Ay, çok eski zamanlardan beri bilim adamlarının ve sadece meraklı insanların dikkatini çeken gezegenimizin bir uydusudur. Antik dünyada hem astrologlar hem de gökbilimciler ona etkileyici incelemeler adadılar. Şairler onlardan geri kalmadı. Bugün bu anlamda çok az şey değişti: Ay'ın yörüngesi, yüzeyinin ve iç yapısının özellikleri gökbilimciler tarafından dikkatle inceleniyor. Burç derleyicileri de gözlerini ondan almıyor. Uydunun Dünya üzerindeki etkisi her ikisi tarafından da inceleniyor. Gökbilimciler, iki kozmik cismin etkileşiminin her birinin hareketini ve diğer süreçlerini nasıl etkilediğini inceler. Ay çalışması sırasında bu alandaki bilgi önemli ölçüde arttı.
Köken
Bilim adamlarına göre, Dünya ve Ay yaklaşık olarak aynı zamanda oluştu. Her iki beden de 4,5 milyar yaşında. Uydunun kökeni hakkında birkaç teori var. Her biri Ay'ın belirli özelliklerini açıklar, ancak birkaç çözülmemiş soru bırakır. Dev çarpışma teorisi bugün gerçeğe en yakın teori olarak kabul ediliyor.
Hipozete göre, Mars'a benzer büyüklükte bir gezegen genç Dünya ile çarpıştı. Etki teğetseldi ve bu kozmik bedenin maddesinin çoğunun ve ayrıca belirli bir miktarda karasal "malzemenin" uzaya salınmasına neden oldu. Bu maddeden yeni bir nesne oluştu. Ay'ın yörünge yarıçapı başlangıçta altmış bin kilometreydi.
Dev bir çarpışma hipotezi, Ay-Dünya sisteminin özelliklerinin çoğu olan uydunun yapısının ve kimyasal bileşiminin birçok özelliğini iyi açıklar. Ancak teoriyi temel alırsak, bazı gerçekler hala anlaşılmaz kalıyor. Dolayısıyla uydudaki demir eksikliği ancak çarpışma anında her iki gövdede de iç tabakaların farklılaşmasıyla açıklanabilir. Bugüne kadar, böyle bir şeyin gerçekleştiğine dair bir kanıt yok. Ve yine de, bu tür karşı savlara rağmen, dev bir etkinin hipotezi tüm dünyada ana hipotez olarak kabul ediliyor.
Parametreler
Ay, diğer birçok uydu gibi atmosfere sahip değildir. Sadece oksijen, helyum, neon ve argon izleri bulundu. Aydınlatılmış ve karanlık alanlarda yüzey sıcaklığı bu nedenle çok farklıdır. Güneşli tarafta +120 ºС'ye yükselebilir ve karanlık tarafta -160 ºС'ye düşebilir.
Dünya ile Ay arasındaki ortalama uzaklık 384.000 km'dir. Uydunun şekli neredeyse mükemmel bir küredir. Ekvator ve kutup yarıçapları arasındaki fark küçüktür. Sırasıyla 1738,14 ve 1735,97 km'dir.
Ay'ın Dünya çevresindeki tam dönüşü27 günden biraz fazla sürer. Gözlemci için uydunun gökyüzündeki hareketi, bir faz değişikliği ile karakterize edilir. Bir dolunaydan diğerine geçen süre, belirtilen süreden biraz daha uzundur ve yaklaşık 29,5 gündür. Fark, Dünya ve uydunun da Güneş'in etrafında hareket etmesinden kaynaklanmaktadır. Ay, orijinal konumuna geri dönmek için birden fazla daireden biraz daha fazla seyahat etmelidir.
