Почему мы видим всегда одну сторону луны? Именно ПОЧЕМУ?

[AlexOrex]

Просто, насколько я знаю, два тела могут существовать на одной орбите под углом в 60 градусов. Я не знаю подробностей такой связи. Точки Лагранжа - это понятно. А вот то, что разница масс у тел будет 1 к 81... То есть просто интересно, возможно ли? =)

Да, такой вариант возможен - около точек Лагранжа на 60⁰ впереди и позади Земли по орбите есть зоны относительно стабильных орбит. Я видел где-то цифирь, что более-менее стабильной такая система становится при отношении масс тел более 1:30. Предполагается, что там находилась Тейя, от столкновения которой с Землей образовалась Луна. Так что новая "Селена троянская", если и образуется, устойчивой будет, наверное, недолго.

[Крупин]

   Ну, во-первых, новой Селены не образуется, даже если бы и было предостаточно времени. Когда система Земля-Луна достигнет полной синхронизации подобно системе Плутон-Харон, под воздействием солнечных приливов произойдёт отнюдь не разделение, а, напротив, слияние Земли с Луной - Луна станет к Земле приближаться.

   В настоящее время из-за (лунных) приливов Луна отдаляется от Земли, поскольку земные сутки короче лунного месяца. Земные же сутки укорачиваются. Но после синхронизации ситуация станет противоположной. Из-за солнечных приливов сутки (сравнявшиеся с периодом обращения Луны) станут укорачиваться и лунный месяц станет короче земного дня - такова ситуация в системе Марс-Фобос. Тогда Луна станет, наоборот, раскручивать Землю и приближаться к ней. Парадоксальным образом от солнечного торможения Земля закрутится быстрее!

   Возможно, подобный механизм является причиной экваториального хребта на Япете. У Япета был спутник, достигший синхронизации, а затем приблизившийся к Япету и слившийся с ним. Но при слиянии образовалась быстро вращающаяся конфигурация типа астероида-сомбреро или летающая тарелка http://www.gazeta.ru/science/2008/07/10_a_2778860.shtml.

   

[Крупин]

   Во-вторых, неустойчивость системы двух тел на одной орбите вовсе не означает неминуемой катастрофы. Да, в случае, если масса второго тела системы трёх тел более чем в 27 раз меньше массы центрального тела, а масса третьего тела пренебрежимо мала, то наименьшее тело может устойчиво двигаться на 60 град. впереди или сзади второго тела. Правда, этот результат получен ещё Лагранжем лишь в линейном приближении, которое надо уточнять очень сложными расчётами. Каковы в итоге настоящие условия равновесия - дело очень сложное и наверное не совсем решённое. Но практика показывает, что такая ситуация при каких-то параметрах реализуема (троянцы Юпитера и Сатурновых спутников).

   В остальных случаях система неустойчива. Но это вовсе не катастрофа - просто тела не сохраняют неизменным положение друг относительно друга. Система может быть неустойчива статически ( во вращающейся системе координат), но динамически быть вполне стабильной. Так спутники Сатурна Эпиметей и Янус с примерно равными массами образуют неустойчивую "вальсирующую" пару, динамическое поведение которой стабильно, вероятно, уже миллиарды лет.

[kidmoto]

Спасибо за хорошие ответы.

[Skywoker]

Тема не раскрыта! Вопрос ПОЧЕМУ?
Луна повернута к Земле одним боком потому что центр масс Луны не совпадает с ее геометрическим центром. Она как бы стабилизируется в магнитном поле Земли - той стороной, где расстояние между ц.м. и поверхностью Луны минимально, в устойчивом положении. Подобно флюгеру , который разворачивается по ветру, или теннисному воланчику .

[Александр Ковальский]

Тема не раскрыта! Вопрос ПОЧЕМУ?
Луна повернута к Земле одним боком потому что центр масс Луны не совпадает с ее геометрическим центром. Она как бы стабилизируется в магнитном поле Земли - той стороной, где расстояние между ц.м. и поверхностью Луны минимально, в устойчивом положении. Подобно флюгеру , который разворачивается по ветру, или теннисному воланчику .

