Луна составляет 1/81 от массы Земли. Сила тяжести на поверхности Луны составляет только 1/6 силы тяжести на поверхности Земли; это означает, что вы будете весить 1/6 вашего земного веса.

Луна является крупнейшим спутником по отношению к родительской планете и 5-м по величине в Солнечной системе после Ганимеда, Титана, Каллисто и Ио.

22. 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.

23. Существует ли темная сторона Луны?

Да. Луна получает освещение от Солнца. В любое время у нее есть яркая дневная и темная ночная стороны так же, как у Земли.

Это распространенная ошибка: люди называют противоположную сторону Луны, которая отвернута от Земли, ее темной стороной. Но она не всегда темная, конечно.

В новолуние Луна находится приблизительно в направлении Солнца. Хотя обращенное к Земле полушарие темное, противоположная сторона Луны полностью освещена.

С Земли мы видим только ближайшую сторону Луны. Дальняя сторона была невидима до тех пор, пока не была сфотографирована советским космическим зондом Луна-3 в октябре 1959.

Кажется, что Луна не вращается вокруг своей оси. Но это не так. Период вращения точно равен периоду обращения по орбите вокруг Земли.

У многих планетарных лун есть «синхронное вращение», обусловленное «приливными силами» родительской планеты, тормозящими вращение лун таким образом, что одна сторона луны всегда обращена к «родителю».

Вы могли бы подумать, что только половина поверхности Луны всегда видна с Земли. Но на самом деле мы видим 59 %…

Скорость Луны меняется из-за эллиптичности орбиты. Вращение, конечно, постоянно. В результате с Земли Луна кажется колеблющейся («качающейся»).

Основное различие между двумя сторонами Луны заключается в том, что на дальней стороне Луны нет крупных вулканических равнин (их называют лунными «морями» — sea или maria), возможно, из-за того, что там кора толще.

В далеком будущем Луна будет «тормозить» вращение Земли, так что та всегда будет обращена одной и той же стороной к Луне, как происходит у Плутона и его луны Харон.

Последние слова из альбома Пинк Флойд Темная сторона Луны (Dark Side of the Moon): «На самом деле нет никакой темной стороны Луны. Факт, что она вся темная». И это правда.

24. Почему Луна покрыта кратерами?

Солнечная система содержит большое количество строительных обломков, оставшихся с момента ее рождения. Это материал в виде каменных астероидов и ледяных комет.

В течение 4,55 млрд лет, которые существует Солнечная система, планеты и спутники, как в стрелковом тире, бомбардировались обломками из космоса.

Лунные кратеры — это шрамы от ударов. При отсутствии атмосферных воздействий/движения почвы, которые приводят к их сглаживанию (как на Земле), они сохраняются (за исключением воздействий от более поздних ударов).

Кратеры на Луне — это небесная книга истории. Научившись ее читать, мы можем собрать воедино историю воздействий космоса на Землю.

Крупнейшее столкновение произошло в период Поздней тяжелой бомбардировки (ПТБ) 3,8 млрд лет назад. Удары были настолько сильны, что они пробили лунную кору.

Хлынула лава, заполнившая бассейны, возникшие из-за ударов, и создавшая темные лунные моря (maria — множественное число от mare, которое в переводе с латинского означает «море»).

ПТБ была вызвана совместным воздействием Юпитера и Сатурна, которое разрушало пояса астероидов или комет и посылало тела размером с Лос-Анджелес поперек нашего пути.

Некоторые кратеры сохраняют следы от выброшенных осколков: так 93-км кратер Коперника[3] образовался при бомбардировке астероидом размером с Ки-Уэст[4] ~800 млн лет назад.

Хотя кратеры Земли в основном истерты, некоторые сохранились, например, 1,2-км метеоритный кратер в штате Аризона, созданный ~50 000 лет до н. э. объектами размером в несколько домов.

Кроме того, сохранился 180-километровый кратер Чикскулуб, частично располагающийся в море у побережья Юкатана. Полагают, что он образовался из-за 10-километрового астероида, убившего динозавров 65 млн лет назад.

25. 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.