Творческая работа на тему: «Наша Гея»

Вид материала

Содержание

Список литературы
Глава 1. Луна – что это такое?
1.1 Тайна рождения луны
1.2 Сюрпризы лунной сейсмики
1.3 Луна – космический корабль инопланетян
1.4 Луна внутри жидкая?
Глава 2. Этапы лунной одиссеи

Подобный материал:

Интернет-конференция «Цифровые горизонты»

Творческая работа на тему: «Наша Гея»

Выполнила:

ученица 10 «б» класса

средней школы №1

р.п. Степное

Ильющенкова Анастасия Владимировна

Научный руководитель:

учитель физики

Бейбулатова Елена Анатольевна

р.п. Степное

2010год

Оглавление

Введение………………………………………………………………......................1

Глава 1. Луна – что это такое?................................................................................3

1.1. Тайна рождения луны………………………………………..............................6

1.2. Сюрпризы лунной сейсмики………………………………...............................8

1.3. Луна – космический корабль инопланетян………………..............................10

1.4. Луна внутри жидкая?.........................................................................................12

Глава 2. Этапы лунной одиссеи…………………………………........................14

Заключение………………………………………………………….......................16

Список литературы………………………………………………….....................19

Приложение…………………………………………………………......................20

Введение

Случайно или не случайно

Наш спутник в космосе - Луна -

Своим лицом необычайным

Всегда к Земле обращена?

Сокрыта иль полузакрыта

Для нас другая сторона.

Какая тайна в ней зарыта,

Какая страсть заключена?

Не завихрят циклонов ветры,

Цунами не придёт волна, -

Ещё бурлят земные недра,

Но еле "щёлкает" Луна.

Её слабеющие длани,

Увы, уж не берут в полон.

И покидает поле брани,

И отступает "Аполлон".

Стартуют рыцари иные

К сетям сатурновых колец,

Туда, где жжёт дыханье Ио

И ощущается конец

Той Удивительной Системы

Владений Царственной Звезды,

Которой уроженцы все мы.

Из Чёрных Дыр и Пустоты,

Из "ядерной золы" пожара

Создал Всевышний Божий Свет...

Мы в нём - Несчастье иль Подарок?

Кто знает истинный ответ!

Юрий Якма^¹

Цель проекта: формирование умений и навыков самостоятельной проектной исследовательской деятельности, как одного из средств повышения качества образования. Выявить связь физики, астрономии и литературы.

Луна - естественный спутник Земли и самое близкое к Земле небесное тело и потому изучено лучше всего, но несколько тысячелетий назад с каким изумлением следил первобытный человек за лунным диском! Задумчивое и таинственное светило, тусклое ночное солнце, одиноко блуждающий по безмолвному небесному небосводу шар - Луна во все времена и у всех народов в особенности привлекала к себе человеческие взоры и мысли.

Луна подвергалась превратностям людского мнения. Жюль Верн, Сирано де Бержерак и другие писатели, фантазеры воображали, а некоторые и утверждали, что Луна населена живыми существами и богата плодотворной жизнью. Д о изобретения телескопа философы, вполне естественно, склонны были видеть в луне землю, аналогичную той, на которой мы живем. Когда

Галилей, направив первую зрительную трубу на этот шар, нашел там горы и

долины, подобные разнообразным формам рельефа поверхности нашей планеты, и обширные серые равнины, которые легко могли быть приняты за моря - сходство между этими мирами и нашим казалось очевидным, и его тотчас же населили не только человеческими существами, но и различными животными. Были составлены первые карты, и большие темные пятна было условленно окрестить именем "моря", которое они носят и теперь.
Астрономы, мыслители были уверены, что за увеличением телескопов последуют быстрые успехи, и в царствование Людовика ХIV предположено даже было построить "трубу длиной 100 тысяч футов для рассматривания существующих на Луне животных".

Но как не старались оптики, их успехи далеко не могла идти наравне с воображением. Когда стали ясно различать поверхность лунных морей, оказалось, что она не жидкая и не гладкая, а песчаная и неровная. На этом светиле не удалось открыть ни одного настоящего моря, ни одного озера, ни малейшего следа присутствия воды, в какой бы то ни было форме: в виде облаков, снега или льда. Не менее внимательное наблюдение звезд и планет в момент покрытия их проходящего перед нами Луною показывало сверх того, что свет этих светил, когда они приходят в соприкосновение с лунным краем, нисколько не ослабевает и не преломляется и что этот шар не окружен какой-либо заметной атмосферой.

Постепенная лунная жизнь рассеивалась как дым, и мало-помалу вошло в привычку помещать в астрономических книгах фразу: "Луна - безжизненное светило". Сегодня это доказано и теоретически, и практически. Луна лишена атмосферы и воды, которая без плотной атмосферы в жидком виде существовать не может. Без атмосферы существование какой-либо органической жизни невозможно.

