Почему восходящая полная Луна такая большая?

Маркус Чаун

Говерт Шиллинг

Твиты о вселенной

Микроблоги о макропроблемах

 

Джону Гриндроу — самому забавному блогеру, приобщившему Маркуса к Твиттеру

 

Предисловие

 

Все началось на небольшом острове в Карибском море. Да, это делает историю интереснее, ведь так? Ну и, на самом деле, вот как это было.

Аруба — самый засушливый остров в Карибском море — он славится лишь своими казино и ветром, шумящим в изогнутых ветвях деревьев «диви-диви». 26 февраля 1998 года природа там разыграла грандиозный спектакль — Солнце, Земля и Луна выстроились так, что в течение 3 минут и 32 секунд Луна заслоняла Солнце средь бела дня. Маркус приехал на Арубу, чтобы подготовить сообщение о «полном солнечном затмении» для английского журнала «New Scientist». И Говерт был там с той же целью — по заданию голландского еженедельника «Intermediair». (Аруба — часть бывших голландских Антильских островов.)

Короче говоря, Маркус и Говерт тогда впервые встретились. Говерт любезно подвез Маркуса в аэропорт, чтобы тот смог улететь обратным рейсом в 2 часа ночи в Великобританию.

Перенесемся в 2009 год, когда сайт социальной сети, названный Твиттером (Twitter), появления которого никто не мог представить в 1998 году, стремительно набирал популярность. Говерт понял это. И Маркус тоже. На самом деле, это не совсем соответствует истине. Как и большинство людей, они весьма скептически относились к Твиттеру. Джон Гриндроу, менеджер по маркетингу в издательстве «Faber and Faber», убедил Маркуса, что это путь к непосредственному общению с читателями.

Благодаря Твиттеру Говерт и Маркус вспомнили друг о друге и стали друзьями. И в конце 2010 года Говерт послал Маркусу письмо с интересным предложением.

Так как поклонники Говерта задавали ему много вопросов, он загорелся идеей делать еженедельный выпуск Твиттера на астрономическую тему каждую пятницу вечером. Редактор Говерта в голландской национальной ежедневной газете «De Volkskrant» Узнал об этом и сказал: «Почему бы вам не делать то же самое для нас в еженедельной колонке?» Так Говерт и поступил, опубликовав все 15 твитов на следующий день после их появления в Интернете. Отклик читателей был восторженным, поэтому Говерт задумал написать книгу на английском языке для широкой аудитории. И тут он вспомнил о Маркусе. Может быть, он захочет делать эту книгу твитов вместе с ним?

Первой мыслью Маркуса было: это — чушь. А если серьезно, то он подумал, что это очень хорошая идея. Затем он связался с Нилом Бэлтоном (его редактором у Фабера). К удивлению Маркуса, Нил пришел в восторг от этой идеи. Довольно скоро был составлен контракт, и Говерт с Маркусом принялись за дело.

Создание микроблогов из макропроблем, таких как теория Большого взрыва, в виде серии твитов, мягко говоря, оказалось непростой задачей. У Говерта уже был некоторый опыт написания еженедельной колонки твитов для «De Volkskrant». А у Маркуса был только опыт написания заметок для iPad о Солнечной системе — о планетах, Луне или астероидах, — где могло быть не более 275 слов, помещающихся на экране без необходимости прокрутки на другую страницу. Двести семьдесят пять слов — это немного, но это длинный роман по сравнению с твитом, который имеет максимальную длину в 140 знаков.

И Маркус, и Говерт вскоре поняли: то, что они считали с самого начала относительно быстрым проектом, потребует гораздо больше времени. Так как чрезмерное сжатие равносильно недосказанности, очень трудно соблюсти баланс между выявлением сущности проблемы и возможностью добиться ее понимания у читателя. Следует добавить, что была дополнительная сложность: всегда укладываться в 140 символов (в русской версии мы не всегда могли уложиться в 140 символов. — Прим. перев.). Часто требовалось много времени, чтобы убрать несколько лишних знаков в уже готовом твите. Маркус ловил себя на том, что набрасывает заметки на портативном компьютере во время прогулок в парке, в поездках на верхнем этаже лондонского автобуса и стоя в очередях супермаркета. Для Говерта же, который проводил долгие часы за своим столом, прогулка в парке была недостижимой мечтой!

