Hold: leírás, jellemzők, érdekességek.

Fénykép: hold- a Föld természetes műholdja és egy egyedülálló idegen világ, amelyet az emberiség meglátogatott.

hold

A Hold jellemzői

A Hold egy olyan pályán kering a Föld körül, amelynek fél-főtengelye 383 000 km (ellipticitás 0,055). A holdpálya síkja az ekliptika síkjához képest 5°09 szöget zár be. Forgatási időszak egyenlő 27 nap 7 óra 43 perc. Ez a sziderális vagy sziderális időszak. Szinodikus időszak - változás időszaka holdfázisok- egyenlő 29 nap 12 óra 44 perc. A Hold forgási ideje a tengelye körül megegyezik a sziderális periódussal. Amennyiben egy fordulat idő A Föld körüli hold pontosan megegyezik a tengelye, a Hold körüli egyszeri forgási idejével mindig a föld felé néz ugyanaz az oldal. A Hold utána a legláthatóbb tárgy az égen nap. Maximális nagyságrendű egyenlő - 12,7 m.

Súly A Föld műholdjának tömege 7,3476 * 1022 kg (81,3-szor kisebb, mint a Föld tömege), az átlagos sűrűség p = 3,35 g/cm3, az egyenlítői sugár 1737 km. Szinte nincs visszahúzás a pólusokból. A szabadesési gyorsulás a felszínen g = 1,63 m/s2. A Hold gravitációja nem tudta megtartani a légkörét, ha valaha is volt.

Belső szerkezet

Sűrűség A Hold a Föld köpenyének sűrűségéhez hasonlítható. Ezért a Holdnak vagy nincs, vagy nagyon jelentéktelen vasmag. Belső szerkezet A Holdat az Apollo űrexpedíciók eszközei által a Földre továbbított szeizmikus adatokból vizsgálták. A Hold kéreg vastagsága 60-100 km.

Fotó: Hold - belső szerkezet

Vastagság felső köpeny 400 km. Ebben a szeizmikus sebesség a mélységtől függ, és a távolsággal csökken. Vastagság középső köpeny kb 600 km. A középső köpenyben a szeizmikus sebesség állandó. alsó köpeny 1100 km alatt található. Mag Az 1500 km-es mélységből induló Hold valószínűleg folyékony. Gyakorlatilag nem tartalmaz vasat. Ennek eredményeként a Hold nagyon gyenge mágneses mezővel rendelkezik, amely nem haladja meg a Föld mágneses terének egytízezrelékét. Helyi mágneses anomáliákat regisztráltak.

Légkör

A Holdon gyakorlatilag nincs légkör. Ez magyarázza a hirtelenséget hőmérséklet-ingadozások több száz fok. A felszín hőmérséklete nappal eléri a 130 C-ot, éjszaka pedig -170 C-ra csökken. Ugyanakkor 1 m mélységben a hőmérséklet szinte mindig változatlan. Ég a hold felett mindig fekete, mert az ég kék színének kialakulásához ez szükséges levegő, ami ott hiányzik. Ott nincs időjárás, nem fúj a szél. Ezen kívül a Holdon uralkodik teljes csend.

Fotó: a Hold felszíne és légköre

Látható rész

Csak a Földről a hold látható része. De ez nem a felület 50%-a, hanem egy kicsit több. A Hold a Föld körül kering ellipszis A hold gyorsabban mozog a perigeus közelében, és lassabban az apogeus közelében. De a Hold egyenletesen forog a tengelye körül. Ennek eredményeként a hosszúság ingadozása alakul ki. Elég valószínű maximális érték 7°54 van. A libráció miatt lehetőségünk van a Földről a Hold látható oldala mellett a vele szomszédos hátoldalának szűk sávjait is megfigyelni. BAN BEN teljes A Hold felszínének 59%-a látható a Földről.

Hold a korai időkben

Van egy olyan feltételezés, hogy a korai idők Története során a Hold gyorsabban megfordult a tengelye körül, és ezért felszínének különböző részeivel a Föld felé fordult. De a hatalmas Föld közelsége miatt lenyűgöző árapályhullámok születtek a Hold szilárd testében. A Hold lassulási folyamata addig tartott, amíg kiderült, hogy változatlanul csak az egyik oldala fordult felénk.

Történelem holdtömegbecslések több száz éves. David W. Hughes külföldi szerző cikkében ennek a folyamatnak a visszatekintését mutatja be. Ennek a cikknek a fordítása szerény angoltudásom erejéig készült, és az alábbiakban mutatjuk be. Newton a Hold tömegét kétszeresére becsülte a most elfogadhatónak elfogadott értéknek. Mindenkinek megvan a maga igazsága, de csak egy igazság van. pont ebben a kérdésben tudnánk tedd az amerikaiakat ingával a Hold felszínére. Ott voltak ;) . Ugyanezt megtehetik a telemetriai szolgáltatók az LRO és más ISL-ek pálya jellemzőivel kapcsolatban. Kár, hogy ezek az információk még nem állnak rendelkezésre.