Глава 1. Луна – что это такое?

Может Луна блестеть, ударяема Солнца лучами,

День ото дня свой лик обращая все больше и больше

К нашему взору, по мере того, как отходит от Солнца

До полнолунья, когда напротив него засверкает...

Но допустимо и то, что, собственный свет излучая,

Катится в небе Луна и даёт изменение блеска,

Ибо возможно, что с ней вращается тело другое,

Что заступает ей путь, постоянно от нас заслоняя.

Может вращаться Луна и как шар или, если угодно,

Мяч, в половине одной облитый сияющим блеском,

При обращении своём являя различные фазы,

Вплоть до того, как она откроется нашему взору,

Той стороной, где вся сверкает пламенем ярким,

Мало-помалу затем обращаясь вспять и скрывая

Всю светоносную часть своего шаровидного тела.

Понтюс де Тиар^²

Как уже было сказано: Луна самое близкое к земле небесное тело, и поэтому изучена лучше всего. Ближайшие к нам планеты находятся примерно в 100 раз дальше. Луна меньше Земли по диаметру вчетверо, ее радиус равен 1738 км, или 0,272 радиуса Земли. Масса ее меньше Земли в 81 раз и равна 0,0123 массы Земли. Масса Луны надежно определена по движению ее искусственных спутников, неоднократно выводимых на селеноцентрические орбиты, т.е. орбиты вокруг луны (от греч. "Селена" - Луна). Ее средняя плотность равна 3,55*103 кг/м3 или 0,6плотности Земли, а ускорение свободного падения на ее поверхности g=1,63 м/с2, т.е. в 6 раз меньше земного, так что любой предмет на лунной поверхности весит в раз меньше, чем на Земле. Как было уже отмечено, на Луне нет атмосферы, смягчающей палящее солнечное излучение и защищающей от космических лучей и потоков метеоритов. Нет там ни облаков, ни воды, ни туманов, ни радуги, ни зори с рассветом. Из-за отсутствия воздуха и газообразной оболочки на луне происходят весьма любопытные явления. Здесь нет сумерек, ночь сменяется днем и день сменяется ночью мгновенно, подобно лампе, которая мгновенно гаснет и загорается в темноте. Нет постепенного перехода от тепла к холоду. Температура на луне сразу падает с точки кипения до температуры межпланетного пространства. Огромные перепады температуры лунной поверхности от дня к ночи объясняется не только отсутствием атмосферы, но и продолжительностью лунного дня и лунной ночи, которая соответствует двум нашим неделям. Температура в подсолнечной точке Луны равна +120 С, а в противоположной точке ночного полушария -170 С. вот так изменяется температура в течении одного лунного дня! По той же причине метеориты без торможения с огромной скоростью

ударяются о лунную поверхность, вызывая сильные сотрясения почвы и образуя воронки. Вследствие отсутствия атмосферы на лунном небе нет красок. На протяжении всей ночи, которая продолжается две земные недели, и столь же продолжительного дня при палящем Солнце над Луной черное небо, усеянное множеством звезд, четко выделяющихся и совершенно немерцающих. Звезды на лунном небе видны днем также хорошо, как и ночью.
Несколько тысячелетий назад люди с изумлением следили, как Луна росла и убывала, как живое существо, тучнела и усыхала. Исчезала совсем и неуклонно вновь возрождалась в звездной черноте неба. В этой поразительной смене была неуклонная закономерность, которая проявлялась от начала века, которая останется неизменной до скончания лет.

И когда люди поняли, наконец, что между двумя новолуниями лежат четыре четверти, они сделали важнейший шаг от краткой меры времени дня к более продолжительной - месяцу.

Периодическая смена лунных фаз в плоть и кровь людских представлений о мире. Не случайно Луна на санскрите называется "мас", т.е. измеритель, не случайно латинское "мекулес" - месяц - находится в тесной связи со словом "мекуура" - мера. Именно Луна, а не Солнце сделалась первым объектом поклонения. У народов Центральной Америки издавна существовал лунный год - мера времени, предназначенная для установления религиозных праздников. Лунным календарем пользовались и народы, населяющие Месопотамию. При определении церковных праздников лунным календарем руководствуются иудеи, христиане, которые определяют по нему наступление пасхи. Совпадение фаз луны с самыми разными проявлениями живой и неживой природы: приливами и отливами в морях, понижением температуры и обильными росами, которые обычно выпадают в ясную лунную ночь, усилением роста некоторых растений и лунной периодичностью жизненно важных функций человеческого организма - все это издавна волновало людей. Впоследствии фазы Луны связали с концепцией смерти и воскресения. С пребыванием месяца в новолуние связывают не только произрастание злаков, но и благополучие стад и здоровье детей. Так у центральноафриканского племени при появлении нового месяца матери выносили своих младенцев и показывали их возрождение Луне. Когда же Луна входила в последнюю четверть воздействие ее, напротив, считалось неблагоприятным. Новых дел лучше было не начинать. На всем земном шаре у земледельцев существует поверье, что сеять надо, когда она на ущербе. В определенный период культ Луны занимал главное место во многих религиях. Ныне наука, медицина указывают на возможную связь некоторых расстройств человеческой психики с фазами Луны. Луна может оказывать воздействие на организм человека, который более чем на 80% состоит из воды, подобно тому, как она воздействует на моря и океаны.

