưa hết, khu vực bị bóng tối bao phủ hóa ra không đáng kể so với toàn bộ bề mặt Trái đất. Ngoài ra, các đại dương, sa mạc và các khu vực dân cư thưa thớt trên Trái đất thường nằm trong vùng nhật thực toàn phần.
Chuỗi nhật thực lặp lại gần như chính xác theo cùng một thứ tự trong một khoảng thời gian gọi là saros (saros là từ tiếng Ai Cập có nghĩa là “sự lặp lại”). Saros, được biết đến từ thời cổ đại, là 18 năm 11,3 ngày. Thật vậy, nhật thực sẽ lặp lại theo cùng một thứ tự (sau bất kỳ nhật thực đầu tiên nào) sau khoảng thời gian cần thiết để cùng một pha của Mặt trăng xảy ra ở cùng một khoảng cách từ Mặt trăng đến nút quỹ đạo của nó như trong lần nhật thực đầu tiên. .
Trong mỗi Saros có 70 lần nhật thực, trong đó 41 lần là mặt trời và 29 lần là mặt trăng. Do đó, nhật thực xảy ra thường xuyên hơn nguyệt thực, nhưng tại một điểm nhất định trên bề mặt Trái đất, nguyệt thực có thể được quan sát thường xuyên hơn, vì chúng có thể nhìn thấy được trên toàn bộ bán cầu Trái đất, trong khi nhật thực chỉ có thể nhìn thấy ở một khoảng cách tương đối. dải hẹp. Đặc biệt hiếm khi nhìn thấy nhật thực toàn phần, mặc dù có khoảng 10 lần trong mỗi lần Saros.
Số 8 Trái đất giống như một quả bóng, một hình elip quay, một hình elip 3 trục, một hình Geoid.
Các giả định về hình cầu của Trái đất xuất hiện vào thế kỷ thứ 6 trước Công nguyên, và từ thế kỷ thứ 4 trước Công nguyên, một số bằng chứng mà chúng ta biết đã cho thấy Trái đất có hình cầu (Pythagoras, Eratosthenes). Các nhà khoa học cổ đại đã chứng minh tính hình cầu của Trái đất dựa trên các hiện tượng sau:
- chế độ xem hình tròn của đường chân trời trong không gian mở, đồng bằng, biển, v.v.;
- bóng tròn của Trái đất trên bề mặt Mặt trăng khi nguyệt thực;
- sự thay đổi độ cao của các ngôi sao khi di chuyển từ phía bắc (N) xuống phía nam (S) và ngược lại, do độ lồi của đường trưa, v.v. Trong tiểu luận “Trên thiên đường”, Aristotle (384 – 322 trước Công nguyên) đã chỉ ra rằng Trái đất không chỉ có hình cầu mà còn có kích thước hữu hạn; Archimedes (287 - 212 TCN) đã chứng minh rằng bề mặt nước ở trạng thái tĩnh lặng là bề mặt hình cầu. Họ cũng đưa ra khái niệm về hình cầu của Trái đất như một hình hình học có hình dạng gần giống một quả bóng.
Lý thuyết hiện đại nghiên cứu hình dạng Trái đất bắt nguồn từ Newton (1643 - 1727), người đã phát hiện ra định luật vạn vật hấp dẫn và áp dụng nó để nghiên cứu hình dạng Trái đất.
Vào cuối những năm 80 của thế kỷ 17, các định luật chuyển động của hành tinh quanh Mặt trời đã được biết đến, kích thước rất chính xác của quả địa cầu được Picard xác định từ các phép đo độ (1670), thực tế là gia tốc trọng trường trên bề mặt Trái đất giảm dần từ bắc (N) xuống nam (S), các định luật cơ học của Galileo và nghiên cứu của Huygens về chuyển động của các vật thể dọc theo một quỹ đạo cong. Việc khái quát hóa những hiện tượng và sự kiện này đã đưa các nhà khoa học đến một quan điểm có cơ sở về tính hình cầu của Trái đất, tức là. sự biến dạng của nó theo hướng của các cực (độ phẳng).