Obszervatórium

A Hold tömegének mérése

Szemle az Obszervatórium fennállásának 125. évfordulójára

David W. Hughes

Fizikai és Csillagászati ​​Tanszék, Sheffieldi Egyetem

A hold tömegére vonatkozó első becslést Isaac Newton készítette. Ennek a mennyiségnek (tömegnek) jelentése, valamint a Hold sűrűsége azóta is vita tárgya.

Bevezetés

Súly csillagászati ​​kontextusban az egyik legkényelmetlenebb mérhető mennyiség. Általában egy ismeretlen tömeg erejét mérjük ismert tömegre, vagy fordítva. A csillagászat történetében egészen időkig nem volt fogalma a "tömegeknek", mondjuk a Holdnak, a Földnek és a Napnak (MM M , M E , M C). Isaac Newton(1642-1727). Newton után meglehetősen pontos tömegarányokat állapítottak meg. Így például a Kezdetek első kiadásában (1687) az MC / ME \u003d 28700 arány szerepel, amely ezután MC / ME \u003d 227512 és MC / ME \u003d 169282 arányra nő a másodikban (1713). illetve harmadik (1726) publikáció a csillagászati ​​egység finomításával kapcsolatban. Ezek az összefüggések rávilágítottak arra a tényre, hogy a Nap fontosabb, mint a Föld, és jelentős alátámasztást nyújtottak a heliocentrikus hipotézishez. Kopernikusz.

A test sűrűségére (tömeg / térfogat) vonatkozó adatok segítenek annak értékelésében kémiai összetétel. A görögöknek több mint 2200 évvel ezelőtt elegük lett pontos értékeket a Föld és a Hold méretéhez és térfogatához, de a tömegek ismeretlenek voltak, és a sűrűségeket sem lehetett kiszámítani. Így annak ellenére, hogy a Hold kőgömbnek látszott, nem lehetett tudományosan megerősíteni. Ráadásul nem tudták megtenni az első tudományos lépéseket a Hold eredetének tisztázására.

Kétségtelenül, legjobb módszer a bolygó tömegének meghatározása ma, az űrkorszakban a harmadik (harmonikus) Kepler törvénye. Ha a műholdnak tömege van m, a Hold körül kering M M tömeggel, akkor

ahol de az M M és közötti időátlagos átlagos távolság m, G Newton gravitációs állandója, és P a keringési periódus. M M óta >> m, ez az egyenlet közvetlenül megadja M M értékét.

Ha egy űrhajós meg tudja mérni a gravitáció G M gyorsulását a Hold felszínén, akkor

ahol R M a hold sugara, egy olyan paraméter, amelyet azóta ésszerű pontossággal mérnek Szamoszi Arisztarchosz, körülbelül 2290 évvel ezelőtt.

Isaac Newton Az 1 nem mérte meg közvetlenül a Hold tömegét, hanem tengeri dagálymérések segítségével próbálta megbecsülni a Nap és a Hold tömege közötti kapcsolatot. Annak ellenére, hogy Newton előtt sokan azt feltételezték, hogy az árapály összefüggésben áll a Hold helyzetével és befolyásával, Newton volt az első, aki a gravitáció szempontjából vizsgálta a témát. Rájött, hogy az M tömegű test által távolról keltett árapályerő d arányos M/d 3 . Ha ennek a testnek D átmérője és sűrűsége van ρ , ez az erő arányos ρ D 3 / d 3 . És ha a test szögmérete, α , kicsi, az árapályerő arányos ρα 3. Tehát a Nap dagályképző ereje valamivel kevesebb, mint a holdié.

Bonyodalmak adódtak, mert a legmagasabb dagályt akkor jegyezték fel, amikor a Nap valójában 18,5°-ra volt a szizigytól, valamint azért is, mert a holdpálya nem az ekliptika síkjában fekszik, és excentricitása van. Mindezeket figyelembe véve Newton megfigyelései alapján, hogy „Az Avon folyó torkolatáig, három mérfölddel Bristol alatt, a víz emelkedési magassága a világítótestek tavaszi és őszi szizygiájában (szerint Samuel Sturmy megfigyelései) körülbelül 45 láb, de kvadratúrákban csak 25 ”, arra a következtetésre jutott, „hogy a Hold anyagának sűrűsége a Föld anyagának sűrűségéhez viszonyítva 4891-4000, vagy 11-11. 9. Ezért a Hold anyaga sűrűbb és földesebb, mint maga a Föld”, és „a Hold anyagának tömege a Föld anyagának tömegében 1 a 39,788-ban lesz” (Kezdetek, könyv 3, 37. tétel, 18. feladat).