Громадное светило лунного неба, Земля, представляет для Луны такие же фазы, как для нас Луна, но в обратном порядке. Во время новолуния Солнце освещает полушарие Земли, обращенное к нашему спутнику, и тогда бывает "полная Земля". Во время полнолуния, наоборот, неосвещенное полушарие обращено к нашему спутнику, и тогда бывает "новая Земля". Когда луна показывает нам первую четверть, Земля представляет последнюю и т.д. Независимо от этих фаз наш шар представляется Луне вертящимся вокруг своей оси 24 часа и 48 мин., т.к. Луна возвращается к каждому земному меридиану не ранее, как через этот промежуток времени. Вспомним, что период вращения Луны вокруг оси равен 27,32g (земных суток) и поэтому она обращена к земле одним полушарием. Полнолуния же повторяются через 29,53g, а это означает, что солнечные сутки на Луне длятся 29,53g, т.е. около 14,8g длится день и столько же ночь.

1.1 Тайна рождения луны

Луна богата силою внушенья,

Вокруг неё всегда витает тайна.

Она нам вторит: «Жизнь есть отраженье,

Но этот призрак дышит не случайно».

Своим лучом, лучом бледно-зеленым,

Она ласкает, странно так волнуя,

И душу побуждает к долгим стонам

Влияньем рокового поцелуя.

Константин Бальмонт^³

До полета «Аполлона-11» (см. приложение 1), впервые высадившего людей на Луну (20.07.1969), существовали три соперничающие теории происхождения Луны. Это «теория сестер», «теория матери и дочери» и «теория подхвата». По первой теории, Земля и Луна эволюционировали каждая сама по себе, но обе произошли из одного сгустка материи. Вторая теория предполагала, что Луна откололась от Земли, оставив впадину, в которой образовался Тихий океан. И, наконец, третья теория рассматривала наш спутник как маленькую планету, которая блуждала по космосу, пока Земля ее к себе. И вот настало время, когда глазам американских астронавтов предстал лунный ландшафт. Астронавты собрали образцы лунной пули и куски скальной породы. Драгоценный груз доставили на Землю и вручили ученым.

Прежде всего, обнаружилось, что на Луне в отличие от Земли, очень мало железа, натрия, калия, серы, а воды, возможно, и вовсе нет. Кроме того, лунный грунт отличался от земного. «Теория сестер» не подтвердилась. С другой стороны, смесь изотопов кислорода, его легких и тяжелых атомов оказалась совершенно одинаковой с земной, что говорило в пользу теории
«матери и дочери». Возникает вопрос: как же Луна могла «оторваться» от
Земли?

Ученые терялись в догадках. И тут со своей гипотезой выступил Уильям
Хартман, молодой астроном из Университета Аризоны. Как и большинство ученых, он был уверен, что лунные кратеры возникли не от вулканической деятельности, а от падения метеоритов. Толчок к дальнейшему развитию идеи

дали Хартману, по его собственному признанию, работы советского ученого Виктора Сафронова, который утверждал, что космическая пыль и камни, крутившиеся вокруг Солнца,беспрерывно сталкиваясь, сплавлялись в более крупные образования, из которых, выросли планеты Солнечной системы.

Но Хартман пошел дальше. В начале 70-х годов ХХ века он работал в
Институте планетологии в Тайсоне, в штате Аризона. Вместе со своим коллегой, Дональдом Дэвисом, он разработал следующую теорию: 4,5 млрд. лет, назад мчащийся на всех парах космический странник величиной с Марс

врезался в Землю и раскололся, в результате чего осколки вместе с отбитыми кусками земной коры разлетелись, образовав вращающийся вокруг Земли пояс.
Постепенно осколки соединялись и превратились в Луну. Планете Земля и ее спутнику понадобилось 50 млн. лет, чтобы остыть после катастрофы и сформировать вокруг ядра из кипящей лавы твердую оболочку. Поначалу расстояние от Земли до Луны было на 25% меньше, чем сейчас. Земля тогда вращалась быстрее, и год состоял из 550 дней, а лунный месяц продолжался 20дней. Процесс сближения Земли и Луны продолжается, кстати, и в наши дни.

