Знаете ли вы? Луна удаляется от Земли примерно на 3,8 см в год

Луна, которую вы видели вчера вечером, на самом деле чуть дальше, чем год назад. Нет, она не обиделась. По данным NASA, Луна удаляется от Земли примерно на 3,8 см в год.

Мелочь? Ещё какая. Университет Клемсона в США сравнивает эту скорость с тем, как растут наши ногти. Но если сложить всё за миллионы лет, картина меняется.

Откуда учёные это знают? Они стреляют в Луну лазерами

Да, настоящими лазерами. Метод называется лазерной локацией Луны (Lunar Laser Ranging).

В июле 1969 года астронавты Apollo 11 установили в Море Спокойствия специальную панель с зеркалами. Она называется уголковым отражателем (ретрорефлектором) и отражает свет точно обратно туда, откуда он пришёл.

• Панель Apollo 11 состоит из 100 уголковых призм из кварцевого стекла, каждая шириной 3,8 см. Забавно, но это ровно то расстояние, на которое Луна удаляется за год.
• Apollo 14 оставил ещё одну панель на 100 призм, а Apollo 15 доставил более крупную, на 300 призм.
• Панелям вообще не нужно питание. Спустя более 50 лет они всё ещё работают.

Обсерватории на Земле посылают в эти панели лазерные импульсы и засекают, сколько времени свету нужно, чтобы слетать туда и обратно. По этому времени расстояние до Луны можно вычислить с точностью до нескольких миллиметров.

Сложнее, чем найти иголку в стоге сена

Звучит просто, но на деле это очень непросто:

• К моменту, когда лазерный луч долетает до Луны, он расширяется примерно до 6,4 км (4 мили).
• Даже в хороших условиях обратно возвращается примерно один фотон раз в несколько секунд.
• Среднее расстояние между центрами Земли и Луны около 385 000 км.

По данным NASA JPL, такие измерения проводят обсерватории в Нью-Мексико (США), Франции, Италии и Германии.

Знаете ли вы? Советский Союз тоже отправлял зеркала на Луну, на борту «Лунохода-1» в 1970 году. Его отражатель французского производства «пропал» после 1971 года. В 2010 году физик Том Мерфи из UC San Diego и его команда снова нашли его с помощью 3,5-метрового телескопа обсерватории Apache Point в Нью-Мексико и с первой же попытки получили обратно около 2000 фотонов.

Почему Луна удаляется?

Ответ: океанские приливы.

Гравитация Луны тянет океаны Земли и создаёт приливные «горбы». Самое интересное, что эти горбы находятся не прямо под Луной. По данным NASA JPL, самый высокий прилив на самом деле немного восточнее Луны.

Гравитационное притяжение между этим горбом и Луной делает сразу две вещи:

• Вращение Земли замедляется. Наши сутки становятся длиннее.
• Луну подталкивает на чуть более широкую орбиту, примерно на 3 мм в месяц.

Сутки становятся длиннее, но радоваться рано

Если вы надеетесь выспаться, не торопитесь. Согласно исследованию 2018 года в журнале PNAS, проведённому Стивеном Мейерсом (Университет Висконсина в Мадисоне) и Альберто Малинверно (Колумбийский университет), сутки на Земле удлиняются примерно на 2 миллисекунды каждые 100 лет.

Но в геологических масштабах это складывается в немалое. По оценке того же исследования, 1,4 миллиарда лет назад сутки на Земле длились всего около 18 часов. Представьте, каково было бы уложить рабочую неделю в такие короткие дни.

Прощайте, полные солнечные затмения (когда-нибудь)

А это самое классное следствие. Полные солнечные затмения бывают потому, что Луна на нашем небе случайно выглядит достаточно большой, чтобы целиком закрыть Солнце. По мере удаления Луна кажется меньше.

По данным Sky & Telescope, со ссылкой на расчёты астронома Жана Мееса:

• Луне нужно отдалиться примерно ещё на 23 000 км (в ближайшей точке орбиты), чтобы перестать полностью закрывать Солнце. При скорости 3,8 см в год на это уйдёт более 600 миллионов лет.
• Примерно через 620 миллионов лет полные затмения станут случаться «то есть, то нет».
• Последнее полное солнечное затмение ожидается примерно через 1,2 миллиарда лет.

Так что времени охотиться за затмениями ещё полно. Не нужно в панике покупать билет на самолёт уже завтра.

Итог

Луна никуда «не сбежит» в ближайшее время. Но каждый раз, когда подстригаете ногти, вспоминайте, что Луна отдалилась от нас примерно на столько же. И знаем мы это лишь благодаря нескольким зеркальным панелям, которые астронавты оставили там более 50 лет назад.

А что бы вы оставили на Луне для будущих учёных?