Лучший способ понять будущее Луны — начать с ее прошлого. Потому что, строго говоря, Луны сначала не было. Она образовалась уже после рождения Земли в результате гигантского столкновения. Это произошло в самые первые существования Солнечной системы, когда молодая Земля столкнулась с планетой, примерно имевшей размеры Марса. Обломки, которые сформировали единственный спутник нашей планеты, тогда находились к ней намного ближе. Гораздо ближе, чем Луна находится сейчас.
Когда состоялся самый первый восход Луны, она находилась примерно в 30 000 километров от Земли. И по сравнению с сегодняшним днем это было, вероятно, просто потрясающее зрелище! Но его никто не мог увидеть. Ведь в те далекие времена на Земле не было никакой жизни.
Сегодня Луна находится на расстоянии почти 400 000 километров от Земли. И тот процесс, который позволил ей удалиться на такое расстояния, определит и ее будущее. Речь идет о приливных взаимодействиях. Если кратко, приливная сила возникает из-за того, что разные области Земли находятся на разном расстоянии от Луны. Очевидно, что точка прямо под Луной ближе к ней, чем точка на другой стороне Земли. И находится она на 12 700 километров (это диаметр Земли) дальше. Чем ближе эта точка к Луне, тем сильнее будет гравитационное притяжение. Из-за разницы в силе гравитационных взаимодействий и возникают приливные силы. Между прочим, по этой же причине не возникают приливы, например, в пивном бокале или в человеческом теле. Просто наша голова чуть менее чем на 2 метра ближе к Луне, чем наши ноги. И эта разница слишком мала, чтобы играть хоть какую-то роль.
Однако если посмотреть на Землю в целом, то окажется, что различия весьма существенны. И именно они порождают хорошо всем известный феномен приливов и отливов. Но это еще не все. Поскольку приливные горбы движутся вокруг Земли, они замедляют вращение нашей планеты.
В прошлом Луна была не только ближе к Земле. Наша планета в те далекие времена вращалась вокруг своей оси быстрее, чем сейчас. То есть сутки на Земле были короче, чем сегодня. Это можно даже конкретно наблюдать. Например, в окаменелых отложениях кораллов. Эти древние минералы говорят нам, например, что 400 миллионов лет назад сутки длились всего 22 часа.
И теперь вступает в действие один важный эффект физики: сохранение углового момента. Проще говоря, энергия вращения Земли не может просто так взять и исчезнуть. Полная энергия вращения в системе Земля-Луна всегда должна оставаться постоянной. Если Земля вращается все медленнее и медленнее, то Луне приходится отдаляться от нее, чтобы компенсировать это. Этот эффект известен у фигуристов: когда они вращаются вокруг своей оси и широко расставляют руки, они поворачиваются медленнее, чем когда прижимают руки к телу, и становятся более компактными. Точно так же Земля расправляет руки — или «отталкивает» от себя Луну. И замедляет свое вращение.
Вот почему Луна удаляется от Земли. И продолжает это делать и сегодня. Ученые знают это, потому что могут очень точно измерить расстояние до нашего спутника. После того как первые астронавты миссий Аполлон высадились на Луне в 1969 году и установили там научные приборы, появилась возможность использовать лазерные лучи для измерения расстояния от Земли до Луны с точностью до миллиметра. И результаты измерений показали следующее – оказалось, что последняя удаляется от нашей планеты почти на 3,8 сантиметра в год!
Но мы, вероятно, никогда не потеряем нашу Луну. Теоретически она могла бы действительно удалиться достаточно далеко, чтобы больше не быть гравитационно связанной с Землей. И начать вращаться вокруг Солнца. Однако достижение такого расстояния займет больше, чем те 5-6 миллиардов лет, что осталось жить нашему Солнцу. Так что Луна навсегда останется с нами. И ее вид на небе тоже не сильно изменится. У нашей Земли еще почти миллиард лет впереди, прежде чем она станет слишком теплой для всех форм жизни из-за того, что Солнце будет становиться все более и более горячим. За это время Луна переместится всего на 22 000 километров от своего нынешнего положения. И по-прежнему будет выглядеть с Земли почти так же, как и сейчас.
Пока на Земле есть люди, у них всегда будет Луна, на которую можно смотреть ночью.
И это хорошо.
Как я понял если в будущем гравитационная связка Земля-Луна распадётся то Луна просто станет маленькой планетой.Всё равно интересно.Спасибо.