В 1974 году на конференции в Корнельском университете Хартман впервые обнародовал свою идею. Он ждал возражений и скептических замечаний. Но взявший первым слово Эластейр Камерон, глава гарвардских астрофизиков, энергично поддержал Хартмана. Камерон сообщил, что он и его коллега Уильям Уорд пришли, хотя и иным путем, к тем же выводам. Единственное, в чем Камерон мог упрекнуть Хартмана, это в недостаточном математическом обосновании теории: у них с Уордом оно точнее и убедительнее.

В 1984 году планетологи собрались на Гавайях, чтобы обсудить происхождение Луны. Теория Хартмана-Дэвиса была признана единственно правильной. Правда, позже Робин Кэнап и Эластейр Камерон объявили, что «отец Луны» был величиной не с Марс, а с добрых три Марса.

Американские ученые совсем недавно сделали точные расчеты и смоделировали эту катастрофу на компьютерах. Новейшие исследования подтвердили теорию об общем происхождении Земли и ее спутника, а, следовательно, и о катастрофическом столкновении Земли с гипотетической планетой, условно названной Тэей (или Фэей – Theia). Более того, моделирование показало, что железное ядро пришельца слилось с железным ядром Земли, поэтому Луне досталось мало железа. По данным полученным зондом «Лунар Проспектор», крошечное железное ядро Луны точно соответствует сценарию столкновения (у Луны оно составляет не более двух процентов от всей массы, тогда как у Земли – тридцать).

Согласно схожей гипотезе швейцарского ученого Уве Вихерта, наша Земля долгое время была одной из двух похожих планет. Тэя была во всем подобна
Земле, только несколько меньше, и вращалась вокруг Солнца по орбите, близкой к земной. Примерно через 50 млн. лет после возникновения Солнечной системы тесная близость и сходство сыграло с ними злую шутку: их орбиты совпали, и планеты-соседки столкнулись. В результате, как было сказано выше, на околосолнечной орбите остались Земля и ее спутник Луна, образовавшийся из крупных обломков после той катастрофы.

1.2 Сюрпризы лунной сейсмики

Ракета снова нас приводит

В потусторонние края,

Где в темном лунном небосводе

Сияет теплая земля.

В трещиноватом реголите

Сигналы странные слышны,

И Тайны Вечности сокрыты

В камнях обратной стороны.

В обрывах кратеров опасных

И в океане без воды

Искали долго и напрасно

Живой материи следы.

А. Ахматова^⁴

...Словно метеор, пронесся в черном небе Селены космический корабль землян (его отработанная ступень). На первой (лунной) космической скорости - 1,7 км/ч - врезался он в поверхность в 70 км от заранее поставленного сейсмометра, произведя удар, подобный взрыву 800 кг тротила. Через 23 сек., пронзив кору, волна дошла до маятника сейсмометра, еще через 1,3 сек. этот сигнал со скоростью света (радиоволн) достиг анализирующих земных устройств, и понадобились месяцы, чтобы улеглись страсти вокруг сюрприза, который преподнесла Земля космическая сестра.

Сейсмические волны - знаем из земного опыта - орган "сверхзрения" геофизиков. Рождаясь в эпицентре землетрясения или взрыва, они будто рентгеновским аппаратом высвечивают особенности строения планетарного "организма": границы залегания пород разного состава, глубинные разломы, резервуары вулканов, нефтяные ловушки. Для исследования структуры луны придумали остроумную методику космического глубинного сейсмического зомбирования. Каждый экипаж поставил на поверхности станция с очень чувствительными сейсмометрами, ориентированными по вертикали и по сторонам света. На видимой половине Луны получился треугольник со стороны порядка 1000 км, так что можно по интерференционной картине сейсмических волн определить направление на эпицентр. Каждая экспедиция, дважды сбрасывая отработанные ступени, задавала Селене вопрос о тайнах е устройства.

Самые верхние части – лунный реголит – изучали астронавты: поставили по краям и по середине 100 метрового профиля высокочастотные сейсмометры и прошлись, постукивая по грунту. Волны сообщили о мощности реголита и

скорости пробега звука в нем. А лунную мантию «зацепили» волнами от ударов метеоритов и лунотрясений (особенно с обратной стороны Луны).

Первая сейсмограмма была послана на Землю сразу после установки

сейсмической станции, потом уж разобрались, где удар метеорита, а где лунотрясение, которое – свое, тектоническое, которое – земное, приливное. Лунные сейсмограммы были непривычны: колебания на них – не короткие импульсы, как на Земле, а долго не затухающие колебания (реверберация, сейсмозвон). В часовом хаосе колебаний (это при ударе ракеты, а при падении метеорита Луна трясется целых 4 часа) трудно выделить отражения волн от отдельных границ. Очнувшись от удивления, геофизики предложили разгадку: лунный сейсмозвон обусловлен рассеянием волн на неоднородностях верхних слоев Луны, которые миллиардолетиями «распахивались» метеоритами, - ведь никакая атмосфера не мешала им ударяться о поверхность со страшной силой, никакая вода не отнимала энергию колебаний.

