Орбита Луны вокруг Земли кажется настолько постоянной, что цивилизации на протяжении тысячелетий основывали отсчёт месяца на движении Луны. Однако на самом деле Луна медленно уползает от Земли. Так потеряет ли Земля в какой-то момент свою луну, или же нет?
Учёные определили скорость, с которой Луна удаляется от Земли, с помощью отражающих панелей, которые NASA разместило там во время миссий «Аполлон». Уже более 50 лет исследователи направляют лазерные лучи с Земли на эти зеркала и измеряют, сколько времени требуется для обнаружения отражённых импульсов. Используя скорость света, учёные подсчитали, что Луна удаляется от Земли примерно на 1,5 дюйма (3,8 сантиметра) в год, что примерно соответствует скорости роста ногтей, по данным NASA.
Луна удаляется от Земли из-за гравитационного воздействия, которое каждое из тел оказывает друг на друга. По словам NASA, гравитационное притяжение Луны заставляет земные океаны выпячиваться к ней, что приводит к лунным приливам. Земная же гравитация, в свою очередь, вызывает аналогичные приливные эффекты на Луне, делая наш естественный спутник немного похожим на футбольный мяч.
Гравитационное притяжение от приливной выпуклости Земли притягивает Луну. Тем временем из-за лунных приливов смещаются океаны, создавая трение о поверхность Земли и, таким образом, замедляя вращение нашей планеты, рассказала Live Science Маделин Брум (Madelyn Broome), астрофизик из Калифорнийского университета в Санта-Круз. Около 4,5 миллиардов лет назад, «когда Луна только сформировалась, скорость вращения Земли была значительно выше, а продолжительность дня составляла около пяти часов», — сказала Брум.
Все эти силы работают на то, чтобы отбросить Луну ещё дальше от Земли.
«Поскольку Земля и Луна являются частью одной и той же гравитационно взаимодействующей системы, общий угловой момент должен сохраняться — оставаться неизменным — между ними, — объяснила Брум. — Угловой момент описывает энергию, содержащуюся во вращающемся объекте. Чем быстрее вы вращаетесь, тем больше у вас угловой момент. Чем медленнее вы вращаетесь, тем меньше.»
Однако «на угловой момент влияет не только скорость вращения», — добавила Брум. — «То, как далеко вы находитесь от центра системы, также имеет значение. Более далёкое расположение означает, что угловой момент системы увеличивается. Более ближнее — что ваш угловой момент уменьшается».
В случае с Землёй и Луной, «поскольку вращение Земли замедляется, что-то должно увеличивать угловой момент системы для сохранения углового момента», — сказала Брум. «Но что увеличивает угловой момент? Орбитальный объект, в виде Луне, удаляющийся всё дальше».
По данным Университета Аризоны, Луна, вероятно, образовалась из обломков, возникших в результате столкновения между зарождающейся Землёй и объектом размером с Марс. По данным Королевской обсерватории в Гринвиче, Англия, приливные силы помогли оттянуть Луну на её нынешнее среднее расстояние около 238 855 миль (384 400 километров) от Земли.
Приливные эффекты также замедляют скорость вращения Луны вокруг своей оси, в результате чего Луна «фиксируется приливом» с Землёй, то есть всегда обращена к нашей планете одной и той же стороной. Эти силы также снижают скорость вращения Земли.
Примерно через 50 миллиардов лет замедление вращения Земли заставит её приливно-отливно синхронизироваться с Луной, так что Земля будет постоянно повернута к Луне только одной стороной, рассказала в интервью Live Science Джин Крейтон (Jean Creighton), директор планетария Манфреда Олсона в Университете Висконсин-Милуоки. В этот момент Луна и Земля перестанут удаляться друг от друга, сказал Эрик Клумпе (Eric Klumpe), профессор астрономии в Государственный университет Мидл Теннесси.
Однако примерно через 5 миллиардов лет, когда Солнце начнёт умирать, оно увеличится и превратится в красную гигантскую звезду, «и в этот момент система Земля-Луна почти наверняка будет нарушена и уничтожена», — отметил Дэвид Триллинг (David Trilling), заведующий кафедрой астрономии и планетологии Университета Северной Аризоны.
По словам Брум, примерно через 5 миллиардов лет, если Луна будет продолжать удаляться от Земли с её нынешней скоростью, она переместится ещё примерно на 117 тыс. миль (189 тыс. км), когда её и поглотит красное гигантское Солнце.
Короче говоря, Луна не покинет Землю, и наоборот. Скорее, Солнце уничтожит их обоих.