Tác phẩm nổi tiếng của Newton, “Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên” (1867), đưa ra một học thuyết mới về hình dạng của Trái đất. Newton đã đi đến kết luận rằng hình Trái đất phải có hình dạng giống như một elip quay với lực nén cực nhẹ (thực tế này được ông chứng minh bằng cách giảm chiều dài của con lắc thứ hai với vĩ độ giảm và giảm trọng lực từ cực đến xích đạo do thực tế là “Trái đất cao hơn một chút ở xích đạo”).
Dựa trên giả thuyết Trái đất bao gồm một khối có mật độ đồng nhất, Newton về mặt lý thuyết đã xác định độ nén cực của Trái đất (α) theo phép tính gần đúng đầu tiên là xấp xỉ 1: 230. Trên thực tế, Trái đất không đồng nhất: lớp vỏ có một mật độ 2,6 g/cm3, trong khi mật độ trung bình của Trái đất là 5,52 g/cm3. Sự phân bố không đồng đều của khối lượng Trái đất tạo ra những chỗ lồi và lõm rộng rãi, kết hợp với nhau để tạo thành những ngọn đồi, chỗ trũng, chỗ trũng và các hình dạng khác. Lưu ý rằng các độ cao riêng lẻ trên Trái đất đạt tới độ cao hơn 8000 mét so với bề mặt đại dương. Được biết, bề mặt Đại dương Thế giới (MO) chiếm 71%, đất liền – 29%; độ sâu trung bình của Đại dương Thế giới là 3800 m, và độ cao trung bình của đất liền là 875 m. Tổng diện tích bề mặt trái đất là 510 x 106 km2. Từ dữ liệu đã cho, có thể suy ra rằng phần lớn Trái đất được bao phủ bởi nước, điều này tạo cơ sở để chấp nhận nó là một bề mặt bằng phẳng (LS) và cuối cùng là hình dạng chung của Trái đất. Hình dạng của Trái đất có thể được biểu diễn bằng cách tưởng tượng một bề mặt tại mỗi điểm mà lực hấp dẫn hướng vuông góc với nó (dọc theo một đường thẳng đứng).
Hình dạng phức tạp của Trái đất, bị giới hạn bởi bề mặt bằng phẳng, là điểm bắt đầu của báo cáo về độ cao, thường được gọi là Geoid. Mặt khác, bề mặt của Geoid, như một bề mặt đẳng thế, được cố định bởi bề mặt của các đại dương và biển ở trạng thái tĩnh lặng. Trong các lục địa, bề mặt Geoid được định nghĩa là bề mặt vuông góc với các đường sức (Hình 3-1).
tái bút Tên của hình Trái đất - Geoid - được đề xuất bởi nhà vật lý người Đức I.B. Listig (1808 – 1882). Khi lập bản đồ bề mặt trái đất, dựa trên nhiều năm nghiên cứu của các nhà khoa học, hình Geoid phức tạp, mà không ảnh hưởng đến độ chính xác, được thay thế bằng hình đơn giản hơn về mặt toán học - hình elip của cuộc cách mạng. Ellipsoid của cuộc cách mạng– một vật thể hình học được hình thành do sự quay của một hình elip quanh một trục nhỏ.
Hình elip quay đến gần vật thể Geoid (độ lệch không vượt quá 150 mét ở một số nơi). Kích thước của hình elip của trái đất đã được xác định bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới.
Các nghiên cứu cơ bản về hình dạng của Trái đất được thực hiện bởi các nhà khoa học Nga F.N. Krasovsky và A.A. Izotov, đã có thể phát triển ý tưởng về một hình elip trái đất ba trục, có tính đến các sóng Geoid lớn, nhờ đó thu được các thông số chính của nó.