Договорившись, чтобы сообщения укладывались в 140 символов, Говерт и Маркус приступают к работе — по 70 блогов на каждого. Закончив, они обмениваются материалами, чтобы перекрестно отредактировать друг друга. Этот процесс опять занял много времени, чего они не ожидали. Но, наконец, дело было сделано. На протяжении года Маркус преодолевал длинный путь от книжной страницы размером в 275 слов к всего лишь 140 символам.

Говерт теперь не произносит фразы, которые не помещаются Твиттере. Для нового проекта их редактор уже предлагает им написать о происхождении, эволюции и судьбе Вселенной в жанр хайку. Нил, вы, конечно, шутите?

 

Маркус Чаун (Лондон) и Говерт Шиллинг (Амерсфорт), 2011

 

Небо

 

Что порождает радугу?

 

1665. Чума в Лондоне. Ворота Кембриджа закрываются. Ньютон, 22 года, никому не известный, отправляется домой. Запертый там на 18 месяцев, он меняет лицо науки.

 

На протяжении своего «года чудес», когда он объясняет гравитацию, Ньютон озадачивается: почему звезды, видимые в телескоп, окаймляются радужными контурами?

 

В телескопе используют линзы — стеклянные диски, толщина которых изменяется. Ньютон исследует более простой вариант: треугольный клин с изменяющейся толщиной (призму).

 

Ньютон в Вульсторпе помещает призму на пути белого солнечного света, проходящего через щель в занавеске. Спроецировав выходящий из призмы луч на темную стену, он видит…

 

…разложение в «спектр», все цвета радуги: Красный (Red),  Оранжевый (Orange), Желтый (Yellow), Зеленый (Green), Голубой (Blue), Синий (Indigo), Фиолетовый (Violet).

 

(Все знают этот акроним на русском языке: «Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан», а на английском это: «ROY G BIV» — персонаж комического романа Мартина Эмиса.)

 

Ньютон ставит вторую призму, повернув ее соответствующим образом на пути лучей, образующих спектр, и цвета чудесным образом собираются снова в луч белого света.

 

Ньютон приходит к правильному заключению: белый свет, приходящий от Солнца, фактически состоит из всех цветов радуги, которые собраны вместе.

 

То, что фактически делает стеклянная призма, отклоняя лучи разного цвета по-разному, приводит к разложению белого света на составляющие цвета.

 

Свет — волна (слишком маленькая, чтобы ее увидеть), и различным цветам соответствуют разные длины волн. Длина волны у красного света примерно вдвое больше, чем у фиолетового.

 

Радуга образуется капельками дождя, действующими как несметное число крошечных призм, разлагающих белый солнечный свет на составляющие цвета.

 

Задняя поверхность капельки действует как крошечное зеркало. Свет может вновь появиться после 1-го или 2-го отражения: часто возникают 2 радуги, 2-я с обратным порядком следования цветов.

 

Угол между входящим и выходящим световыми лучами 42° («угол радуги»). Для второй радуги этот угол равен 51°.

 

Радуга — это фактически окружность. Однако из-за горизонта мы видим только ее часть — полукруглую дугу.

 

Ньютон разгадал проблему цветов радуги, окаймляющей звезды, заменяя линзы зеркалами. Изобрел «отражающий» (зеркальный) телескоп. Гений!

 

Почему небо голубое?

 

Из того, что воздух явно прозрачен, далеко не очевидна причина того, что небо голубое!

 

Объяснение тому, почему небо синее, было найдено в конце XIX в. английским физиком лордом Рэлеем (лауреат Нобелевской премии по физике 1904).

 

Ключевой факт 1. Свет представляет собой волну, похожую на рябь на воде. Это совсем не очевидно, так как волна (длина волны света) слишком мала, чтобы ее увидеть.

 

Ключевой факт 2. Белый солнечный свет, как открыл Ньютон, состоит из всех цветов радуги: от фиолетового (наименьшая длина волны) до красного (самая большая длина волны).

 

Ключевой факт 3. Так устроено в природе, что молекулы кислорода/азота в воздухе такого размера, что отклоняют (рассеивают) синий свет гораздо сильнее, чем красный.

 

Следствие. При прохождении через воздух (атмосферу) белый солнечный свет преимущественно теряет (благодаря рассеиванию) голубой цвет. Создается диффузный голубой фон.

 

Когда Солнце находится у горизонта, оно становится красным, так как свет должен пройти большое расстояние через атмосферу, теряя 100 % голубого цвета и оставляя только красный.

 

Если размер частиц в атмосфере изменится, небо может изменить Цвет. Небо становится красным при большом количестве загрязняющих веществ или пыли вулканических извержений.