Слабые сигналы пробегают в недрах Луны далеко. Например, удар 7-киллограмового метеорита «просвечивает» Селену насквозь. Позаботилась лунная природа о своих испытаниях: очаги многочисленных лунотрясений расположены глубоко – на середине расстояния до центра, так что порожденные ими волны «просвечивают» недра снизу.

Лунное тело напоминает земное – обе радиально-слоисты (кора, мантия, ядро). По структуре обе планеты – сейсмические сестры, только у Луны границы не такие заметные. Граница кора – мантия в юго-восточной части Океана Бурь – Море Познанном – находится на глубине примерно 60 км, в континентальном районе кратера Декарт – на глубине 100 км, в горных районах обратной стороны – на глубинах около 150 км. Таким образом, кора Луны мощнее земной, что объясняется меньшим давлением в ее недрах. Скорость волн с глубиной растет слабее, чем у нас на Земле, а то и вовсе останется постоянной либо даже слегка убывает.

На глубине 200 км в мантии замечена граница, где происходит обмен типами волн: продольных на поперечные. Но самая интересная зона приходится на половину лунного радиуса, глубину 800-1000 км. Поперечные волны через нее не проходят, а продольные сильно ослабевают. Через внешнее ядро Земли поперечные волны тоже не проходят, оно считается квазижидким. По аналогии этот слой лунных недр назвали внешним ядром – по структуре, а по свойствам – астеносферой. Интересно, что в этой зоне находятся очаги многочисленных приливных лунотрясений. Возможно, есть у Луны и 300-киллометровое внутреннее ядро. Оно отмечено на единственной сейсмограмме – от удара метеорита об обратную сторону. Вступления волн припозднились там… на 50сек. Это можно объяснить уменьшением скорости волн из-за того, что ядро состоит из сернистого железа.

1.3 Луна – космический корабль инопланетян

Ущербная, устав лучом пленять,

Она наводит ужас на поэта

И, сглазив душу, ей дает понять,

Что можно всё, что нет ни в чём запрета.

Когда же закруглится по краям,

Она горит, как чаша золотая,

В которой боги пить дают богам -

Там, где любовь бессмертно-молодая.

Ещё, и вот - она, как рдяный щит,

Как полнота пылающего шара,

К болотам, к топям, вниз спешит, спешит,

Горит за лесом заревом пожара...

Константин Бальмонт^⁵

В июле 1969 года, прежде чем первый астронавт Нил Армстронг (см. приложение 2) опустился на Луну, на ее поверхность были сброшены использованные топливные емкости беспилотных кораблей, совершавших разведывательные полеты. Тогда здесь был оставлен и сейсмограф. Этот прибор начал передавать в Хьюстон информацию о колебаниях лунной коры.

Данные, переданные на Землю, удивили ученых. Оказалось, удар 12-тонного груза о поверхность нашего спутника вызвал локальное «лунотрясение». Многие астрофизики предположили, что под скалистой поверхностью находилась металлическая скорлупа, окружающая ядро Луны.

Анализируя скорость распространения сейсмоволн в этой будто бы металлической скорлупе, ученые вычислили, что ее верхняя граница расположена на глубине около 70 километров, а сама скорлупа имеет приблизительно такую же толщину.

Некоторые астрофизики утверждали, что внутри Луны может находиться невообразимо большое, почти пустое пространство объемом 73, 5 млн. кубических километров, предназначенное для механизмов, обслуживающих движение и ремонт гипотетического космического корабля. Вообще догадки о его содержании и предназначении выходят за пределы разумных допущений.

В конце 70-х годов с помощью того же сейсмографа был сделан компьютерный анализ металла, из которого должна была состоять скорлупа, окружающая ядро Луны. Измерив, скорость распространения звука внутри этого вещества, специалисты пришли к заключению, что оно состоит из никеля, бериллия, вольфрама, ванадия и некоторых других элементов. Причем железа содержалось относительно мало. Такой состав был идеальным панцирем, защищающим от механических пробоин, и к тому же полностью антикоррозийным.

И только один этот анализ показал, что совершено невозможно, чтобы такая

скорлупа образовалась естественным путем.

Сейсмографы зафиксировали также повторяющийся каждые 30 минут и продолжительностью одну минуту постоянный сигнал высокой частоты, исходящий изнутри Луны из глубины около 960 километров. Предположили, что это какой-то автоматический прибор, питающийся тепловой (или иной) энергией, однажды запрограммированный на то, чтобы посылать свой сигнал!

Астрономы наблюдали и появляющиеся время от времени на лунной поверхности струйки какого-то газа, который сразу же рассеивался.

Одна из гипотез предполагает, что это эффект действующего до сих пор источника энергии гипотетического корабля, который мы с вами привыкли называть«Луной».