Мда... Про магнитное поле - это сильно...

[taurus]

Теннисный воланчик тоже впечатлил. Видимо, если талант, то во всем.

[Skywoker]

Мда... Про магнитное поле - это сильно...

Виноват, в гравитационном. Давно в школе учился.

[Skywoker]

Теннисный воланчик тоже впечатлил. Видимо, если талант, то во всем.

Мы университетов не кончали... Чем Вашему Величеству не понравилось сравнение с воланчиком?

[lovermann]

Поправьте, если я не прав:
получается, что смещенный центр тяжести говорит о том, что Луна в "детстве" была горячей и образовалась по схожей схеме, что и планеты Земля, Венера, Марс, Меркурий? А ее гладская поверхность почти точно свидетельствует о том, что внутри Луна все же теплая (хотя бы была).

У меня вопрос: а почему луна не вращается хотя бы в перпендикулярной своей орбите плоскости, т.е. если я все правильно понял, то она могла бы вращаться как колесо машины. Одним боком повернута - да, а, вот вращаться могла бы так, как будто ось вращение проходит от земли к луне.. ну, как будто бы мы смотрели на аналогию с землей "лунный полюс", в "торец вращения".


П.С. Прошу прощения за мой корявый ненаучный язык.

[Aquarius]

Это и происходит каждый лунный месяц. Луна как бы покачивается то в одну сторону, то в другую. Называется это либрацией и происходит из-за эллиптической орбиты и, как следствие, меняющимся гравитационным воздействием. В апогее Луна немного дальше от Земли и вращается быстрее, а перигее немного ближе - медленнее.

Ну, нет, либрация - это НЕ синхронизация вращения. В течение лунного месяца скорость вращения остается одинаковой. Меняется скорость движения по орбите. Поэтому мы с Земли то заглядываем на "переднюю" часть Луны в апогее, когда она медленно движется, то слегка отстаем и смотрим ей в хвост в перигее.

Меня заинтересовала Ваша поправка и в результате небольшого "исследования" выяснилось, что:
"различают либрацию оптическую (геометрическую) и либрацию физическую". Так вот, по мимо указанной Вами одной из оптических либраций у Луны есть таки и физическая.
"Физическая либрация обусловлена тем, что Луна представляет собой трёхосный эллипсоид, наибольшая ось которого вследствие оптической либрации периодически отклоняется на несколько градусов от точного направления к центру Земли. Вследствие притяжения Земли создаётся пара сил, приложенная к Луне и качающая её около центра массы на угол, доходящий до 2'. Точное измерение этих колебаний даёт возможность определить моменты инерции Луны, зависящие от её фигуры и распределения масс в её теле".
Либрация Луны
------------
Но и это ещё не всё. Некто В.И. Коробейников (видимо альт) отвергает эти два объяснения либрации и выдвигает своё с обоснованием.

ЛИБРАЦИЯ ЛУНЫ. ЧТО ЭТО? НОВЫЙ ВЗГЛЯД.

[Aquarius]

...

У меня вопрос: а почему луна не вращается хотя бы в перпендикулярной своей орбите плоскости, т.е. если я все правильно понял, то она могла бы вращаться как колесо машины. Одним боком повернута - да, а, вот вращаться могла бы так, как будто ось вращение проходит от земли к луне.. ну, как будто бы мы смотрели на аналогию с землей "лунный полюс", в "торец вращения".
...

Это невозможно.
Попробуйте взять велосипедное (вращающ.) колесо за ось и повернуться с ним вокруг своей оси. Вы поймёте, что колесо будет очень сопротивляться этому и ложиться на бок. Это принцип работы гироскопа - сохранять плоскость вращения.