 

При подходящем размере частиц вы даже можете увидеть голубую луну. Становится понятна фраза «однажды при голубой луне», что означает «редко».

 

Небо на Марсе может быть розового или желтого цвета, так как его цвет зависит только от размера частиц пыльных бурь, поднимающихся в тонком слое атмосферы.

 

В высоких слоях атмосферы Земли мало молекул воздуха, рассеивающих солнечный свет. Поэтому там небо не голубое, а чернильно-черное.

 

С чем связаны фазы Луны?

 

Облик Луны постоянно меняется: тонкий полумесяц, полуосвещенная, прибывающая Луна, полная и т. д. Время полного цикла приблизительно 29,5 дней (лунный месяц).

 

Ключевой факт. В отличие от Солнца Луна не излучает свой собственный свет.

 

Поэтому Луна видима, только когда освещена Солнцем — когда отражает солнечный свет.

 

«Фазы» Луны вызваны изменяющимся освещением ее Солнцем: иногда большая часть поверхности Луны освещена, иногда только небольшая.

 

Как и у Земли, у Луны есть яркая дневная сторона (обращенная к Солнцу) и темная ночная сторона. Всегда частично освещенная, но не вечно «Темная сторона Луны» (приносим извинения группе Pink Floyd).

 

Когда Луна и Солнце расположены приблизительно в одном направлении от Земли, Луна освещена сзади. С Земли мы видим ее темную сторону. Это — новолуние.

 

Приблизительно неделю спустя Луна проходит первые 25 % орбиты (первая четверть). Солнце теперь освещает Луну с запада. Мы видим освещенную половину Луны.

 

Еще через неделю Луна находится в противоположном направлении от Солнца. С Земли мы видим ее полностью освещенную сторону. Это полная Луна.

 

Наконец, после прохождения 75 % своей орбиты (последняя четверть) Луна освещается с востока. Поверхность Луны, обращенная к Западному полушарию, теперь темная.

 

Вспомним: первая четверть видна только в течение первой половины ночи — последнюю четверть можно увидеть только во второй половине ночи.

 

Полная Луна противостоит Солнцу, так что она поднимается во время заката и опускается во время восхода Солнца. Это означает, что ее можно видеть всю ночь.

 

Средний лунный цикл длится 29 дней 12 часов 44 минуты и 2,9 секунд. Этот лунный месяц по-прежнему является основой еврейских/исламских календарей.

 

Земля также проходит через фазы, подобные лунным. Во время новолуния астронавт на Луне будет видеть полную Землю, и наоборот.

 

Что такое лунное затмение?

 

Лунное затмение происходит, когда Земля перекрывает солнечный свет, падающий на Луну. Впечатляющее явление, главным образом, из-за жуткого красного цвета.

 

Для лунных затмений Земля должна быть между Солнцем и Луной. Таким образом, они могут происходить только во время полной луны.

 

Лунная орбита немного наклонена относительно земного экватора. Полная Луна, как правило, проходит немного выше или ниже «тени» Земли, избегая, таким образом, лунного затмения.

 

Во время полного лунного затмения полная Луна сначала вступает во внешнюю боковую полутень Земли: только часть солнечного света заблокирована. Луна выглядит мрачной, пасмурной.

 

Затем Луна начинает входить в центральный конус глубокой тени. Из Луны «выкусывается» маленький кусочек, который растет и растет. Со временем Луна полностью затмевается.

 

Удивительно, Луна не исчезает полностью, даже если на нее не падает прямой солнечный свет. Вместо этого она светится темным оранжево-красным цветом.

 

Красный цвет затмеваемой Луны возникает из-за солнечного света, проходящего через атмосферу Земли. Молекулы воздуха «рассеивают» немного света в тень.

 

Для того чтобы понять: представьте, что вы находитесь на Луне во время полного лунного затмения. Вы находитесь в тени Земли, поэтому Солнце закрыто Землей и невидимо.

 

Но земная атмосфера светится красным кольцом вокруг темной планеты, как вечернее небо светится красным после захода Солнца. Результат: Луна получает слабый красный оттенок.

 

Во время лунного затмения полная Луна сначала становится тусклой, затем темной и красной. Все больше звезд становятся видимыми. Полная фаза может занять до 1 часа 40 минут.

 

Некоторые лунные затмения оказываются лишь частичными (часть Луны проходит через глубокую тень, а другая часть только через полутень).

