Луна - это спутник Земли или самостоятельная планета?

[А_лексей_]

 
Давайте начнем так...
Если верить Ньютону, каждый объект во Вселенной притягивает другой объект с силой ( f ), пропорциональной произведению масс этих объектов ( m₁ и m₂ ), деленной на квадрат расстояния между их центрами ( d ). Чтобы получить равенство, умножаем результат на гравитационную постоянную ( g ).

 

  gm₁m₂
f = _________
    d²

Это означает, что существует притяжение между Землей и Солнцем, между Землей и Луной, а также между Землей и всеми планетами, спутниками, метеоритами и каждой песчинкой космической пыли во Вселенной.
К счастью, Солнце так огромно по сравнению со всеми остальными объектами Солнечной системы, что при расчете орбиты Земли или любой другой планеты делается допущение, что они одни во Вселенной. Влияние остальных небесных тел может быть подсчитано позже.
Так же можно рассчитать орбиту спутника предположив, что он и его основная планета одни во Вселенной.
Здесь есть кое-что чрезвычайно интересное. Если Солнце многократно массивнее любой планеты, разве оно не должно оказывать влияние и на спутники, даже находясь на значительно большем расстоянии, чем его родная планета? Если так, каким образом можно оцепить это влияние?
Представим себе этот процесс в виде перетягивания каната, на одном конце которого находится спутник со своей планетой, а на другом Солнце.
Однако нам следует рассмотреть и отношение расстояний, а здесь все говорит в пользу планеты, потому что любой спутник располагается ближе к своей родной планете, чем к Солнцу. Поэтому можно почти не сомневаться, что Солнцу не перетянуть канат.
Не буду объяснять откуда взялась эта формула (долго очень), но воспользуемся ей:

f_p / f_s = (m_p / m_s) (d_s / d_p)²

Как известно спутники могут быть родными, а могут быть захваченными гравитационным полем планеты. Но…
Если следовать выводам (в данный момент они не представлены), Луна слишком далеко от Земли, чтобы быть ее настоящим спутником. Но она слишком велика, чтобы быть захваченной гравитационным полем Земли. Шансы на это представляются ничтожными.
Существуют теории, что когда-то Луна находилась намного ближе к Земле, но постепенно удалилась. Но на это есть возражение. Если Луна когда-то была настоящим спутником, первоначально кружившим вокруг Земли на расстоянии, к примеру, 20000 миль, она почти наверняка вращалась бы в плоскости земного экватора. Однако она этого не делает!
Тогда возникает закономерный вопрос: если Луна не является ни настоящим спутником, ни захваченным, что же это такое? Вероятно, вы удивитесь, но ответ на это есть. Для наглядности давайте вернемся к вычислениям коэффициента «перетягивания каната».
Среднее расстояние от Земли до Луны — 237 000 миль, а среднее расстояние от Луны до Солнца — 93 000 000 миль. Отношение расстояний — 392. Если это число возвести в квадрат, получится 154 000. Отношение массы Земли к массе Солнца составляет 0,0000030. Умножив это число на 154 000, получим искомый коэффициент — 0,46.
Иными словами, Луна занимает среди остальных спутников Солнечной системы совершенно особое положение. Она уникальна тем, что ее родная планета - Земля — проиграла соревнование с Солнцем по «перетягиванию каната». Солнце притягивает Луну в два раза сильнее, чем Земля.
Таким образом, мы можем рассматривать Луну не как настоящий или захваченный в гравитационное поле спутник, а как самостоятельную планету, которая движется вокруг Солнца «в ногу» с Землей. Если вы изобразите в масштабе орбиты Земли и Луны вокруг Солнца, то увидите, что лунная орбита постоянно вогнута в сторону Солнца. Она всегда «падает» к Солнцу. Все остальные спутники, причем без единого исключения, «падают» в противоположную сторону.
Не забывайте, что Луна вращается вокруг Земли вовсе не в плоскости земного экватора, как это должно быть для настоящего спутника. Плоскость ее орбиты подходит достаточно близко к эклиптике, то есть к плоскости, в которой планеты обычно вращаются вокруг Солнца. Именно так и должна вести себя планета!

По книге Айзека Азимова.

 Если кого-то заинтересовала это теория могу выслать полную версию со всеми расчетами и объяснениями по E-mail.

[ched]

Луна - действительно необычный спутник планеты в силу свого размера. Выражение "Луна обращается вокруг Земли" является неточным - скорее, они обращаются вокруг центра масс. Поэтому при рассчетах движения Земли и Луны вокруг Солнца берут барицентр Земля-Луна.

[hoarfrost]

В "Горизонты науки"...

[hoarfrost]

Луна - действительно необычный спутник планеты в силу свого размера. Выражение "Луна обращается вокруг Земли" является неточным - скорее, они обращаются вокруг центра масс. Поэтому при рассчетах движения Земли и Луны вокруг Солнца берут барицентр Земля-Луна.

Луна действительно необычный спутник. Но и про Харон не следует забывать.

