Луна

Раздел: Научно-популярная литература

Луна является самым близким к Земле небесным светилом. Об этом знали еще древние вдумчивые наблюдатели. Хорошо понимая, что во время солнечных затмений Луна загораживает Солнце от Земли, они делали из этого правильный вывод — что Луна ближе к Земле, чем Солнце. Они, несомненно, не раз наблюдали и покрытия звезд Луной.

На  2 показано покрытие Луной яркой звезды Альдебарана в созвездии Телец: две последовательные фотографии, сделанные при помощи телескопа, показывают постепенное приближение Луны к звезде. Наблюдения таких покрытий звезд Луной ясно говорят о том, что звезды находятся дальше Луны.

Еще около 2200 лет тому назад была сделана первая из известных нам попыток если не определить расстояние до Луны, то по крайней мере хотя бы сравнить его с расстоянием до других небесных светил. Это сделал в III веке до нашей эры александрийский астроном Аристарх Самосский: он сравнил расстояния до Луны и до Солнца как стороны некоторого треугольника.

Во всяком треугольнике, какую бы форму он ни имел, сумма всех углов всегда равняется 180°. Значит, если известны два угла, легко вычисляется и третий угол.

Аристарх сообразил, что в тот момент, когда Луна с Земли видна как половина круга, угол при Л (см.  3), образуемый линиями, направленными от Луны к Земле м от Луны к Солнцу, должен иметь 90°, то есть быть прямым. Это следовало из того, что в этот момент с Земли видна ровно половина освещаемого Солнцем полушария Луны. При всех иных положениях Луны мы видим или большую часть Луны, или меньшую.

Необходимо было измерить угол при 3? — угол, образуемый линиями, направленными от Земли к Солнцу и к Луне. Это Ари- ста рх и попытался сделать путем измерений.

По Аристарху, угол при 3 должен был иметь 87°, а, значит, третий угол при С — 3°. Имея эти данные, Аристарх начертил треугольник с такими углами; в нем линия ЗС оказалась больше линии ЗЛ в 19 раз. Этот треугольник должен быть совершенно подобен треугольнику, образуемому Солнцем, Луной и Землей в указанный момент. А так как в подобных треугольниках, как известно, отношения сторон одинаковы, то и расстояние от Земли до Солнца в сравнении с расстоянием от Земли до Луны, по Аристарху, оказывалось в 19 раз большим.

У Аристарха не было сколько-нибудь точных инструментов для этого измерения. Да и определить момент, когда угол оказывается прямым, было делом чрезвычайно трудным. И результат, который получил Аристарх, оказывался очень далеким от тех данных, которые мы имеем теперь.

Только в XVII веке, через девятнадцать столетий после Аристарха, были получены более близкие к действительности данные на этот счет. Они уточнялись еще и позже. Современные данные говорят, что Аристарх ошибся более чем в двадцать раз, так как расстояние от Земли до Солнца превышает расстояние от Земли до Луны почти в 400 раз. Это стало известным только тогда, когда техника такого рода измерений стала несравненно выше, чем в древности, и когда накопилось достаточно наблюдений для нужных выводов.

В настоящее время расстояние до Луны измерено с чрезвычайной точностью. Для определения его вовсе не требовалось совершать путешествие до Луны. Ведь и на земной поверхности производятся точные измерения расстояний до недоступных предметов, например, землемерами при составлении планов или артиллеристами при стрельбе по отдаленной цели.

Суть этих измерений также сводится к определению углов, а по ним и сторон различных геометрических фигур.

Известно, что близкие предметы смещаются на фоне более далеких, если мы передвигаемся в ту или другую сторону. Напри- б мер, если наблюдатель подвинется вправо или влево от точки А ( 4), то шест, изображенный на рисунке, будет ему виден в первом случае левее фабричной трубы, а во втором случае — правее. Это смещение называется параллактическим, от греческого слова «параллаксис», что значит «отклонение». Отклонение будет тем больше, чем ближе мы окажемся к предмету, смещение которого наблюдаем, и чем больше наше собственное смещение относительно этого предмета в ту и другую сторону.

Существует строгая зависимость размеров параллактического смещения от величины передвижения наблюдателя и его расстояния от предмета, смещение которого наблюдается.

Луна, находящаяся ближе к Земле, чем звезды, должна для наблюдателей смещаться относительно звезд. Но, конечно, для того, чтобы это смещение стало достаточно заметным, надо наблюдать Луну из очень удаленных друг от друга мест. Для измерений берут пункты, удаленные друг от друга на тысячи километров.

На  5 схематически, с грубым преуменьшением расстояния, показано параллактическое смещение Луны на фоне звезд, происходящее при наблюдении ее из двух пунктов: М (Москва), Ю (южная оконечность Африки); расстояние между ними около десяти тысяч километров. Из точки М Луна должна быть видна возле звезды 1, а из точки Ю — возле звезды 2.

Наблюдения параллактического смещения Луны производятся одновременно двумя наблюдателями.

Как уже было сказано, чем больше наше смещение, т. е. чем дальше находятся друг от друга наблюдательные пункты, тем больше будет и параллактическое смещение наблюдаемого предмета. По величине этого смещения и по расстоянию наблюдательных пунктов друг от друга можно точно установить и расстояние до предмета, в данном случае—до Луны.

Многократные определения расстояния до Луны, и притом различными способами, дают следующее число; 384 404 км, считая от центра Земли до центра Луны. На этом расстоянии земной шар можно было бы уместить подряд тридцать раз. Свет, проходящий в одну секунду около трехсот тысяч километров, прошел бы расстояние от Луны до Земли немногим долее, чем за одну секунду.

Расстояние до Луны почти в четыреста раз меньше расстояния до Солнца, которое равно 149 500 ООО км, и в сто с лишним раз меньше расстояния до ближайших к нам планет Венеры и Марса. Значит, Луна—ближайшее к нам небесное тело.

Указанное расстояние до Луны является средним, так как Луна, при своем движении вокруг Земли, бывает и ближе к Земле, и дальше. В апогее, то есть в наибольшем удалении от Земли, расстояние до Луны увеличивается до 407 ООО км, ав перигее, то есть в наибольшем приближении к Земле, уменьшается до 357 000 км.

Благодаря этому изменению расстояния до Луны изменяются и видимые размеры Луны на небе, что наглядно показано на  б.

После того как расстояние до Луны стало известно, стало возможным получить о Луне и все остальные сведения, касающиеся ее размеров, массы и плотности.