 

Ближайшие полные лунные затмения: 10 декабря 2011 (Азия, Австралия), 15 апреля 2014 (Америка, Австралия), 8 октября 2014 (Северная Америка, Восточная Азия, Австралия).

 

Что такое созвездие?

 

Десятки тысяч лет назад люди смотрели вверх в ночное небо и находили узоры в беспорядочно разбросанных звездах.

 

Некоторые звездные скопления, казалось, похожи на животных, таких как быки, собаки, медведи и змеи. Так родились названия созвездий.

 

Позже другие группы звезд были названы в честь богов и персонажей мифов. Римский эрудит Птолемей (90–168) составил список из 48 созвездий.

 

К наиболее известным относятся: Большая Медведица, Орион, Лев, Лебедь, Телец, Кассиопея, Близнецы, Геркулес.

 

В конце XVI в. голландские моряки наблюдали за южным небом и добавили новые созвездия, такие как Тукан (Toucan) и Райская Птица (Bird of Paradise).

 

Позже в Северном полушарии были добавлены новые открытые созвездия: Лисичка (Little Fox) и Ящерица (Lizard).

 

В 1930 приняты названия 88 созвездий и закреплены их очертания. Каждый участок ночного неба связан с тем или иным созвездием.

 

Звезды в созвездии могут находиться на совершенно разных расстояниях и, как правило, не связаны, поэтому созвездия — кажущиеся группировки.

 

Звезды ближайшей и сверхдалекой галактик могут относиться к одному созвездию — до тех пор, пока они соседствуют в небе.

 

Если смотреть с Земли, вид созвездий очень медленно изменяется с течением времени из-за собственного движения звезд на небе.

 

Некоторые созвездия видны всегда, а другие — никогда (за исключением наблюдателя на экваторе). Большинство можно увидеть только в определенное время.

 

Инки и аборигены также опознавали «темные облака созвездий»: темные облака пыли на Млечном Пути, похожие на животных, таких как ягуар.

 

Что такое зодиак?

 

Солнце, Луна и планеты движутся на фоне неподвижных звезд. Другими словами, они путешествуют из одного созвездия в другое.

 

Для Солнца фон созвездий, конечно, не виден. Тем не менее путь Солнца все же может быть выведен из наблюдений.

 

Оказывается, Солнце, Луна и планеты не могут свободно путешествовать везде в небе. Они никогда, например, не появляются в Большой Медведице или Орионе.

 

Вместо этого, движение Солнца, Луны и планет всегда ограничивается группой из 12 расположенных по небесному кругу созвездий: созвездий зодиака.

 

Наиболее известные зодиакальные созвездия: Овен (Aries), Телец (Taurus), Близнецы (Gemini), Рак (Cancer), Лев (Leo), Дева (Virgo),  Весы (Libra), Скорпион (Scorpio), Стрелец (Sagittarius), Козерог (Capricorn), Водолей (Aquarius), Рыбы (Pisces).

 

Хотя название «зодиак» связано с «зоо», не все зодиакальные созвездия — животные. Некоторые — имеют отношение к человеку. А Весы даже не относятся к одушевленным.

 

Годовой путь Солнца через зодиак (что отражает орбитальное движение Земли) на самом деле является кругом на небе, называемым эклиптикой.

 

Давным-давно эклиптика была разделена на 12 равных частей (зодиакальные знаки), более или менее связанных с созвездиями (которые имеют неравные размеры).

 

Астрология (суеверие) утверждает, что характер человека зависит от положения Солнца, Луны и планет относительно этих знаков зодиака на момент рождения.

 

На самом деле из-за медленного смещения Земной оси между знаками зодиака и созвездиями нет строгого соответствия: смещение составляет около одного созвездия в 2100 лет.

 

Эклиптика (путь Солнца) пересекает также незодиакальное созвездие Змееносца (Serpent Bearer), которое не играет роли в астрологии.

 

Зодиакальные созвездия содержат несколько ярких звезд: Альдебаран (Телец), Кастор и Поллукс (Близнецы), Регул (Лев), Спика (Дева), Антарес (Скорпион).

 

Часто возникают красивые «союзы» Луны и/или планет с одной из этих звезд. Иногда Луна даже заслоняет звезды.

 

Что такое Млечный Путь?

 

Млечный Путь — слабая светлая полоса, простирающаяся в ночном небе. Может быть видна только в темных местах (за пределами городов) в ясные безлунные ночи.

 

Согласно греческой мифологии, это материнское молоко, которое пролила богиня Гера, когда она кормила грудью Геракла. Римляне называли Млечный Путь Via Lactea.