Trong những năm gần đây (cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21), các thông số về hình dạng Trái đất và thế năng hấp dẫn bên ngoài đã được xác định bằng cách sử dụng các vật thể không gian và sử dụng các phương pháp nghiên cứu thiên văn, trắc địa và trọng lực đáng tin cậy đến mức hiện nay chúng ta đang nói về việc đánh giá các phép đo của chúng. đúng lúc.
Hình elip mặt đất ba trục, đặc trưng cho hình dạng của Trái đất, được chia thành hình elip mặt đất nói chung (hành tinh), thích hợp để giải quyết các vấn đề toàn cầu về bản đồ và trắc địa, và hình elip tham chiếu, được sử dụng ở các khu vực, quốc gia riêng lẻ trên thế giới và các bộ phận của chúng. Hình elip xoay (hình cầu) là một bề mặt xoay trong không gian ba chiều, được hình thành bằng cách quay một hình elip quanh một trong các trục chính của nó. Hình elip xoay là một khối hình học được hình thành do sự quay của một hình elip quanh một trục nhỏ.
Geoid- hình của Trái đất, bị giới hạn bởi bề mặt ngang của thế năng hấp dẫn, trùng với mực nước biển trung bình ở các đại dương và được kéo dài dưới các lục địa (lục địa và hải đảo) sao cho bề mặt này ở mọi nơi vuông góc với hướng của trọng lực . Bề mặt của Geoid mịn hơn bề mặt vật lý của Trái đất.
Hình dạng của Geoid không có biểu thức toán học chính xác và để xây dựng các hình chiếu bản đồ, hình hình học chính xác được chọn, khác rất ít so với Geoid. Giá trị gần đúng nhất của Geoid là hình thu được bằng cách xoay một hình elip quanh một trục ngắn (ellipsoid)
Thuật ngữ "Goid" được nhà toán học người Đức Johann Benedict Listing đặt ra vào năm 1873 để chỉ một hình hình học, chính xác hơn là một hình elip xoay, phản ánh hình dạng độc đáo của hành tinh Trái đất.
Một hình cực kỳ phức tạp là Geoid. Nó chỉ tồn tại về mặt lý thuyết, nhưng trên thực tế nó không thể chạm tới hay nhìn thấy được. Bạn có thể tưởng tượng Geoid như một bề mặt, lực hấp dẫn tại mỗi điểm của nó được định hướng theo phương thẳng đứng. Nếu hành tinh của chúng ta là một hình cầu đều chứa đầy một chất nào đó thì đường dây dọi tại bất kỳ điểm nào cũng sẽ chỉ vào tâm của hình cầu. Nhưng tình hình trở nên phức tạp bởi thực tế là mật độ của hành tinh chúng ta không đồng nhất. Ở một số nơi có đá nặng, ở những nơi khác có khoảng trống, núi và vùng trũng nằm rải rác trên toàn bộ bề mặt, đồng bằng và biển cũng phân bố không đều. Tất cả điều này làm thay đổi thế năng hấp dẫn tại mỗi điểm cụ thể. Thực tế là hình dạng của địa cầu là một Geoid cũng là nguyên nhân gây ra cơn gió thanh khiết thổi hành tinh của chúng ta từ phía bắc.