Dünya-Ay Sistemi
Ay, diğer benzer nesnelerden biraz farklı bir uydudur. Bu anlamda ana özelliği kütlesidir. Aynı Dünya parametresinin yaklaşık 1/81'i olan 7.351022 kg olarak tahmin edilmektedir. Ve eğer kütlenin kendisi uzayda olağan dışı bir şey değilse, o zaman gezegenin özellikleriyle olan ilişkisi alışılmadıktır. Kural olarak, uydu-gezegen sistemlerinde kütle oranı biraz daha küçüktür. Sadece Pluto ve Charon benzer bir orana sahip olabilir. Bu iki kozmik beden bir süre önce iki gezegenden oluşan bir sistem olarak nitelendirilmeye başlandı. Görünüşe göre bu atama Dünya ve Ay için de geçerli.
Yörüngedeki Ay
Uydu, 27 gün 7 saat 42,2 dakika süren yıldız ayı başına yıldızlara göre gezegenin etrafında bir tur yapar. Ay'ın yörüngesi elips şeklindedir. Farklı dönemlerde, uydu ya gezegene daha yakın ya da ondan daha uzakta bulunur. Dünya ile Ay arasındaki mesafe 363.104'ten 405.696 kilometreye değişiyor.
Uydu yörüngeliBir uydu ile Dünya'nın iki gezegenden oluşan bir sistem olarak kabul edilmesi gerektiği varsayımı lehine bir kanıt daha bağlanır. Ay'ın yörüngesi, Dünya'nın ekvator düzleminin yakınında (çoğu uydu için tipik olduğu gibi) değil, pratik olarak gezegenin Güneş etrafındaki dönüş düzleminde bulunur. Ekliptik ile uydunun izlediği yol arasındaki açı 5º'den biraz fazla.
Ay'ın Dünya çevresindeki yörüngesi birçok faktörden etkilenir. Bu bakımdan uydunun kesin yörüngesini belirlemek kolay bir iş değil.
Biraz tarih
Ayın nasıl hareket ettiğini açıklayan teori 1747'de ortaya atıldı. Bilim adamlarını uydunun yörüngesinin özelliklerini anlamaya yaklaştıran ilk hesaplamaların yazarı Fransız matematikçi Clairaut'du. Daha sonra, uzak on sekizinci yüzyılda, Ay'ın Dünya çevresindeki devrimi, Newton'un teorisine karşı bir argüman olarak sıklıkla ileri sürüldü. Evrensel yerçekimi yasası kullanılarak yapılan hesaplamalar, uydunun görünen hareketinden büyük ölçüde farklıydı. Clairaut bu sorunu çözdü.
Konu, d'Alembert ve Laplace, Euler, Hill, Puiseux ve diğerleri gibi tanınmış bilim adamları tarafından incelenmiştir. Ayın devriminin modern teorisi aslında Brown'ın (1923) çalışmasıyla başladı. İngiliz matematikçi ve astronomun araştırması, hesaplamalar ve gözlem arasındaki tutarsızlıkların ortadan kaldırılmasına yardımcı oldu.
Kolay bir iş değil
Ay'ın hareketi iki ana süreçten oluşur: kendi ekseni etrafında dönüş ve gezegenimizin etrafındaki dolaşım. Uydunun hareketini açıklayan bir teori türetmek o kadar zor olmayacaktı.yörüngesi çeşitli faktörlerden etkilenmedi. Bu, Güneş'in çekiciliği, Dünya'nın şeklinin özellikleri ve diğer gezegenlerin yerçekimi alanlarıdır. Bu tür etkiler yörüngeyi bozar ve belirli bir dönemde Ay'ın tam konumunu tahmin etmek zor bir iş haline gelir. Buradaki sorunun ne olduğunu anlamak için uydunun yörüngesinin bazı parametreleri üzerinde duralım.
Yükselen ve azalan düğüm, apsis çizgisi
Daha önce de belirtildiği gibi, Ay'ın yörüngesi tutulmaya meyillidir. İki cismin yörüngeleri, artan ve azalan düğümler olarak adlandırılan noktalarda kesişir. Sistemin merkezine, yani Dünya'ya göre yörüngenin zıt taraflarında bulunurlar. Bu iki noktayı birleştiren hayali çizgiye düğüm çizgisi denir.
Uydu, yerberi noktasında gezegenimize en yakın olanıdır. Maksimum mesafe, Ay en yüksek noktasındayken iki uzay cismini ayırır. Bu iki noktayı birleştiren çizgiye apsis çizgisi denir.