Поверхность Луны очень похожа на территорию, подвергнутую «ковровой» бомбардировке. Статистически невозможно, чтобы метеориты одинакового размера и массы выбивали на поверхности Луны правильно расположенные кратеры. А на Луне их много!

Возможно, это было тогда, когда Луна не была спутником Земли?

В наиболее ранних трудах древних астрономов, в частности китайских, X-
XI веков до н.э., есть описания звездного неба, но нет ни одного упоминания о присутствии на небосклоне Луны. Сопоставив этот факт с мифом о Всемирном потопе (который в той или иной форме присутствует в религиях всех древних цивилизаций), можно предположить, что именно появление Луны на земной орбите породило эти катаклизмы. Уже позже у многих народов возникли предания о «богах», прилетавших на Землю с нового ночного светила. Есть рисунки древних майя, изображающих богов, спускающихся с Луны.

В 1968 году издательством НАСА был выпущен каталог лунных аномалий.
Каталог охватывает наблюдения за 4 столетия! В нем приводится 579 примеров, не нашедшие объяснения до сих пор: движущиеся светящиеся объекты, исчезающие кратеры, цветные траншеи, удлиняющиеся со скоростью 6 км/ч и, наконец, наблюдавшийся 26 ноября 1956 года большой светящийся объект, получивший название «Мальтийский крест», и т.д.

1.4 Луна внутри жидкая?

Ковшом Медведицы отчерпнут,
Скатился с неба лунный серп.
Как ярок рог луны ущербной
И как велик ее ущерб!
На медных досках тротуаров,
Шурша, разлегся лунный шелк,
Пятнист от лунного отвара,
От лихорадки лунной — желт.

Мой шаг, тяжелый, как раздумье
Безглазых лбов — безлобых лиц,
На площадях давил глазунью
Из лун и ламповых яиц.
Лети, луна ! Плети свой кокон,
Седая вечность — шелкопряд.
Пока темны колодцы окон,
О нас нигде не говорят.
Роальд Мандельштам^⁶

Результаты измерений, произведенных лабораторией Джеймса Уильямса из
Национального аэрокосмического агентства США (НАСА), показали, что Луна жидкая и лишь прикрыта сверху тонкой твердой корой. Точные измерения подтверждают гипотезу, которую астрономы уже однажды выдвинули после завершения программы «Аполлон».

Вместе со своими коллегами Уильямс рассчитал для Луны так называемое
«число Лява». Этот показатель, названный так по имени английского математика Огэстеса Лява, характеризует степень эластичной деформации планет или спутников под влиянием другого небесного тела. «Число Лява» позволяет делать выводы о внутреннем строении космического объекта.

Исследователи подсчитали «число Лява» Луны - 0,0266. Силы притяжения
Земли и Солнца в процессе вращения спутника сжимают и растягивают его оболочку в пределах десяти сантиметров. У Земли аналогичный показатель –
0,3. Земная кора под действием гравитации Солнца в сочетании с влиянием
Луны съеживается и расширяется в границах полуметра.

Результаты, представленные на научной конференции в Техасе, посвященной изучению Луны и планет, совпадают с наблюдениями, сделанными входе выполнения программы «Аполлон». Тогда ученые заметили, что волны от толчков в лунной почве теряют свою энергию и затухают на глубине тысячу километров. Как предполагает Уильямс, это явление свидетельствует о том, что внутри Луны имеются расплавленные участки.

Чтобы рассчитать «число Лява», с помощью лазерной установки было точно измерено расстояние между Землей и Луной. Луч лазера, посланный с Земли, отразился от отражателя, 30 лет назад оставленного на поверхности Луны, и

вернулся назад. Кстати, лазерная методика измерений расстояний в космическом пространстве обещает в перспективе получение новых данных: в частности, ученые планируют проверить таким способом теорию относительности Эйнштейна.

Глава 2. Этапы лунной одиссеи

Две стороны, как у медали,

У нашей спутницы Луны.

Но лишь недавно увидали

Луну с обратной стороны.

Из века в век на небосклоне

Блестит знакомый лунный лик.

Как плохо, как односторонне

Мы знаем спутников своих

Эмиль Верхарн^⁷

Систематические наблюдения Луны проводились еще 6 тыс. лет назад, в Ассирии и Вавилоне. За несколько веков до нашей эры греки поняли, что Луна светит отраженным светом и повернута к Земле всегда одной стороной. Аристофан Самосский определил расстояние до Луны и ее размеры, а Гиппарх создал первую теорию ее движения. Многие ученые – от Птолемея до Тихо Браге – уточняли особенности движения Луны, оставаясь в рамках эмпирических описаний. Подлинная теория движения спутника Земли стала развиваться с открытием законов планетных движений (И.Кеплер) и закона всемирного тяготения (И.Ньютон).