[hoarfrost]

Не буду объяснять откуда взялась эта формула (долго очень)

Если кто не понял - не попадайтесь на удочку. Что-то тут не так. Эта формула в пять секунд выводится.

[Markab]

Центр масс системы Земля-Луна находится находится внутри земного радиуса, а поэтому считать Землю двойной планетой формально нельзя. Система Плутон-Харон дело другое: соотношение масс 4 к 1, а расстояние таково, что центр масс системы находится вне радиуса Плутона. Уникальность Земли состоит  в том, что это единственная планета земной группы, которая имеет естественный спутник. Марс здесь не в счет: Деймос и Фобос скорее всего не образовались рядом с Марсом, а были им захвачены из пояса астероидов.   

[А_лексей_]

Если кто не понял - не попадайтесь на удочку. Что-то тут не так. Эта формула в пять секунд выводится.

...Не буду объяснять откуда взялась эта формула (долго очень)...

Я имею ввиду, что мне лень расписывать и объяснять все ее составляющие, а так если ты человек не далекий от формул и знаешь ее смысл, то ясное дело вывести ее плёвое дело.
Вообще, я не отстаиваю эту гипотезу, а просто хочу знать ваше мнение.

Центр масс системы Земля-Луна находится находится внутри земного радиуса, а поэтому считать Землю двойной планетой формально нельзя. Система Плутон-Харон дело другое: соотношение масс 4 к 1, а расстояние таково, что центр масс системы находится вне радиуса Плутона. Уникальность Земли состоит  в том, что это единственная планета земной группы, которая имеет естественный спутник. Марс здесь не в счет: Деймос и Фобос скорее всего не образовались рядом с Марсом, а были им захвачены из пояса астероидов.

А вот, что касается системы Плутон-Харон, насчет масс спорить не могу, а вот соотношение в их размерах 2 к 1, да и массы их еще до конца не известны.

Марс… Как раз спутники Марса в отличие от Луны правильные, хоть и маленькие. Они оба вращаются в одной плоскости (разница 1.7 градуса), причем в плоскости экватора планеты, и если посмотреть на другие естественные спутники планет, то они все без исключения вращаются в плоскости экватора. И орбиты марсианских лун – правильный круг. А то, что они «захвачены» противоречит многим факторам. Астероидные «спутники», к примеру Юпитера, описывают такие кренделя… и крутятся они во всех плоскостях планеты, да и вообще существует мнение, что Фобос и Деймос это осколки одной некогда существовавшей марсианской «Луны» раздавленной гравитацией планеты еще на заре сотворения СС. Плюс у них схожее строение.

[hoarfrost]

Вообще, я не отстаиваю эту гипотезу, а просто хочу знать ваше мнение.

Какую гипотезу?

[Parfen]

И орбиты марсианских лун – правильный круг. А то, что они «захвачены» противоречит многим факторам. Астероидные «спутники», к примеру Юпитера, описывают такие кренделя… и крутятся они во всех плоскостях планеты,

Меня тоже всегда поражало, как после гравитационного захвата можно получить круговую орбиту?
А в случае Марса даже два спутника и у обоих в плоскости экватора и круг...
Где-то в параллельной ветке говорилось про Амальтею, и тоже, один из вариантов - гравитационный захват, ибо так близко к Юпитеру она сформироваться не могла. И снова - круг и плоскость экватора...
Может на нее галилеевы спутники действовали и стабилизировали орбиту
А кто Фобос с Деймосом стабилизировал
Наверное у математиков есть модель , потому им все ясно...

[Olweg]

А почему, собственно, они обязательно должны быть захвачены? Разве они не могли просто сформироваться около Марса в том же процессе, что и спутники планет-гигантов? Или, может быть, это останки более крупного спутника, разорванного приливными силами?

[hoarfrost]

А почему, собственно, они обязательно должны быть захвачены? Разве они не могли просто сформироваться около Марса в том же процессе, что и спутники планет-гигантов? Или, может быть, это останки более крупного спутника, разорванного приливными силами?

Насколько я помню, Фобос и Деймос очень резко отличаются по своему составу от всех планет земной группы, и в тоже время похожи на астероиды из более из далёких областей Солнечной системы.

О том, что сомнения есть, вы можете прочитать, например, вот в этом рассказе о Фобосе.

[dims]

Если вообразить себе точку, находящуюся от Солнца на расстоянии орбиты Земли и совершающую вокруг него полный оборот за один год, то про эту точку можно сказать, что она находится в невесомости относительно Солнца. Система отсчёта, связанная с этой точкой, независимо от того, существует в природе Земля или не существует, обладает тем свойством, что в ней отсутствует тяготение Солнца. Такая система отсчёта называется "свободно падающей".

Иными словами, говорить о том, что в некотором месте притяжение одного тела сильнее или слабее другого тела - неверно. Если так думать, то можно впасть в ошибку Жюля Верна, который в своём романе "Из пушки на луну" ошибся, предположив, что невесомость в снаряде возникнет только в той точке путешествия, где сравняются силы притяжения Земли и Луны. Жюль верн правильно рассказал, что мёртвая собака продолжит путешествие вместе со снарядом, а вот до того, что точно такое путешествие совершают и пассажиры внутри снаряда, он не догадался.