Mivel a Föld és a Hold tömege közötti arány jelenlegi értéke M E / M M = 81,300588, egyértelmű, hogy valami hiba történt Newtonnal. Ezenkívül a 3,0 érték valamivel reálisabb, mint a 9/5 a syzygy magasságarányhoz? és kvadratúra árapály. Szintén jelentős probléma volt Newton pontatlan értéke a Nap tömegére vonatkozóan. Megjegyzendő, hogy Newtonnak nagyon csekély statisztikai pontossága volt, és az öt szignifikáns számjegy idézése M′/MM M-ben teljesen helytelen.

Pierre-Simon Laplace(1749 - 1827) jelentős időt szentelt az árapály magasságának elemzésére (különösen Brestben), a Hold négy fő fázisában az árapályra koncentrálva mind a napfordulók, mind a napéjegyenlőség idején. Laplace 2 a 18. századi megfigyelések rövid sorozatát felhasználva 59 M E /MM M értéket kapott. 1797-re ezt az értéket 58,7-re korrigálta. Az 1825-ös árapály adatok kiterjesztett halmazát felhasználva Laplace 3 M E /M M = 75-öt kapott.

Laplace rájött, hogy az árapály megközelítés a Hold tömegének meghatározásának egyik módja a sok közül. Nyilván zavarta, hogy a Föld forgása bonyolítja az árapály-modelleket, és a számítás végterméke a Hold/Nap tömegarány volt. Ezért az árapály erejét más módszerekkel kapott mérési eredményekkel hasonlította össze. A Laplace 4 az M E /MM M együtthatókat 69,2-nek (d'Alembert-együtthatókkal), 71,0-nak (a nutáció- és parallaxis-megfigyelések Bradley-féle Maskeline-analízisével) és 74,2-nek (Burg a holdi parallaxis-egyenlőtlenségről szóló munkája alapján) írja. Laplace láthatóan minden eredményt egyformán hitelesnek tartott, és egyszerűen átlagolta a négy értéket, hogy megkapja az átlagot. „La valeur le plus vraisembable de la masse de la lune, qui me parait resulted des divers phenomenes 1/68.5” (4. hivatkozás, 160. o.). A 68,5-tel egyenlő M E /M M átlagos arány ismételten megtalálható Laplace 5-ben.

Teljesen érthető, hogy a tizenkilencedik század elejére kétségek merültek fel a 39,788-as newtoni értékkel kapcsolatban, különösen egyes brit csillagászok fejében, akik tisztában voltak francia kollégáik munkájával.

Finlayson 6 visszatért az árapály technikához és a syzygy mérés alkalmazásakor? és kvadratúra árapály Doverben az 1861-es, 1864-es, 1865-ös és 1866-os években, megkapta a következő értékeket M E / M M: 89,870, 88,243, 87,943 és 86,000. A Ferrell 7 tizenkilenc év Brestben (1812-1830) megfigyelt árapály adatokból kinyerte a főharmonikusokat, és sokkal kisebb M E / M M = 78 arányt kapott. A 8. Harkness M E / M M = 78,65 árapályértéket ad.

Úgynevezett inga módszer a gravitációból adódó gyorsulás mérése alapján. Visszatérve Kepler harmadik törvényéhez, figyelembe véve Newton második törvényét, megkapjuk

ahol aM a Föld és a Hold közötti átlagos távolság, DÉLUTÁN- holdi sziderális forradalom időszaka (azaz a sziderális hónap hossza), gE a gravitációból adódó gyorsulás a Föld felszínén, és ÚJRA a Föld sugara. Így

Barlow és Brian 9 szerint ezt a képletet az Airy 10 használta az M E /M M mérésére, de pontatlan volt ennek a mennyiségnek a kicsisége miatt, és halmozott - a mennyiségek értékeinek felhalmozott bizonytalansága. aM , gE, ÚJRA,És DÉLUTÁN.

Ahogy a teleszkópok egyre fejlettebbek lettek, és a csillagászati ​​megfigyelések pontossága javult, lehetővé vált a Hold-egyenlet pontosabb megoldása. A Föld/Hold rendszer közös tömegközéppontja elliptikus pályán mozog a Nap körül. A Föld és a Hold is minden hónapban e tömegközéppont körül kering.