 

В скандинавской мифологии призрачный Млечный Путь (Vintergatan, или Зимняя Улица) был дорогой, по которой мертвые души двигались в Валгаллу (загробную жизнь).

 

Галилео Галилей (1564–1642) впервые использовал телескоп для изучения Млечного Пути. И удивился, обнаружив, что он состоит из множества тусклых звезд.

 

Уильям Гершель (1738–1822) и Якобус Каптейн (1851–1922) пытались вывести протяженность и 3D-форму Млечного Пути, подсчитав звезды.

 

Теперь мы знаем, что Млечный Путь — гигантский сплюснутый звездный диск со спиральными рукавами. Солнце находится во внешней области диска, близко к центральной плоскости.

 

Так почему же мы видим Млечный Путь как полосу света, опоясывающую небо? Приведем аналогию: мы живем в пригороде гигантского города, где все здания прозрачные…

 

Город довольно плоский, так что большую часть света в ночное время вы видите в (горизонтальной) полосе вокруг себя с концентрацией интенсивности в направлении центра города.

 

Глядя вверх или вниз, вы видите только отдельные огоньки (высотные здания, станции метро). Аналогично Млечный Путь является проекцией плоского звездного диска.

 

Размер, по оценкам Гершеля и Каптейна, оказался слишком маленьким. Кроме того, они считали, что Солнце расположено вблизи центра Млечного Пути. Это обман, который возникает из-за пыли, поглощающей свет.

 

Это как будто вы находитесь в пригороде большого города очень туманной ночью: свет виден только в пределах некоторой области, и кажется что вы находитесь в центре.

 

Реальный размер, спиральную структуру и динамику Млечного Пути смогли определить только после появления радиоастрономии (1950-е): пыль уже не мешала.

 

Земля

 

Что делает Землю особенной?

 

Три причины: жизнь, жизнь, жизнь. Земля — единственная планета, которая может похвастаться биологией. Но она имеет также и другие особые свойства, возможно, относящиеся к жизни.

 

Из четырех скалистых планет Солнечной системы Земля — единственная, обладающая водой на поверхности, — это важно для происхождения и сохранения жизни.

 

Венера и Марс сразу после формирования, возможно, также имели воду. На Венере (она ближе к Солнцу) океаны испарились. Венера стала окончательно «оранжерейной» планетой.

 

Марс, будучи меньше Земли, быстрее потерял свое тепло. Также он рассеял большую часть своей атмосферы/водяного пара в пространство. Оставшаяся вода застыла.

 

Земля находится в обитаемой зоне — зоне «Златовласки»[1], т. е. имеет оптимальное соотношение размера и расстояния до Солнца. Если планета ближе к Солнцу, на ней слишком жарко, как на Венере. Если намного меньше по размерам, на ней слишком холодно, как на Марсе.

 

Земля — единственная скалистая планета с большой Луной. Притяжение Луны выправляет Землю всякий раз, когда ее ось отклоняется, что сохраняет климат пригодным для жизни.

 

Радиоактивность сохраняет расплавленным ядро Земли. Медленные, заряженные потоки генерируют магнитное поле. Они защищают жизнь от смертельных частиц, идущих от Солнца/из космоса.

 

Наконец, Земля является единственной планетой в Солнечной системе с тектоникой плит (см. следующую страницу), которая предотвращает накопление CO₂ в атмосфере.

 

Земля может быть гигантской «сложной саморегулирующейся системой» (гипотеза Геи) с биологией и геологией, совместно сохраняющими планету обитаемой.

 

Что такое тектоника плит?

 

В 1620 англичанин Фрэнсис Бэкон замечает, что береговые линии Африки и Южной Америки похожи на кусочки головоломки, подходящие друг другу.

 

В начале XX в. немец Альфред Вегенер задумался: может, континенты сначала были объединены, а затем разъединились?

 

Вегенер умирает в 1930 во время путешествия по Гренландии. К сожалению, он никогда не увидит триумфа своей весьма спорной идеи — «континентального дрейфа».

 

К концу XX в. основная идея Вегенера подтверждается и конкретизируется в современную полномасштабную теорию «тектоники плит».

 

Поверхность Земли (литосфера) плавает на расплавленной магме. Существуют 2 типа коры: океаническая — тонкая/плотная; континентальная — толстая/легкая, которая плавает выше.

 

Литосфера раздроблена на «тектонические плиты». Там, где две континентальные плиты сталкиваются, происходят смятие и подъем коры, что приводит к образованию горных цепей, подобных Гималаям.