Гравитация - особая сила. Для неё важно не только на каком расстоянии исследуемое место, но и как оно движется. В частности, оно может двигаться так, что гравитации не будет.

Отсюда становится всё понятно по всем затронутым вопросам, мне кажется.

[zxv]

>>Меня тоже всегда поражало, как после гравитационного захвата можно получить круговую орбиту?

Естественно, никак.

>>А кто Фобос с Деймосом стабилизировал?

imho, приливные силы.

[А_лексей_]

Насколько я помню, Фобос и Деймос очень резко отличаются по своему составу от всех планет земной группы, и в тоже время похожи на астероиды из более из далёких областей Солнечной системы.

А насколько я помню их состав до конца не известен, а известно только то, что они покрыты толстым слоем "пыли".

Все-таки, я склоняюсь к тому, что Фобос и Деймос настоящие спутники Марса. И скорее всего это действительно остатки большой марсианской луны. Ну в это очень трудно поверить, что два разных захваченных спутника вращаются в одной плоскости, даже если представить то, что их орбита проходит по экватору планеты просто случайность. И кстати, вы не заметили, что ни одна планета земной группы не имеет захваченных спутников. Может у них просто слабая гравитационная сила? А Марс причем одна из самых маленьких планет.


Р.S. Истина существует независимо от нас, а в условиях времени и пространства мы можем только догадываться о ней!

[zxv]

>>И кстати, вы не заметили, что ни одна планета земной группы не имеет захваченных спутников.

Если взглянуть на диаграмму распределения больших полуосей орбит известных астероидов, хорошо заметно, как планеты земной группы за миллиарды лет "расчистили себе путь". Кроме того, у нас есть Луна  , что тоже, по-видимому, не способствует сохранению захваченных малых тел. Вспомните ступень "Сатурна", посетившую нашу систему пару лет назад.

>>И скорее всего это действительно остатки большой марсианской луны.

Вот ещё одна задача для нашего проекта "Фобос-Грунт".

[hoarfrost]

Насколько я помню, Фобос и Деймос очень резко отличаются по своему составу от всех планет земной группы, и в тоже время похожи на астероиды из более из далёких областей Солнечной системы.

А насколько я помню их состав до конца не известен, а известно только то, что они покрыты толстым слоем "пыли".

И поэтому они должны были сформироваться рядом с Марсом?

Все-таки, я склоняюсь к тому, что Фобос и Деймос настоящие спутники Марса.

Против того, чтобы у вас было своё мнение никто не протестует.

И скорее всего это действительно остатки большой марсианской луны. Ну в это очень трудно поверить, что два разных захваченных спутника вращаются в одной плоскости, даже если представить то, что их орбита проходит по экватору планеты просто случайность.

Кто знает...

И кстати, вы не заметили, что ни одна планета земной группы не имеет захваченных спутников. Может у них просто слабая гравитационная сила? А Марс причем одна из самых маленьких планет.

А с чего вы взяли, что в формировании Луны не было никакого захвата?

[dims]

По законам гравитации, любое тело, прилетевшее из бесконечности к планете, следует рассматривать, как упавшее. Упавшее из бесконечности тело, если оно не врежется в планету, никак не окажется им захвачено, а снова улетит в бесконечность.

То есть, если мы находимся на альфе центавра, то никаким способом мы не можем запустить оттуда к солнечной системе неуправляемое тело так, чтобы оно оказалось захваченным любым из тел солнечной системы. Ну только, если мы как-то так рассчитаем столкновение с потерей энергии...

[zxv]

>>чтобы оно оказалось захваченным любым из тел солнечной системы

dims, а как же, скажем, переход комет из т.н. "долгопериодических" (e~1) в соответствующие "семейства"?

[dims]

>>чтобы оно оказалось захваченным любым из тел солнечной системы

dims, а как же, скажем, переход комет из т.н. "долгопериодических" (e~1) в соответствующие "семейства"?

Не в курсе.
Но ведь то, что я сказал выше - не вызывает сомнений, верно?
Так что надо разбираться, кто такие долгопериодические кометы, что за семейства. Насколько я понимаю, комета всё-таки не меняет центральное тело своей орбиты? А, может, играет роль то, что кометы меняют свою массу и разваливаются.

[hoarfrost]

По законам гравитации, любое тело, прилетевшее из бесконечности к планете, следует рассматривать, как упавшее. Упавшее из бесконечности тело, если оно не врежется в планету, никак не окажется им захвачено, а снова улетит в бесконечность.

Гравитационный захват возможен. И благодаря ему у Юпитера и Сатурна столь много спутников, к тому же и вращающихся в разные стороны.

Не в курсе.

А про историю кометы Шумейкера-Леви не слышали? (Но это, правда, не совсем то).