A földi megfigyelők így minden hónapban egy objektum égi helyzetének enyhe keleti, majd enyhe nyugat irányú eltolódását látják az objektum koordinátáihoz képest, ha a Földnek nincs hatalmas műholdja. Ez a mozgás még modern műszerekkel sem észlelhető csillagok esetében. Könnyen megmérhető azonban a Nap, a Mars, a Vénusz és a közelben elhaladó aszteroidák esetében (az Erosz például a legközelebbi pontján mindössze 60-szor van távolabb, mint a Hold). A Nap helyzetének havi eltolódásának amplitúdója körülbelül 6,3 ívmásodperc. Ily módon

ahol egy C- a Föld és a Föld-Hold rendszer tömegközéppontja közötti átlagos távolság (ez körülbelül 4634 km), és egy S a Föld és a Nap közötti átlagos távolság. Ha az átlagos Föld-Hold távolság egy M az is ismert

Sajnos ennek a „holdegyenletnek” az állandója, i.e. 6,3", ez egy nagyon kicsi szög, amelyet rendkívül nehéz pontosan mérni. Ezenkívül az M E / M M a Föld-Nap távolság pontos ismeretétől függ.

A Hold-egyenlet értéke többszöröse is lehet a Föld közelében elhaladó aszteroidánál. Gill 11 1888 és 1889 helymeghatározást használt a Victoria 12 aszteroida és a 8,802" ± 0,005" napparallaxis alapján, és arra a következtetésre jutott, hogy M E /M M = 81,702 ± 0,094. A Hinks 12 a 433 Eros aszteroida megfigyelésének hosszú sorozatát használta, és arra a következtetésre jutott, hogy M E /M M = 81,53±0,047. Ezután a frissített szoláris parallaxist és a David Gill által a 12 Victoria aszteroida korrigált értékeit használta, és megkapta a M E /M M = 81,76±0,12 korrigált értéket.

Ezzel a megközelítéssel a Newcomb 13 M E /M M =81,48±0,20-at származtatta a Nap és a bolygók megfigyeléséből.

Spencer John s 14 elemezte a 433 Eros aszteroida megfigyelését, amint az 1931-ben elhaladt a Földtől 26 x 10 6 km-re. A fő feladat a napparallaxis mérése volt, erre 1928-ban a Nemzetközi Csillagászati ​​Unió bizottsága jött létre. Spencer Jones azt találta, hogy a holdi egyenlet állandója 6,4390 ± 0,0015 ívmásodperc. Ez a szoláris parallaxis új értékével kombinálva M E /M M =81,271±0,021 arányt eredményezett.

Precesszió és nutáció is használható. A Föld forgástengelyének pólusa körülbelül 26 000 évente precesszál az ekliptika pólusa körül, ami abban is megmutatkozik, hogy a Kos első pontja az ekliptika mentén körülbelül évi 50,2619"-rel mozog. A precessziót Hipparkhosz fedezte fel. több mint 2000 évvel ezelőtt, kis, periodikus mozgás, nutációként ismert James Bradley(1693~1762) 1748-ban. A nutáció elsősorban azért következik be, mert a holdpálya síkja nem esik egybe az ekliptika síkjával. A maximális nutáció körülbelül 9,23 hüvelyk, és egy teljes ciklus körülbelül 18,6 évet vesz igénybe. A Nap további nutációt is produkál. Mindezek a hatások a Föld egyenlítői domborulataira ható erők pillanataiból erednek.

Az állandósult állapotú holdi precesszió nagysága a hosszúságban és a különböző periodikus nutációk amplitúdói a hosszúságban többek között a Hold tömegének függvényei. Stone 15 megjegyezte, hogy a luniszoláris precesszió (L) és a nutációs állandó (N) a következőképpen adható meg:

ahol ε=(M M /M S) (a S /a M) 3 , a S és a M az átlagos Föld-Nap és Föld-Hold távolságok;

e E és e M a Föld és a Hold pályájának excentricitásai. A Delaunay-állandót γ-ként ábrázoljuk. Az első közelítésben γ a holdpálya ekliptikához viszonyított dőlésszögének felének a szinusza. ν értéke a holdpálya csomópontjának elmozdulása,

a Julianus év során a napéjegyenlőségek sorával kapcsolatban; χ egy olyan állandó, amely a Nap átlagos perturbáló erejétől, a Föld tehetetlenségi nyomatékától és a Föld keringési szögsebességétől függ. Jegyezzük meg, hogy χ érvényteleníti, ha L osztható H-val. Stone L = 50,378" és N = 9,223" helyett M E / M M = 81,36. Newcomb saját L és N méréseit használta, és M E / M M = 81,62 ± 0,20 értéket talált. Proctor 16 azt találta, hogy M E/M M = 80,75.

A Hold mozgása a Föld körül pontosan ellipszis lenne, ha a Hold és a Föld lenne az egyetlen test a Naprendszerben. Az a tény, hogy nem, a holdparallaxis egyenlőtlenséghez vezet. A Naprendszerben lévő más testek, különösen a Nap vonzása miatt a Hold pályája rendkívül összetett. A három legnagyobb alkalmazandó egyenlőtlenség az evekcióból, a variációból és az éves egyenletből adódik. Jelen írásban a variáció a legfontosabb egyenlőtlenség. (Történelmileg Sedilloth azt mondja, hogy a holdvariációt Abul-Wafa fedezte fel a 9. században; mások Tycho Brahének tulajdonítják ezt a felfedezést.)