[lovermann]

Раз такой расклад, то Луна - суперское место для построения базы (не отдыха)! Одной стороной повернута - отпадает много проблем со связью, - все время в прямом поле видимости! Надо туда Хабл 2.0 послать. А то этот существующий точно разобьется об орбитальный мусор.

[Бабинцев Виктор]

Все либрации Луны - чисто оптические явления, объясняемые изменением ракурса.

удалено

Комментарий администратора

Господин Бабинцев, Астрофорум не место для рекламы ваших сомнительных теорий.

[xd]

Верно, но причины их либо физическое изменение взаимного положения Земли и Луны во времени, либо чисто геометрические, когда два наблюдателя единомоментно видят различные участки Луны

[Крупин]

Верно, но причины их либо физическое изменение взаимного положения Земли и Луны во времени, либо чисто геометрические, когда два наблюдателя единомоментно видят различные участки Луны

Поскольку земля весьма мала в сравнении с расстоянием до Луны, то любые два наблюдателя одномоментно видят всегда одно и то же. Так что любая либрация объясняется лишь механикой. Вышеупомянутые "физические" либрации, обусловленные несимметричным распределением масс в Луне вызывают небольшие колебания скорости её осевого вращения. Исследование этих колебаний даёт некоторую информацию об этом распределении.

[dims]

Луна повернута к Земле одним боком потому что центр масс Луны не совпадает с ее геометрическим центром. Она как бы стабилизируется в магнитном поле Земли - той стороной, где расстояние между ц.м. и поверхностью Луны минимально, в устойчивом положении. Подобно флюгеру , который разворачивается по ветру, или теннисному воланчику .

Это неправильно. Из-за приливных сила Луна как бы "скрипит" если она не повёрнута к Земле одной стороной. На этот скрип расходуюется энергия, поэтому, со временем, многие спутники "останавливаются", то есть, начинают смотреть на свой центр одной стороной.

[lovermann]

Мне понятнее всего стал ответ .. : "трехосный эллипсоид", я сразу же представил себе, почему она "качается" (физическая либрация), и почему не может вращаться вокруг какой-то оси (три "точки",  фиксирующие эллипсоидную Луну, не лежат в одной плоскости).

У нас, к сожалению, нет возможности проверить, распространенное ли это явление во вселенной: спутник с такой интересной физикой вращения. Ответ, наверное, не получится найти, да и искать его не нужно. Как я понял, все завязано на механизме образования спутника. Вот, кстати, есть какая-то распространенная версия, откуда у нас Луна? Вот это ее неравномерное распределение центра тяжести свидетельствует о том, что Луна по возрасту такая же, как земля, либо старше ее (потому что образовывалась она "горячая"). Или я заблуждаюсь вследствие неосведомленности?

[Крупин]

Луна повернута к Земле одним боком потому что центр масс Луны не совпадает с ее геометрическим центром. Она как бы стабилизируется в магнитном поле Земли - той стороной, где расстояние между ц.м. и поверхностью Луны минимально, в устойчивом положении. Подобно флюгеру , который разворачивается по ветру, или теннисному воланчику .

   
Это неправильно. Из-за приливных сила Луна как бы "скрипит" если она не повёрнута к Земле одной стороной. На этот скрип расходуюется энергия, поэтому, со временем, многие спутники "останавливаются", то есть, начинают смотреть на свой центр одной стороной.

    Луна с таким же успехом могла бы быть повёрнутой к Земле противоположной стороной. И такое состояние было бы столь же устойчиво.Это особенность приливных сил. Т.е. важно вовсе не смещение центра тяжести от геометрического центра, а деформированность типа сплющенности круга в овал (где центр тяжести вовсе не смещён из центра). Овал будет ориентироваться так, что продолжение его наибольшего диаметра будет проходить через центр Земли, но при этом возможны 2 варианта.

[golos]

Луна с таким же успехом могла бы быть повёрнутой к Земле противоположной стороной.

Как Вы полагаете, Луна образовалась из газопылевого облака или иным способом?