 

Когда континентальная и океаническая плиты сталкиваются, океаническая опускается вниз, ныряя под континентальную и поднимая ее вверх. В результате образуются горы (Анды) и вулканы (вследствие трения).

 

Когда пластины расходятся на «срединно-океанических хребтах», лава поднимается и заполняет этот разлом, создавая новую кору. Океан распространяется. Когда-то Атлантика была лужей.

 

Примечательно, что сегодня в Африке мы можем наблюдать рождение нового океана. В Афаре (Эфиопия) 3 пластины отдаляются друг от друга. Образовавшийся разлом будет заполнен водой.

 

Согласно представлениям о тектонике плит, 250 млн лет назад Земля представляла единый «суперконтинент» (Пангея). Его раз лом породил сегодняшние континенты.

 

Движущей силой тектоники плит являются поднимающаяся горячая магма и опускающаяся внутрь Земли холодная магма по аналогии с нагреваемой в кастрюле водой.

 

Источником тепла является радиоактивность горных пород. Первоначально это расплавило Землю так, что плотное железо опустилось к ядру, а легкая порода (литосфера) всплыла на поверхность.

 

Никто не знает, что изначально разломало литосферу на плиты. Может быть, просто охлаждение и сжатие Земли или воздействия из космоса.

 

Жидкая вода имеет решающее значение в качестве смазки при движении плит. Венера, которая приблизительно одного размера с Землей, но не содержит воды, не имеет тектоники плит.

 

Луна

 

Почему Луна не падает?

 

Это неглупый вопрос. В конце концов, если вы бросаете мяч в воздух, он всегда возвращается, притягиваемый вниз гравитацией Земли.

 

Ньютон решал головоломку с такой картиной: пушка стреляет ядром, которое летит в воздухе и падает вниз. Чем больше пушка, тем быстрее ядро и тем дальше оно летит.

 

Теперь представьте себе очень большую пушку. Она выстреливает ядром так быстро и далеко, что кривизна Земли становится заметной.

 

Так же быстро, как ядро падает, искривленная земная поверхность уходит из-под него. Поэтому ядро никогда не упадет! Оно…

 

…попадает на орбиту, все время «падая по кругу». Скорость, необходимая для достижения этого, составляет примерно 28 400 км/ч.

 

Подобным образом Луна постоянно «падает» на Землю, никогда ее не достигая. Но на ее расстоянии от Земли скорость не 28 400 км/ч, а только 3700 км/ч.

 

Гениальность Ньютона заключалась в понимании, что и яблоко, сорвавшееся с дерева, и Луна — оба тела падают (отсюда он получил закон всемирного тяготения).

 

Искусственные спутники таким же образом «падают», оставаясь на орбите Земли. Но ближе к Земле торможение в атмосфере в конечном итоге приводит их к падению вниз.

 

Скорость, необходимая для достижения орбиты Земли, огромна. Но на маленьком астероиде с низкой гравитацией вы сможете бегом выйти на орбиту.

 

Как Луна влияет на Землю?

 

Два раза в день море надвигается на пляжи, а затем отступает. Такие приливы, которые впервые объяснил Исаак Ньютон, вызваны Луной.

 

Вопреки распространенному мнению, приливы на Земле вызваны не столько гравитацией Луны, сколько изменениями в гравитации Луны.

 

Гравитация Луны действует сильнее всего на океан непосредственно перед ней, менее сильно — на центр Земли и наименее сильно на океан с обратной стороны…

 

Таким образом, океаны вспучиваются в двух направлениях: с одной стороны — потому что вода оттягивается от Земли; с другой — потому что Земля уходит из-под воды.

 

Поскольку Земля поворачивается вокруг своей оси каждые 24 часа, две приливные выпуклости путешествуют по океанам, в каждой точке создавая два прилива в сутки.

 

Фактически гравитация Луны вытягивает приливные выпуклости. Это действие «тормозит» вращение Земли. Луна реагирует, отступая от Земли.

 

Луна создает «приливы» в горах так же, как и в воде, хотя и меньшие из-за жесткости гор. Такие приливные растяжения могут способствовать возникновению землетрясений.

 

Большой адронный коллайдер близ Женевы обнаруживает растяжение и сжатие два раза в сутки, поскольку Луна растягивает и сжимает 27-км кольцо «ускорителя атомов».

 

Солнце также создает приливы в океанах, однако лишь в 1/3 от тех, чем порождает Луна. Когда Солнце и Луна объединяются, мы получаем самые высокие приливы.

