Наша сеть партнеров Banwar
Ні для кого не секрет, що Місяць обертається по орбіті в тім же напрямку, що і Земля навколо своєї осі. Більшість супутників планет Сонячної системи підкоряються цьому правилу, але воно все-таки не універсально. За останні 30 місяців рухаються ретроградно (проти обертання своїх планет). У їх число входить і Тритон, найбільший сателіт Нептуна.
А що сталося б, якби наш природний супутник мав ретроградним рухом? Нептуну від неправильної поведінки Тритона не холодно і не жарко, адже він в 5000 разів важче. Місяць же всього в 81 разів легше Землі і в цьому відношенні абсолютно унікальна - жоден з інших супутників не перевищує 0,03% відповідної планетарної маси. Можна припустити, що ретроградний рух Місяця значно змінило б і її власну еволюцію, і еволюцію Землі.
Справжня причина припливів
Для того щоб наочно уявити собі наслідки такої гіпотези, необхідно розібратися в причинах океанських припливів, зумовлених місячної гравітацією. Навіть в хороших курсах астрономії походження припливів часом пояснюють лише тим, що Місяць найсильніше притягує маси води безпосередньо під собою, в той час як на зворотному боці Землі океани слабкіше сприймають місячну гравітацію і тому не встигають за рухом планети в цілому. Так виникають дві приливні хвилі (одна - на поверненої до Місяця стороні, інша - у антиподів), що біжать по поверхні океанів внаслідок осьового обертання Землі. Однак якби спрацьовував лише цей ефект, припливи виявилися б раз в десять слабкіше. Багато істотніше, що Земля і Місяць обертаються навколо загального центру ваги (барицентра), який знаходиться в 1700 км над поверхнею Землі на лінії, що з'єднує їх геометричні центри. В результаті виникають сили інерції, які разом з місячним тяжінням деформують поверхню Світового океану і значно збільшують висоту приливних хвиль.
Розглядати виникнення приливних сил можна в різних системах відліку (СО), найчастіше вибирають СО в центрі Землі, нерухомо орієнтовану по відношенню до зірок. Потрібно враховувати, що ця система не обертається, а транслюється по круговій траєкторії щодо барицентра, і кожен приливної горб утворюється під дією і сил гравітації, і сил інерції (рівномірний уявне прискорення).
Дуже важливий і інший момент. Приливна хвиля на підмісячної стороні Землі через тертя об земну твердь випереджає Місяць в її видимому зміщенні по небосхилу приблизно на 10 градусів. Оскільки Місяць обертається по орбіті в напрямку обертання Землі, хвиля припливу тягне Місяць за собою і збільшує її швидкість. Завдяки цьому Місяць рухається по повільно розкручується спіральній траєкторії і щорічно віддаляється від Землі на 4 см. Те ж приливної тертя уповільнює осьове обертання Землі і збільшує протяжність доби. Адже якщо Місяць збільшує свій кутовий момент, Земля повинна його зменшувати, щоб сумарний момент цієї пари залишився незмінним.
Палеонтологи вважають, що зовсім юна Місяць була в десять разів ближче до нашої планети, а земну добу тоді не перевищували п'яти годин. В ті часи гребені припливів здіймалися в тисячу разів вище, ніж нині, але в міру віддалення Місяця поступово опадали. За останню пару мільярдів років вони зменшилися всього на кілька відсотків.
У зворотньому напрямку
Але повернемося до гіпотетичної ретроградної Місяці. Земля не змогла б знайти її так, як Місяць реальну. Більшість астрономів вважають, що наша планета обзавелася супутником після зіткнення з тілом завбільшки з Марс, коли Землі не виповнилося і сотні мільйонів років. Викинуті в простір розплавлені уламки спочатку утворили навколо Землі кільце, а потім дуже швидко (максимум за сторіччя) злилися в єдине тіло. Космічний бандит вдарив Землю в напрямку її осьового обертання, що збігається з напрямком її звернення по околосолнечной орбіті (проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку північних полюсів Землі і Сонця), - саме тому Місяць і рухається в ту ж сторону. Ретроградну Місяць подібний удар породити не міг, скоріше він розбив би Землю на частини. Однак наша планета могла полонити бродячі безпритульну космічне тіло (мабуть, саме так Нептун обзавівся Тритоном).
Під час рівнодення спостерігається два високих припливу на добу, а під час сонцестояння - один високий і один низький.
Припустимо, що ретроградна Місяць устаканилася на нинішній місячній орбіті, здійснюючи один оборот за 27,3 наших діб. Приливна хвиля буде як і раніше відставати від неї на 10 градусів, так що Місяці теж доведеться йти з початкової орбіти по спіралі, але вже не від Землі, а до Землі! Кутова швидкість орбітального руху ретро-Місяця буде рости, а період обертання навколо Землі-зменшуватися (протягом перших 500 млн років він стане коротшим на чотири доби). Наближення Місяця до Землі буде збільшувати приливні сили і тим самим все більше гальмувати осьове обертання планети. Зрештою земної дзига просто зупиниться, а потім почне обертатися в протилежному напрямку, тепер уже збігається з напрямком орбітального руху сателіта.
На перший погляд здається, що тепер все повернулося на круги своя - супутник віддаляється від планети. На жаль, катастрофи вже не уникнути. Розрахунки показують, що Місяць встигне підійти до Землі так близько, що її розірвуть приливні сили і вона перетвориться в кільце з кам'яних уламків, віддалені від земної поверхні на 4500 км.
Стаття «Розгорнути світило назад» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №2, Березень 2011 ).
А що сталося б, якби наш природний супутник мав ретроградним рухом?