Первым селенографом стал итальянский астроном Галилео Галилей. Летней ночью 1609 г. он направил на Луну самодельный телескоп и поразился, обнаружив контрастные светлые и темные области. Последние, залитые, как выяснилось впоследствии, базальтовой лавой, стали называть морями. В середине XVII в. с помощью телескопа были сделаны зарисовки и поименованы сотни лунных образований, а на карте Луны Ю.Шмидта конца XIX в. было обозначено боле 30 тыс. деталей. Русские читатели впервые увидели карту Луны в 1740 г. в приложении к книге Фонтенеля «Разговоры о множестве миров». Быстрому прогрессу селенографии способствовало соединение телескопа с фотоаппаратом. В год старта первой космической ракеты к Луне был издан фотоатлас ее поверхности, содержащий 280 карт масштаба 1:140 000…

2 января 1959 г., всего лишь через полтора года после запуска первого искусственного спутника Земли, советская ракета «Луна-1» (см. приложение 3), развив вторую космическую скорость, устремилась к нашей ближайшей соседке. Через 34 часа она пронеслась в 6 тыс. км от поверхности Селены и стала первым искусственным спутником Солнца. С тех пор за 15 лет к Луне слетало свыше 50 космических аппаратов, на ней побывали 6 экспедиций с астронавтами (плюс еще одна, которая не «прилунялась»). В лунной стайерской гонке было двое соперников – СССР и США.

Сначала работали по сходным программам, причем очередной этап отечественных завершался несколько раньше американских (может быть, потому что программа США была опубликована заранее?)

Первая ракета «Луна-1» передала на Землю феноменальную новость: у Луны

нет дипольного магнитного поля, т.е. нет планетарных магнитных полюсов. В сентябре 1959 г. точное попадание (жестокую посадку) совершила «Луна-2». В октябре этого же года «Луна-3» передала первые снимки обратной стороны. Они были дополнены снимками с нашей «автоматической» станции «Зонд-3» в 1965 г. и со спутником «Lunar Orbiter». В результате были построены глобус и карты всей Луны. Затем последовали мягкие посадки советского автомата «Луна-9» (см. приложение 4) (1966г.), сери советских «Лун» и американских «Jurveyor’s». Они развеяли миф об «океанах» лунной пыли.

Далее программы исследований разделились: советская была ориентирована на использование хитроумных автоматов – «геологов» и «луноходов», американская – на участие астронавтов. Наши автоматы – геологи производили мягкую посадку, бурение, забор грунта и его возвращения на Землю.

«Луна-16» (см. приложение 5) (1970г.) работала в Море Изобилия, «Луна-20» (1972г.) доставила образцы из высокогорного «материкового» района, разделяющего моря Кризисов и Изобилия, «Луна-24» (см. приложение 6) (1973г.) доставила на Землю последний образец грунта из зоны перехода от лунного «моря» к «континенту». Эти небольшие порции пород были драгоценнее лунного камня из романа Коллинза. Химические элементы, составляющие их, не выходили за рамки таблицы Менделеева, но минералы (сочетания элементов) оказались непривычными.

Автоматы – луноходы не возвращались на Землю, но производили на Луне удивительные по сложности действия: передвигались, снимали панорамы поверхности, измеряли магнитное поле (оказалось, намагниченность все-таки есть), определяли химический состав грунта.

Заключение

К Земле обращена Луна

Одною стороной.

Загадка в ней заключена

Активности былой.

Но годы бурные прошли -

Силёнок ни на грош.

Лишь притяжение Земли

Луну бросает в дрожь.

Сменился у нее настрой,

Хоть прежний разворот,

Родившись "младшею сестрой",

Как "старшая" - умрёт...

Нам верность вечная Луны

Волнующий пример.

Но мы умом обращены

В пространство перемен.

И так нетерпеливы мы,

Претензий так полны,

Что забываем: жизнь - лишь миг,

Призывный вздох Луны...

Роальд Мандельштам^⁸

В одной из книг посвященных путешествиям, описано такое грандиозное явление в часы приливов в лагуну одного из островов Альдабра( эти острова лежат в заливе Индийского океана у восточных берегов Африки) устремляются мощные потоки воды в проливе соединяющим лагуну с океаном, скорость течения достигает 15 км/ч, а масса втекающей воды составляет несколько миллиардов тонн. В часы отливов вода устремляется назад, в океан, дно лагуны обнажается почти на две трети, и на отмели бродят тысячи птиц, выискивающих добычу. Какие же колоссальные силы выплескивают воду из лагуны в часы отлива и поднимают её в часы прилива. Это силы всемирного тяготения.