Yörünge bozuklukları
Uydunun hareketi üzerinde çok sayıda faktörün etkisinin bir sonucu olarak, aslında birkaç hareketin toplamıdır. Ortaya çıkan tedirginliklerin en göze çarpanını düşünün.
Birincisi düğüm çizgisi regresyonudur. Ay yörüngesinin düzlemi ile ekliptik arasındaki iki kesişme noktasını birleştiren düz çizgi tek bir yerde sabit değildir. Uydunun hareketine ters yönde (bu nedenle regresyon denir) çok yavaş hareket eder. Başka bir deyişle, Ay'ın yörüngesinin düzlemiuzayda döner. Bir tam rotasyon yapması 18,6 yılını alıyor.
Apsis çizgisi de hareket ediyor. Apocenter ve periapsis'i birleştiren düz çizginin hareketi, yörünge düzleminin Ay'ın hareketiyle aynı yönde dönmesiyle ifade edilir. Bu, bir dizi düğüm durumunda olduğundan çok daha hızlı gerçekleşir. Tam bir dönüş 8, 9 yıl sürer.
Ayrıca, ay yörüngesi belirli bir genlikte dalgalanmalar yaşar. Zamanla, düzlemi ile ekliptik arasındaki açı değişir. Değer aralığı 4°59' ile 5°17' arasındadır. Tıpkı düğümler hattında olduğu gibi, bu tür dalgalanmaların periyodu 18.6 yıldır.
Son olarak, Ay'ın yörüngesi şeklini değiştirir. Biraz uzar, sonra tekrar orijinal konfigürasyonuna döner. Aynı zamanda, yörüngenin eksantrikliği (şeklinin bir daireden sapma derecesi) 0,04'ten 0,07'ye değişir. Değişiklikler ve orijinal konumuna geri dönüş 8,9 yıl sürer.
O kadar basit değil
Aslında hesaplamalar sırasında dikkate alınması gereken dört faktör çok fazla değil. Ancak, uydunun yörüngesinin tüm bozulmalarını tüketmezler. Aslında, Ay'ın hareketinin her bir parametresi sürekli olarak çok sayıda faktörden etkilenir. Bütün bunlar, uydunun tam yerini tahmin etme görevini zorlaştırıyor. Ve tüm bu parametreleri hesaba katmak genellikle en önemli görevdir. Örneğin, Ay'ın yörüngesinin hesaplanması ve doğruluğu, kendisine gönderilen uzay aracının görevinin başarısını etkiler.
Ayın Dünya Üzerindeki Etkisi
Gezegenimizin uydusu nispeten küçüktür, ancak etkisi iyidirfarkedilir şekilde. Belki de herkes Dünya'daki gelgitleri Ay'ın oluşturduğunu biliyor. Burada hemen bir rezervasyon yapmalıyız: Güneş de benzer bir etkiye neden olur, ancak çok daha büyük mesafe nedeniyle yıldızın gelgit etkisi çok az fark edilir. Ek olarak, denizlerdeki ve okyanuslardaki su seviyesindeki değişiklik, Dünya'nın kendi dönüşünün özellikleriyle de ilişkilidir.
Güneş'in gezegenimiz üzerindeki yerçekimi etkisi, Ay'ınkinden yaklaşık iki yüz kat daha fazladır. Bununla birlikte, gelgit kuvvetleri öncelikle alanın homojen olmamasına bağlıdır. Dünya ile Güneş arasındaki mesafe onları yumuşatır, bu nedenle bize yakın olan Ay'ın etkisi daha güçlüdür (ışık durumundakinin iki katı kadar önemlidir).