A Hold változását az a változás okozza, amely a Föld-Hold rendszerben a napvonzás különbségéből fakad a szinódusi hónap során. Ez a hatás nulla, ha a Föld és a Nap, valamint a Hold és a Nap távolsága egyenlő, egy olyan helyzetben, amely nagyon közel fordul elő az első és az utolsó negyedhez. Az első negyed (a teliholdig) és az utolsó negyed között, amikor a Föld közelebb van a Naphoz, mint a Holdhoz, és a Föld túlnyomórészt el van húzva a Holdtól. Az utolsó negyed (az újhold révén) és az első negyed között a Hold közelebb van a Naphoz, mint a Föld, ezért a Hold túlnyomórészt el van húzva a Földtől. A keletkező maradék erő két komponensre bontható, az egyik a Hold pályáját érintő, a másik pedig a pályára merőleges (azaz a Hold-Föld irányban).

A Hold helyzete ±124,97 ívmásodperccel változik (Brouwer és Clements 17 szerint) attól a helyzettől, amely akkor lenne, ha a Nap végtelenül távol lenne. Ezeket a 124,9"-eket parallaxis egyenlőtlenségnek nevezik.

Mivel ez a 124,97 ívmásodperc négy percnyi időnek felel meg, várhatóan ez az érték kellő pontossággal mérhető. A parallaxis egyenlőtlenség legnyilvánvalóbb következménye, hogy az újhold és az első negyed közötti intervallum körülbelül nyolc perc, i.e. hosszabb, mint ugyanabból a fázisból a teliholdig. Sajnos ennek a mennyiségnek a mérési pontosságát némileg csökkenti az a tény, hogy a Hold felszíne egyenetlen, és különböző holdéleket kell használni a Hold helyzetének mérésére. különböző részek pályák. (Emellett a Hold látszólagos félátmérőjében kismértékű periodikus eltérés is tapasztalható a Hold peremének és az égbolt fényességének változó kontrasztja miatt. Ez ±0,2" és 2 között változó hibát okoz. ", lásd Campbell és Neison 18).

Roy 19 megjegyzi, hogy a holdi parallaxis egyenlőtlenséget, P, a következőképpen határozzák meg

Campbell és Neyson18 szerint a parallaxis egyenlőtlenséget 1812-ben 123,5"-ben, 1854-ben 122,37"-ben, 1854-ben 126,46"-ban, 1859-ben 124,70"-ben, 1867-ben 125,36"-ban, 1867-ben 125,68"-ban és 1868-ban 125,68"-ban állapították meg. Így a Föld/Hold tömegarány kiszámítható a parallaxis egyenlőtlenségek megfigyeléséből, ha más mennyiségek, és különösen a napparallaxis (pl. egy S) ismertek. Ez dichotómiához vezetett a csillagászok között. Egyesek azt javasolják, hogy a parallaxis egyenlőtlenségből a Föld/Hold tömegarányt használják az átlagos Föld-Nap távolság becslésére. Mások azt javasolják, hogy az előbbit az utóbbin keresztül értékeljék (lásd Moulton 20).

Végül vegyük figyelembe a bolygópályák perturbációját. Legközelebbi szomszédaink, a Mars és a Vénusz pályája, amelyek a Föld-Hold rendszer gravitációs befolyása alatt állnak. Ennek a műveletnek köszönhetően az olyan pályaparaméterek, mint az excentricitás, a csomópont hosszúsága, az inklináció és a perihélium argumentuma megváltoznak az idő függvényében. Pontos mérés ezek a változások felhasználhatók a Föld/Hold rendszer teljes tömegének becslésére, és kivonással a Hold tömegének becslésére.

Ezt a javaslatot először Le Verrier tette (lásd Young 21). Hangsúlyozta, hogy a csomók és a perihéliumok mozgása, bár lassú, de folyamatos, így az idő előrehaladtával egyre pontosabban ismerhető meg. Le Verrier-t annyira felbuzdulta ez az ötlet, hogy felhagyott a Vénusz akkori átvonulásának megfigyelésével, mert meg volt győződve arról, hogy a szoláris parallaxist és a Nap/Föld tömegarányt végül sokkal pontosabban lehet meghatározni a perturbációs módszerrel.

A legkorábbi pont Newton Principiájából származik.

Az ismert holdtömeg pontossága.