 

Высокие приливы, ветры и воронкообразные потоки могут создать приливную волну — водяной горб, сохраняющий форму на многие километры и который можно даже использовать для серфинга.

 

В прошлом, когда Луна была ближе, приливы были выше, чем сегодня. При своем рождении Луна была в 10 раз ближе, а приливы в 1000 раз выше.

 

Луна не только вызывает приливы, но может и «уничтожить» Солнце. Полное солнечное затмение было ужасом для древних людей. Они использовали гремящую кастрюлю, чтобы отпугнуть чудовище, поедающее Солнце (это всегда работало!).

 

Полные солнечные затмения изменили историю. Во время сражения между Лидией и Мидией (Турция, 585 г. до н. э.) Земля погрузилась в темноту. Это было плохой приметой. Армии сложили оружие.

 

Есть ли вода на Луне?

 

большие темные пятна на Луне считались когда-то морями (maria  на латыни). Однако теперь мы знаем, что они являются равнинами вулканической лавы.

 

Вода не может находиться на поверхности Луны. Без атмосферы она немедленно бы кипела в космосе. Поэтому Луна совершенно сухая.

 

Анализ доставленной Аполлонами лунной породы, казалось, подтвердил теорию сухой Луны. Считалось, что небольшое количество обнаруженной воды — это загрязнение от астронавтов.

 

Но в 2009 индийский космический аппарат Чандраян-1 обнаружил «спектральные следы» воды (H₂O) или гидроксила (ОН) на лунной поверхности.

 

Наблюдение было подтверждено другими космическими аппаратами: Кассини (по пути к Сатурну) и Дип Импакт (проходившим мимо Земли/Луны по дороге к комете Хартли).

 

Было найдено незначительное количество воды: всего 0,1 % (1 литр на тонну).

 

Вероятно, она была образована солнечным ветром (ядра водорода) в сочетании с минералами, богатыми кислородом.

 

Молекулы воды слабо связаны с лунной породой. Это означает, что вода медленно ползет от лунного экватора к более холодным полярным областям.

 

Лунная вода скапливается в виде льда в глубоких кратерах у лунных полюсов.

 

Их дно, которое находится в постоянной тени, никогда не чувству, свет тепла Солнца.

 

9 октября 2009 исследовательский космический зонд LCROSS  врезался в полярный кратер Кабеус. По крайней мере 100 кг воды было обнаружено в шлейфе, поднявшемся от удара.

 

Вода на Луне имеет ключевое значение для создания в будущем лунной базы. Большое значение она имеет не только для питья, но и для создания ракетного топлива.

 

Однако, по материалам LCROSS, лунная вода существует не в виде больших льдин, а с примесью лунного грунта, что создает трудности для ее извлечения.

 

Откуда взялась Луна?

 

Происхождение Луны является давней тайной. Нигде нет другой луны, такой большой по сравнению с родительской планетой.

 

Миссии Аполло обнаружили важную информацию. Луна состоит из материала, подобного мантии Земли. Лунные скалы содержат намного меньше воды, чем скалы на Земле.

 

1975. Вильям Хартманн и его коллеги предложили теорию гигантского столкновения. Вскоре после своего формирования Земля столкнулась с небесным телом с массой Марса (его назвали Тейя).

 

Из-за своей тяжести железное ядро Тейи попало в центр Земли. Расплавленная мантия выплеснулась в космос. Сформировалось кольцо вокруг Земли.

 

Кольцо остывающих осколков соединилось в Луну: она была в 10 раз ближе, чем сегодня, в 10 раз больше и вызывала в 1000 раз большие приливы.

 

Теория объясняет, почему Луна походит на мантию Земли; почему не имеет железного ядра; почему она настолько сухая (вода улетучилась при супергорячем агрессивном ударе).

 

Кроме большой Луны, возможно, также сформировались меньшие луны, которые позже столкнулись с большой. Этим можно объяснить толстую корку на обратной стороне Луны.

 

Проблема теории: Тейя не разрушила Землю. Это означает, что она должна была врезаться в нашу планету с необъяснимо малой скоростью.

 

Объяснение Ричарда Готта и Эда Белбруно: Тейя и Земля факт чески имели общую орбиту, подобно тому, как «троянские» астероиды Юпитера сегодня входят в его орбиту.

 

Так верить этому или нет? Возможно, когда-то у Земли был собрат, ярко светившийся в ночном небе!