Gezegenin şu anda gece yıldızına bakan tarafında bir gelgit dalgası oluşuyor. Karşı tarafta da bir gelgit var. Dünya sabit olsaydı, dalga tam olarak ayın altında bulunan batıdan doğuya doğru hareket ederdi. Tam devri 27 küsur günde, yani bir yıldız ayında tamamlanacaktı. Ancak, Dünya'nın kendi ekseni etrafındaki dönüş süresi 24 saatten biraz daha azdır. Sonuç olarak, dalga gezegenin yüzeyinde doğudan batıya doğru ilerler ve bir dönüşü 24 saat 48 dakikada tamamlar. Dalga sürekli kıtalarla buluştuğu için, Dünya'nın hareketi yönünde ileri doğru kayar ve yörüngesinde gezegenin uydusunu geride bırakır.
Ay'ın yörüngesini silme
Bir gelgit dalgası büyük bir su kütlesinin hareket etmesine neden olur. Bu, uydunun hareketini doğrudan etkiler. heybetli kısımGezegenin kütlesi, iki cismin kütle merkezlerini birleştiren çizgiden yer değiştirir ve Ay'ı kendine çeker. Sonuç olarak uydu, hareketini hızlandıran bir kuvvet anı yaşar.
Aynı zamanda, bir gelgit dalgası üzerinde koşan kıtalar (Dünya Ay'dan daha hızlı döndüğü için dalgadan daha hızlı hareket ederler), onları yavaşlatan bir kuvvete maruz kalırlar. Bu, gezegenimizin dönüşünde kademeli bir yavaşlamaya yol açar.
İki cismin gelgit etkileşiminin yanı sıra enerjinin korunumu yasalarının ve açısal momentumun etkisinin bir sonucu olarak, uydu daha yüksek bir yörüngeye hareket eder. Bu, ayın hızını az altır. Yörüngede daha yavaş hareket etmeye başlar. Benzer bir şey Dünya ile olur. Yavaşlar, bu da günün uzunluğunda kademeli bir artışa neden olur.
Ay, Dünya'dan yılda yaklaşık 38 mm uzaklaşıyor. Paleontologların ve jeologların çalışmaları astronomların hesaplamalarını doğrulamaktadır. Dünyanın kademeli olarak yavaşlaması ve Ay'ın ortadan kalkması süreci yaklaşık 4,5 milyar yıl önce, yani iki cismin oluştuğu andan itibaren başladı. Araştırmacıların verileri, ayın başlarında daha kısa olduğu ve Dünya'nın daha hızlı döndüğü varsayımını destekliyor.
Gelgit dalgası sadece okyanusların sularında meydana gelmez. Benzer süreçler hem mantoda hem de yer kabuğunda meydana gelir. Ancak, bu katmanlar o kadar yumuşak olmadığından daha az fark edilirler.
Ay'ın durgunluğu ve Dünya'nın yavaşlaması sonsuza kadar olmayacak. Sonunda, gezegenin dönme periyodu, uydunun dönme periyoduna eşit olacaktır. Ay bir alanın üzerinde "uçacak"yüzeyler. Dünya ve uydu her zaman aynı taraftan birbirine dönecektir. Burada bu sürecin bir kısmının tamamlanmış olduğunu hatırlamakta fayda var. Ay'ın aynı tarafının her zaman gökyüzünde görünmesine yol açan gelgit etkileşimidir. Uzayda böyle bir dengede olan bir sistem örneği var. Bunlara zaten Pluto ve Charon deniyor.
Ay ve Dünya sürekli etkileşim halindedir. Bedenlerden hangisinin diğeri üzerinde daha fazla etkiye sahip olduğunu söylemek mümkün değildir. Aynı zamanda ikisi de güneşe maruz kalır. Diğer, daha uzak, kozmik bedenler de önemli bir rol oynamaktadır. Tüm bu faktörleri hesaba katmak, gezegenimizin etrafındaki yörüngede bir uydu hareketinin bir modelini doğru bir şekilde oluşturmayı ve tanımlamayı oldukça zorlaştırır. Bununla birlikte, sürekli olarak gelişen ekipmanın yanı sıra, büyük miktarda birikmiş bilgi, herhangi bir zamanda bir uydunun konumunu az çok doğru bir şekilde tahmin etmeyi ve her nesneyi ayrı ayrı ve Dünya-Ay sistemini bir olarak bekleyen geleceği tahmin etmeyi mümkün kılar. bütün.