A mérési módszerek két kategóriába sorolhatók. Az árapály technológia speciális felszerelést igényel. A part menti sárban egy függőleges oszlop osztásokkal elvész. Sajnos az Európa partjait és öbleit körülvevő árapály-környezet összetettsége miatt az így kapott holdtömegértékek messze nem voltak pontosak. Az a dagályerő, amellyel a testek kölcsönhatásba lépnek, arányos tömegük osztva a távolság kockájával. Legyen tehát tudatában annak, hogy a számítás végterméke valójában a hold- és a naptömeg aránya. És pontosan ismerni kell a Hold és a Nap távolságának kapcsolatát. Az M E / M M tipikus árapály-értékei: 40 (1687-ben), 59 (1790-ben), 75 (1825-ben), 88 (1865-ben) és 78 (1874-ben), ami rávilágít az értelmezésben rejlő nehézségekre.

Minden más módszer a csillagászati ​​helyzetek pontos teleszkópos megfigyelésén alapult. A csillagok hosszú ideig tartó részletes megfigyelései a Föld forgástengelyének precessziós és nutációs állandóinak levezetéséhez vezettek. Értelmezhetők a hold- és a naptömegek arányában. A Nap, a bolygók és egyes aszteroidák több hónapon át tartó pontos helyzetmegfigyelései alapján megbecsülték a Föld távolságát a Föld-Hold rendszer tömegközéppontjától. A Hold helyzetének gondos megfigyelése az idő függvényében a hónap során a parallaktikus egyenlőtlenség amplitúdójához vezetett. Az utolsó két módszer együttesen, amelyek a Föld sugarának, a sziderális hónap hosszának és a Föld felszínén jelentkező gravitációs gyorsulásnak a mérésére támaszkodtak, a Hold tömege helyett inkább a nagyságának becsléséhez vezettek. Nyilvánvaló, hogy ha csak ± 1%-on belül tudjuk, a Hold tömege meghatározatlan. Ahhoz, hogy az M M / M E arányt mondjuk 1, 0,1, 0,01% pontossággal megkapjuk, az értéket ± 0,012, 0,0012 és 0,00012% pontossággal kell megmérni.

visszanézve történelmi időszak 1680 és 2000 között látható, hogy a hold tömege ± 50% volt ismert 1687 és 1755 között, ± 10% 1755 és 1830 között, ± 3% 1830 és 1900 között, ± 0,15% 19600 és 0,0 ±19600 között % 1968-tól napjainkig. 1900 és 1968 között a két jelentés általános volt a komoly irodalomban. A holdelmélet azt mutatta, hogy M E /MM M = 81,53, a holdi egyenlet és a holdparallaxis egyenlőtlenség pedig valamivel kisebb M E /MM M = 81,45 értéket adott (lásd Garnett és Woolley 22). Más értékeket idéztek a kutatók, akik különböző szoláris parallaxis értékeket használtak a megfelelő egyenleteikben. Ez a kisebb zűrzavar megszűnt, amikor az Apollo-korszakban a könnyű keringő és a parancsnoki modul jól ismert és jól mért pályákon repült a Hold körül. A jelenlegi M E /M M = 81,300588 (lásd Seidelman 23) értéke az egyik legpontosabban ismert csillagászati ​​mennyiség. A tényleges holdtömegre vonatkozó pontos ismereteinket elhomályosítják a Newton-féle gravitációs állandó, G. bizonytalanságai.

A holdtömeg jelentősége a csillagászati ​​elméletben

Isaac Newton nagyon keveset tett újdonsült holdismeretével. Annak ellenére, hogy ő volt az első tudós, aki megmérte a Hold tömegét, M E / M M = 39,788 úgy tűnik, kevés kortárs kommentárt érdemelne. Arra, hogy a válasz túl kicsi, majdnem kétszeres volt, több mint hatvan éven át nem jött rá. Fizikailag csak az a következtetés vont le, amelyet Newton a ρ M /ρ E =11/9-ből vont le, vagyis hogy "a Hold teste sűrűbb és földibb, mint a mi földünké" (Kezdetek, 3. könyv, 17. állítás, Következmény 3).

Szerencsére ez a lenyűgöző, bár téves következtetés nem vezeti a lelkiismeretes kozmogonistákat zsákutcába, amikor megpróbálják megmagyarázni jelentését. 1830 körül világossá vált, hogy ρ M /ρ E 0,6 és M E / M M 80 és 90 között van. Grant 24 megjegyezte, hogy "ez az a pont, ahol a nagyobb pontosság nem vonzó a tudomány meglévő alapjaihoz", utalva arra, a pontosság itt egyszerűen azért nem fontos, mert sem a csillagászati ​​elmélet, sem a Hold eredetének elmélete nem támaszkodott nagymértékben ezekre az adatokra. Agnes Clerk 25 óvatosabb volt, megjegyezve, hogy "a hold-földi rendszer... különös kivételt képez a Nap által befolyásolt testek között".

A Hold (7,35-1025 g tömegű) a Naprendszer tíz műholdja közül az ötödik (az elsőtől kezdve ezek a Ganymedes, Titan, Callisto, Io, Luna, Europa, Szaturnusz gyűrűi, Triton, Titania és Rhea). A 16. és 17. században releváns kopernikuszi paradoxon (az a tény, hogy a Hold a Föld körül kering, míg a Merkúr, a Vénusz, a Föld, a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz a Nap körül) már rég feledésbe merült. Nagy kozmogóniai és szelenológiai érdeklődésre számot tartó volt a „fő/legtömegesebb-másodlagos” tömegek aránya. Íme a Plútó/Charon, a Föld/Hold, a Szaturnusz/Titán, a Neptunusz/Triton, a Jupiter/Callisto és az Uránusz/Titánia listája, olyan együtthatókkal, mint 8.3, 81.3, 4240, 4760, 12800 és 24600. Ez az első jelzés lehetséges ízületi eredetükre a testfolyadék kondenzációja révén történő bifurkációból (lásd például Darwin 26, Jeans 27 és Binder 28). Valójában a szokatlan Föld/Hold tömegarány vezette Wood 29-et arra a következtetésre, hogy "meglehetősen világosan jelzi, hogy az esemény vagy folyamat, amely a Föld Holdat létrehozta, szokatlan volt, és arra utal, hogy a különleges körülményektől való normális idegenkedés némileg gyengülhet. elfogadható." ebben a számban."

A szelenológia, a hold eredetének tanulmányozása „tudományossá” vált azzal, hogy Galilei 1610-ben felfedezte a Jupiter holdjait. A Hold elvesztette egyedülálló státuszát. Aztán Edmond Halley 30 felfedezte, hogy a Hold keringési periódusa idővel változik. Ez azonban nem így volt egészen addig, amíg G.Kh. Darwin az 1870-es évek végén, amikor világossá vált, hogy az eredeti Föld és a Hold sokkal közelebb vannak egymáshoz. Darwin azt javasolta, hogy az olvadt Föld korai rezonancia-indukált bifurkációja, gyors forgása és kondenzációja vezetett a Hold kialakulásához (lásd Darwin 26). Osmond Fisher 31 és W.H. A Pickering 32 odáig ment, hogy azt sugallja, hogy a Csendes-óceán medencéje egy sebhely, amely akkor maradt, amikor a Hold elszakadt a Földtől.

A második fontos szelenológiai tény a Föld/Hold tömegarány volt. A tényt, hogy megsértették a Darwin-tézisek jelentését, A.M. Ljapunov és F.R. Moulton (lásd például Moulton 33). . A Föld-Hold rendszer alacsony kombinált szögimpulzusával együtt ez Darwin árapály-elméletének lassú halálához vezetett. Ekkor azt javasolták, hogy a Hold egyszerűen máshol keletkezett a Naprendszerben, majd valamilyen összetett háromtestes folyamat során befogták (lásd pl. C 34).

A harmadik alapvető tény a holdsűrűség volt. A ρ M /ρ E 1,223-as newtoni értéke 1800-ra 0,61, 1850-re 0,57 és 1880-ra 0,56 lett (lásd 35. ecset). A tizenkilencedik század hajnalán világossá vált, hogy a Hold sűrűsége körülbelül 3,4 g cm-3 volt. A 20. század végén ez az érték szinte változatlan maradt, és 3,3437±0,0016 g cm -3-t tett ki (lásd Hubbard 36). Nyilvánvaló, hogy a Hold összetétele eltért a Föld összetételétől. Ez a sűrűség hasonló a Föld köpenyének sekély mélységében lévő kőzetek sűrűségéhez, és arra utal, hogy a darwini bifurkáció heterogén, nem homogén Földön következett be egy időben, amely a differenciálódás és az alapvető morfogenezis után következett be. A közelmúltban ez a hasonlóság volt az egyik fő tény, amely hozzájárult a holdkeletkezésről szóló kos-hipotézis népszerűségéhez.

Megjegyezték, hogy az átlag a hold sűrűsége ugyanaz volt mint a meteoritok(és esetleg aszteroidák). Gullemine 37 hegyes a hold sűrűsége ban ben 3.55 szor több, mint a víz. Megjegyezte, hogy "annyira kíváncsi volt tudni egyes meteoritok 3,57 és 3,54 sűrűségértékeit, amelyeket azután gyűjtöttek, hogy eltalálták a Föld felszínét". Nasmyth és Carpenter 38 megjegyezte, hogy " fajsúly a holdanyagról (3.4) észrevehetjük, hogy nagyjából megegyezik a szilíciumüvegével vagy a gyémánttal: és furcsa módon majdnem egybeesik azokkal a meteoritokkal, amelyeket időnként a földön találunk; ezért az elmélet beigazolódik, hogy ezek a testek eredetileg a holdanyag töredékei voltak, és valószínűleg egykor olyan erővel lökték ki őket a holdi vulkánokból, hogy a föld gravitációs gömbjébe estek, és végül a föld felszínére zuhantak.