Xin chào các độc giả thân yêu của trang web! Thậm chí 4 năm trước, khi nhìn Mặt trăng vào những đêm mùa đông, tôi đã đi đến kết luận rằng nó đang di chuyển khá buồn cười trên bầu trời. Khi đó tôi không quen với cơ học thiên thể và không biết rằng quỹ đạo của nó nghiêng so với mặt phẳng hoàng đạo 5,6 độ, và nói chung, thiên văn học đã được đưa vào vật lý ở lớp vải mỏng và được cho 4 giờ. Nhưng ngay cả khi đó, rõ ràng là chuyển động quỹ đạo của Mặt trăng hoàn toàn không đi theo đường tròn như chúng ta tưởng tượng. Sau đó, tôi bị sốc trước những bức ảnh từ tàu thám hiểm mặt trăng, và cuối cùng buộc tôi phải chú ý đến chủ đề Mặt trăng. Bây giờ tôi đang học để trở thành một nhà khoa học hành tinh, đồng thời tiếp thu rất nhiều thông tin liên quan. Tôi xin chia sẻ với độc giả một số thông tin rất thú vị về cơ học thiên thể, đặc biệt là vệ tinh Mặt Trăng của chúng ta. Các nhà thiên văn học hiện đại có xu hướng coi hệ thống trái đất-mặt trăng như một khối thống nhất và có quan điểm hợp lý rằng hệ thống này là một hành tinh kép. Khá hợp lý, không thể coi sự chuyển động và tương tác với không gian và các thiên thể khác của tình nhân bóng đêm tách biệt khỏi tình nhân của cô ấy là Trái đất. Để hiểu rõ hơn câu hỏi, tôi sẽ đưa ra sơ đồ chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất, chuyển động của hệ thống xung quanh Mặt Trời, đồng thời tôi cũng sẽ mô tả ngắn gọn 13 chuyển động của Trái Đất mà Mặt Trăng tham gia, nguyên nhân dẫn đến sự chuyển động đó. một số trong số đó là nó.
Có hơn 13 chuyển động của trái đất, trong câu hỏi này chúng ta thậm chí sẽ không đề cập đến tất cả 13 chuyển động đó. Điều đầu tiên bạn nên biết là các chu kỳ quay của Mặt Trăng quanh trục của nó và chu kỳ quay quanh Trái Đất là đồng bộ và chúng ta luôn nhìn thấy một phía của Mặt Trăng. Thứ hai là, nói đúng ra, khối tâm bay quanh mặt trời theo quỹ đạo của hệ trái đất-mặt trăng, và các chủ thể của hệ quay quanh nó.
Vì vậy, các chuyển động của Trái đất là có trật tự và Mặt trăng cũng tham gia vào đó. Ở mức độ này hay mức độ khác, mọi yếu tố của cả hai chủ thể trong hệ thống trái đất-mặt trăng đều phản ánh lẫn nhau. 1) Chuyển động đầu tiên của Trái đất là sự tự quay của hành tinh quanh trục của chính nó
2) Chuyển động thứ hai của Trái đất - sự chuyển động của hành tinh trên quỹ đạo quanh Mặt trời 3) Chuyển động thứ ba của Trái đất - tuế sai 4) Chuyển động thứ tư của Trái đất - động từ 5) Chuyển động thứ năm của Trái đất - một sự thay đổi theo độ nghiêng của hoàng đạo 6) Chuyển động thứ sáu của Trái đất - sự thay đổi độ lệch tâm của quỹ đạo Trái đất 7) Chuyển động thứ bảy của Trái đất - sự thay đổi điểm cận nhật 8) Chuyển động thứ tám của Trái đất - sự bất đẳng thức thị sai của Mặt trời 9) Chuyển động thứ chín của Trái đất - "sự diễu hành của các hành tinh" 10) Chuyển động thứ mười của Trái đất - tác dụng của trọng lực của các hành tinh: "nhiễu loạn" hay "nhiễu loạn" 11) Chuyển động thứ mười một của Trái đất - do chuyển động tịnh tiến của các hành tinh gây ra Mặt trời hướng tới Vega 12) Chuyển động thứ mười hai của Trái đất là chuyển động quanh lõi thiên hà 13) Chuyển động thứ mười ba của Trái đất là chuyển động tương đối so với tâm của cụm thiên hà gần đó. Tất nhiên, chúng ta sẽ chỉ đề cập đến những khía cạnh rõ rệt nhất ảnh hưởng đến chuyển động khó khăn trên quỹ đạo. Các nhà thiên văn học biết về cái gọi là 13 chuyển động của Trái đất và tính đến chúng khi xác định quỹ đạo của Mặt trăng. Hãy để tôi nhắc bạn rằng khoa học hiện đại coi chuyển động của hệ mặt trăng-trái đất trên quỹ đạo là một tổng thể duy nhất. Mặt trăng tham gia vào tất cả 13 chuyển động của Trái đất, là nguyên nhân của một số chuyển động trong số đó, nhưng Trái đất cũng buộc Mặt trăng phải “nhảy theo giai điệu của nó”. Chính xác thì điều gì đã làm cho Mặt trăng và Mặt trăng dao động, tăng tốc về phía cận điểm và giảm tốc độ về phía viễn điểm trên quỹ đạo của nó. Thay đổi vị trí của bán trục lớn của quỹ đạo Mặt trăng so với mặt trời, điều này làm thay đổi tính chất của nhật thực - toàn phần và hình khuyên. Nếu tại thời điểm nhật thực, Mặt trăng ở cận điểm thì chúng ta sẽ thấy nhật thực toàn phần ở tâm bóng của nó. Ngược lại, khi Mặt trăng tiến gần đến điểm viễn nhật tại các nút quỹ đạo của nó và hình nón của bóng của nó không chạm vào trái đất, chúng ta sẽ thấy nhật thực hình khuyên ở trung tâm của vùng nửa tối. Quỹ đạo của Mặt trăng không hoàn toàn là hình tròn, có độ lệch tâm nhẹ gây ra những thay đổi về tốc độ quỹ đạo và siêu trăng. Sự tăng tốc và giảm tốc như vậy trên quỹ đạo là nguyên nhân gây ra các hiệu chỉnh vật lý và quang học, do đó chúng ta nhìn thấy 59% bề mặt Mặt Trăng. Librations được phân biệt theo vĩ độ và kinh độ; Mặt trăng thực sự lắc lư khi nó quay tròn trong không gian. Nếu mắt người quan sát bên ngoài ở trong mặt phẳng hoàng đạo sẽ thấy một vũ điệu “say” kỳ lạ của Mặt Trăng và Trái Đất. Bà già Trái đất sẽ lắc lư một cách kỳ lạ trong điệu valse này, trong khi người bạn xanh xao của bà sẽ tạo thành những hình số tám bất thường xung quanh bà. Xoay và tăng tốc trong vòng hình số tám nhỏ và giảm tốc độ trong vòng lớn. Phần giữa của hình số tám trùng khớp hoàn toàn với các nút của quỹ đạo mặt trăng. Các nút quỹ đạo là những điểm mà quỹ đạo mặt trăng đi qua mặt phẳng hoàng đạo. Chẳng hạn, nếu một người quan sát nhìn từ cực bắc, anh ta sẽ thấy một bức tranh kỳ lạ không kém. Hình elip thông thường của quỹ đạo sẽ được vẽ dưới dạng một đường ngoằn ngoèo hơi lượn sóng với các sóng mịn ở cận điểm và rõ rệt ở đỉnh, và hình được Mặt trăng mô tả sẽ hơi giống một quả lê, trong đó phần rộng của quả là đỉnh của quỹ đạo. Tuy nhiên, hình sẽ có các đặc điểm tùy thuộc vào điểm cận điểm rơi vào, chẳng hạn như trăng non hay trăng tròn; mặt trời, với lực hấp dẫn của nó, sẽ tạo thêm nét kỳ lạ cho hình được mô tả. Mọi thứ trong vũ trụ đều chuyển động không ngừng và mọi thứ đều liên kết với nhau, mô hình quỹ đạo của Mặt trăng cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi chuyển động như sự di chuyển của các hành tinh kết hợp với vị trí so với mặt trời. Điều tương tự cũng áp dụng cho điểm cận điểm và điểm viễn nhật của quỹ đạo trái đất so với mặt trời và nhiều sự kết hợp được mô tả ở đây. Tôi hy vọng người đọc thích bản phác thảo thiên văn này.