Часто говорят, что Ньютон пришел к мысли о существовании сил притяжения между всеми телами природы, наблюдая падения яблока на Землю. Но открытие и изучение силы тяготения имеет сложную историю. Много замечательных имен мы встретим, изучая историю становления учения о всемирном тяготении. Это и Тихо Браге, в течении 20-ти лет наблюдавший планеты солнечной системы, и Иоганн Кеплер, установивший на основе этих данных законы движения планет и выказавший мысль о том, что причиной

вращения Луны вокруг Земли является притяжение. Но все-таки закон всемирного тяготения был открыт. Он сыграл огромную роль в развитии науки и техники. С его помощью были открыты две планеты Солнечной системы – Нептун и Плутон, его используют при расчете скорости необходимой для запуска космических кораблей и спутников. Но вернемся к лагуне на островах Альдабра, к приливам и отливам. Причина возникновения приливов и отливов – всемирное тяготение, а главный виновник этого явления- наш спутник Луна. Будем считать, что вода распределена по Земле тонким слоем. Так как сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами, вода, находящаяся вблизи. А, притягивается Луной сильнее, чем вода, находящаяся вблизи точки В.

Казалось бы, в результате этого вода должна перетечь на лунную сторону Земли, где образуется водяной горб. Так как Земля вращается вокруг своей оси, в каждом месте вода будет раз в сутки подниматься (прилив) и опускаться (отлив). Однако в действительности и приливы, и отливы происходят два раза в сутки. Почему же это так? Причина в том, что Земля и Луна не подвижны друг относительно друга. Представьте себе два шарика - тяжелый и легкий, - соединенные нитью и лежащие на гладкой горизонтальной поверхности. Легкий шарик можно привести во вращение вокруг тяжелого. Однако тяжелый шарик при этом не останется на месте- его центр тоже будет двигаться по окружности, правда, небольшого радиуса. Неподвижной останется только некоторая точка О на линии вдоль натянутой нити, расположенная вблизи тяжелого шарика(её называют центром масс системы). Вокруг этой точки и происходит вращение как тяжелого, так и легкого шарика. Точно так же Земля и Луна вращаются вокруг некоторой точки, которая, вследствие того, что Земля гораздо массивнее Луны, оказывается даже лежащие внутри Земли (но не в её центре). Центр Земли вращается вокруг этой точки, а вода на поверхности Земли отбрасывается от центра вращения. Это приводит к тому, что и на противоположной Луне стороне Земли образуется водяной горб. Поверхность океана принимает удлиненную форму, вытянутую в направлении Луны и(немного меньше) в прямо противоположном направлении. Так как Земля вращается и вокруг собственной оси, двугорбая приливная волна бежит по поверхности Земли. В тех областях, которые оказываются посредине между двумя горбами, наблюдаются отливы. Изучение приливов связано со многими трудностями. Та упрощенная модель, которую мы рассматривали, далека от реальной картины. Земля, как известно, не шар, она сплюснута у полюсов вода не распределена равномерно по её поверхности. Луна при своем движении по орбите оказывается на разных расстояниях от Земли. Свой вклад в приливообразующую силу вносит и Солнце. А взаимное расположение Солнца, Земли и Луны периодически изменяется. Эти и многие другие факторы существенно сказываются на реальной картине образования и движения приливных волн и могут смещать положения водяных горбов, изменять их величину и т. п. Но главное нам теперь ясно причина приливов и отливов –

всемирное тяготение. Можно с уверенностью сказать, что ещё в древности жрецы умели рассчитывать время приливов. Иначе как они могли бы творить чудеса, которые описаны, например, в сказках Древнего Египта. Когда достигли суда кала. Двух рыб, увидели все, что отмели обнажились и дальше продвинуться невозможно. Тогда его величество фараон призвал Джеди и повелел. И Джеди начал произносить над водой магические заклинания. По слову его вода в канале поднялась и покрыла отмели слоем в четыре локтя. И суда фараона двинулись дальше.

В своей работе я показала на примере спутника Земли – Луны связь между несовместимыми науками литературы с одной стороны и физики, астрономии с другой стороны.

Список литературы

1. Астрофизика Дагаев Н.Н., Чарухин

2. Банников Николай «Три века Русской Поэзии», просвещение, Москва 1968г.

3. Воронцов-Вельяминов Б.А. «Астрономия – 11 кл.», М.; просвещение, 1985г.

4. Дагаев М.М. Книга для чтения по астрономии Москва, издательство просвещение,1980г.
5. Детская энциклопедия.- Т. 1, издательство педагогика Москва, 1971г.

6.Загель Ф.Ю. Лунные горизонты Москва, просвещение, 1976г.
7. Левитан Е.П. «Астрономия – 11 кл.» М.; просвещение, 1992г.

8.Научно-популярный журнал Квант 81985 4, 1986г.
9. Физика – еженедельное приложение к газете «Первое сентября», март 1997г.

10. Школьный астрономический календарь, 1996-97гг.

11. ch.narod.ru/poem.php

Приложение №1