 

Если Тейя сформировалась в устойчивой «точке Лагранжа», на 60° впереди или позади Земли на ее орбите, и была из нее выбита, то она могла медленно приближаться к Земле.

 

Энергия, теряемая во взаимодействии с приливами, постепенно уменьшала энергию Луны на орбите, сдвигая ее к существующему местонахождению. Сегодня Луна по-прежнему отступает на 4 см в год.

 

Проведем урок по внеземной жизни. Климат Земли устойчивым для жизни сохраняет большая Луна. Ее появление потребовало уникальных условий. Поэтому жизнь на других планетах может оказаться редкостью.

 

 

Космос

 

Как там — в космосе?

 

В космосе никто не услышит твой крик. Это потому, что звук — колебания воздуха, а в космосе нет воздуха для создания колебаний.

 

В космосе лазерные лучи невидимы (извините, фанаты «Звездных Войн»). Это потому, что свет от лазерного луча «рассеивает» в ваш глаз пыль в воздухе.

 

В космосе невообразимый холод. Это потому, что там очень мало атомов, которые взаимодействуют (сталкиваются) с вами и таким образом передают теплоту.

 

В самом деле: межпланетное пространство содержит около 10 частиц на см³ (в хорошем земном вакууме их 100 000, а в воздухе на уровне моря — 30 млрд млрд).

 

Существенно, что если нет частиц воздуха, которые уносили бы избыточное тепло, перегрев так же вероятен, как замерзание. Скафандры должны быть и с подогревом, и с охлаждением.

 

В космосе, где нет воздуха, чтобы дышать, астронавты должны носить свои собственные запасы воздуха с собой на спине, обычно в баллонах, подобных тем, какие используются в аквалангах.

 

В космосе нет давления. Мы живем под давлением 50-км столба воздуха (2 слона!). Костюмы астронавтов должны находиться под Давлением.

 

Если космонавты не будут похожи на символ шин компании Мишлен, «пухлого человека-шину», азот будет выделяться в их кровь в виде пузырьков (азотный наркоз — «кесонная болезнь»), и это Убьет космонавтов.

 

В космосе вы невесомы. На орбите вы находитесь в постоянном падении к Земле (но никогда не достигаете ее!). В «свободном падении» вы не чувствуете силы тяжести.

 

В космосе существует постоянная опасность радиации, идущей от Солнца и других областей космоса (космические лучи). Магнитное поле Земли создает «зонтик» для Земли.

 

Астронавты часто сообщают о наблюдаемых своеобразных вспышках света. Предполагается, что это высокоскоростные субатомные частицы проходят через жидкость глазного яблока.

 

Космическая радиация — основная опасность при освоении человеком космического пространства. В путешествии на Марс астронавты подвергаются ее воздействию на протяжении 6 месяцев.

 

Складывается впечатление, что люди не были созданы для космоса?!

 

Солнце

 

Почему Солнце горячее?

 

Солнце жаркое по одной простой причине. Оно обладает большой массой. Огромное количество вещества прессуется в ядро под действием силы тяжести, сжимающей его.

 

Когда газ сжат, он становится горячим. Это известно любому, кто сжимал воздух в велосипедном насосе. В солнечном ядре газ сжат так, что его температура достигает -15 млн °С.

 

При такой высокой температуре вещество переходит в «плазму». Она ведет себя не как материя, которая материальна (каламбур получился случайно).

 

Солнце — это млрд млрд млрд тонн, в основном, водорода. Но, если положить млрд млрд млрд тонн бананов в одном месте, будет так же жарко.

 

Ключевой факт: температура Солнца зависит от КОЛИЧЕСТВА содержащегося в нем вещества, а не от его состава (хотя он и оказывает незначительное влияние на распределение тепла внутри).

 

Сжатая в ядре материя объясняет лишь, почему Солнце горячее в данный момент, но не объясняет, почему оно остается горячим. Это уже совершенно другой вопрос.

 

Солнце постоянно отдает тепло в космос, но никогда не остывает. Поэтому должно быть что-то, что восполняет тепло так же быстро, как оно теряется. Но что это?

 

Ответ: ядерная энергия. Солнце осуществляет синтез «остовов», или «ядер» легчайшего элемента — водорода, и превращает его в следующий легчайший элемент — гелий. Побочным продуктом является солнечный свет.

 

О наиболее маловероятной ядерной реакции, которую можно вообразить. В среднем каждым двум ядрам водорода в составе Солнца для того, чтобы встретиться и соединиться, необходимо 10 млрд лет.