Urey 39, 40 ezt a tényt felhasználta a holdi eredetű befogás elméletének alátámasztására, bár aggódott a holdsűrűség és bizonyos kondritmeteoritok, valamint más földi bolygók sűrűsége közötti különbség miatt. Az Epic 41 ezeket a különbségeket jelentéktelennek tartotta.

következtetéseket

A Hold tömege rendkívül jellegtelen. Túl nagy ahhoz, hogy műholdunkat kényelmesen elhelyezzük a bolygók által befogott aszteroidahalmazok között, mint például a Mars körüli Phobos és Deimos, a Jupiter körüli Himalia és Ananke, valamint a Szaturnusz körüli Iapetus és Phoebe halmazok. Az a tény, hogy ez a tömeg a Föld 1,23%-a, sajnos csak egy apró támpont a sok közül a javasolt becsapódási eredetmechanizmus támogatására. Sajnos a mai népszerű elméletnek, mint amilyen „egy Mars méretű test ütközik az újonnan differenciálódott Földbe, és sok anyagot üt ki belőle” vannak apró problémák.Annak ellenére, hogy ezt a folyamatot lehetségesnek ismerik el, ez nem garantálja, hogy valószínű. mint például „miért csak egy hold keletkezett akkoriban?”, „miért nem alakulnak ki más holdak máskor?”, „miért működött ez a mechanizmus a Földön, és miért nem érintette szomszédainkat, a Vénuszt, a Marsot és a Merkúrt? ” eszembe jut.

A Hold tömege túl kicsi ahhoz, hogy ugyanabba a kategóriába sorolja, mint a Plútó Charonját. 8,3/1 A Plútó és a Charon tömegeinek aránya, egy olyan együttható, amely azt jelzi, hogy ezeknek a testeknek a párja kondenzációs bifurkációval jön létre, majdnem folyékony test, és nagyon messze van a Föld és a Hold tömegarányának 81,3/1-es értékétől.

A Hold tömegét a 10 9 egy részének pontosságán belül ismerjük. De nem érezhetjük úgy, hogy erre a pontosságra az általános válasz a „na és mi van”. Útmutatóként vagy utalásként mennyei partnerünk származására ez a tudás nem elegendő. Valójában a témával foglalkozó utolsó 555 oldalas kötetek egyikében 42 a tárgymutató még szócikkként sem tartalmazza a "holdtömeg" szót!

Hivatkozások

(1) I. Newton, Principia, 1687. Itt Sir Isaac Newtonét használjuk A természetfilozófia matematikai alapelvei, angolra fordította Andrew Motte 1729-ben; a fordítást átdolgozta és történelmi és magyarázó függelékkel ellátta Florian Cajori, 2. kötet: A világ rendszere(University of California Press, Berkeley és Los Angeles), 1962.

(2) P.-S. lapla, Mem. Acad.des Sciences, 45, 1790.

(3) P.-S. lapla, 5. kötet, Livre 13 (Bachelier, Párizs), 1825.

(4) P.-S. lapla, Traite de Mechanique Celeste, Tome 3 (rimprimerie de Crapelet, Párizs), 1802, 156. o.

(5) P.-S. lapla, Traite de Mechanique Celeste, 4. kötet (Courcicr, Párizs), 1805, p. 346.

(6) H. P. Finlayson, MNRAS, 27, 271, 1867.

(7)W.E, Fcrrel, Árapály-kutatások. Függelék az 1873-as parti felmérési jelentéshez (Washington, D. C) 1874.

(8) W. Harkness, Washingtoni Obszervatórium megfigyelései, 1885? 1891. évi 5. függelék

(9) C. W. C. Barlow ScG. H, Bryan, Alapfokú matematikai csillagászat(University Tutorial Press, London) 1914, p. 357.

(10) G. B. Airy, Mem. ras., 17, 21, 1849.

(11) D. Gill, Annals of the Cape Observatory, 6, 12, 1897.

(12) A. R. Hinks, MNRAS, 70, 63, 1909.

(13) S. Ncwcomb, Kiegészítés az amerikai efemeriszhez a tSy számára?(Washington, D.C.), 1895, p. 189.

(14) H. Spencer Jones, MNRAS, 10], 356, 1941.

(15) E. J. Stone, MNRAS, 27, 241, 1867.

(16) R. A. Proctor, Old and Nets Astronomy(Longmans, Green és Co., London), )