Aya olan mesafe nasıl belirlenir. Bazı nedenlerden dolayı, güneş sisteminin geri kalan tüm gezegenleri tam olarak dünya ile ay arasına sığar. Sorunun kısa bir geçmişi
Herhangi bir kişinin ana karakter özelliklerinden biri meraktır. İnsanoğlu, bilimsel keşiflerin çoğunu ve bunlara dayalı teknik ilerlemenin faydalarını ona borçludur. Eski zamanlardan beri, insanlar sayısız yıldızın parladığı ve ayın gökyüzünde yavaşça yüzdüğü gece gökyüzüne ilgiyle baktılar. O zamandan beri cennetsel bir bedeni ziyaret etme hayalinin bir insanı terk etmemesi şaşırtıcı değildir.
Teleskobun icadı, Ay'ın Dünya'dan asgari mesafede olduğu varsayımını doğruladı. O andan itibaren, bilim kurgu yazarları romanlarında bu cennet bedenine korkusuz gezginler gönderdiler. Önerilen yöntemlerin zamanlarının ruhu ile oldukça tutarlı olması ilginçtir: bir mermi, bir jet motoruna dayalı bir roket, yerçekimine karşı bir madde Anahtar Kelime (H. Wells), vb. Doğru, kimse Ay'a ne kadar uçulacağını tam olarak söyleyemezdi.
O zamandan beri oldukça uzun bir zaman geçti. "Çok" terimi insan yaşamının süresi için geçerli olsa da, tarih için sadece bir an geçti. Artık doğal olan sadece soyut bir uçuş hedefi olarak değil, aynı zamanda geleceğin temellerinin temeli olarak görülüyor. Bunlar arasında ağır hizmet tipi bir kubbe altındaki yerleşim yerleri, yüzeyin altındaki kapalı şehirler, otomatik gözlemevleri ve uzay aracı dolum istasyonları bulunmaktadır. Gerçekte, fantezinin uçuşunun sınırı yoktur. Birçoğunun aya ne kadar olduğunu bile bilmemesi şaşırtıcı.
Artık Dünya'dan uyduya olan mesafe yüksek doğrulukla hesaplanıyor. Bu nedenle, hızı bilerek, aya uçmanın ne kadar sürdüğünü hesaplayabilirsiniz. Bu gök cisimlerinin merkez noktaları arasındaki mesafenin 384 400 km olduğu bilinmektedir. Ancak seyahat süresini belirlemek için yüzeyler arasındaki yolu bilmeniz gerektiğinden, yarıçapların değerlerini çıkarmanız gerekir. Dünya için 6378 km, uydu için 1738 km'dir. Sorunun kesin yanıtı: "Aya uçmak ne kadar sürer?" doğal uydumuzun yörüngesinin özelliklerini hesaba katma ihtiyacını gösterir. Bildiğiniz gibi, Ay bir oval (yani eliptik) yakın, bu nedenle yol uzunluğu% 12'ye kadar değişiyor, bu oldukça fazla. Yani, en yakın yaklaşımda (perigee), mesafe 363104 km'dir, ancak uzak noktada (apogee) zaten 405696 km'dir. Yarıçaplarının toplamını hesaba katarak, bilinen değerleri küçük sayıdan çıkarıyoruz ve sonuç olarak 354 988 km elde ediyoruz. Bu, Dünya'dan ay yüzeyine olan mesafedir.
Yukarıda dile getirilen mesafeye göre, aya ne kadar uzun süre uçmanız gerektiğini kesinlikle söyleyebilirsiniz. Sadece böyle istenen bir yolculuğu gerçekleştirmenin planlandığı hızı hesaba katmak kalır. Dolayısıyla, doğal bir uydunun yüzeyine uçuş süresi, seçilen araca bağlıdır ve şunları alır:
Yaklaşık 100 km / s hızla giden bir araba sürerken 160 gün;
Buna göre, saatte en az 800 km uçan bir uçak "sadece" 20 gün sürecek;
Amerikan Apollo programının gemileri üç gün dört saatte uydumuzun yüzeyine ulaştı;
İkincisini 11,2 km / s'de geliştirdikten sonra, mesafeyi 9,6 saatte katedebilmek mümkün olacak;
Saf enerjiye dönüşen (Arthur Clarke'ın "Uzay Macerası" nı hatırlayın) ve (300,000 km / s) oradan hareket eden hedef, çok az 1,25 s'de elde edilebilir;
Pekala, sözün taraftarları için: "Ne kadar sessiz gidersen, o kadar uzarsın!" 5 km / s hızla normal hızda sürekli yürürseniz en az dokuz yıl harcamanız gerekecektir.
Açıkçası, soru şu: "Aya uçmak ne kadar sürer?" şu anda zaten çözülmüş kabul edilebilir. Geriye sadece bir araç seçmek, daha sonra verilen karara bağlı olarak, uygun sabrı, gerekli miktarda erzağı stoklamak ve yola çıkmak.
Katılıyorum, Uzay, uzaylı gezegenler, yıldız kümeleri - bu çok ama çok heyecan verici bir konu. Örneğin aya olan uzaklık nedir? Elbette çoğunuz bir zamanlar bu soruyu sormuşsunuzdur! Veya kökeni nedir? Ve nelerden oluşur? Ya da belki orada birileri yaşıyor mu? En azından mikroorganizmalar? Ay'a olan uzaklık her zaman insanlığı ilgilendirmiştir.
Ay kavramının gelişimi
Bu gök cismi, eski çağlardan beri insanların ilgisini çekmiştir. Ve astronominin gelişiminin şafağında, Ay, gözlem ve çalışma için ilk nesnelerden biri oldu. Gökkubbedeki hareketinin modelini izleme ve bunları açıklama girişimleri hakkındaki bilgiler Sümer, Babil kültürleri, eski Çin ve Mısır uygarlıklarına kadar uzanmaktadır. Ve tabii ki antik Yunanistan'a. Ay'a (ve ayrıca Güneş'e) olan mesafeyi hesaplamak için bilinen ilk girişim Samoslu Aristarchus tarafından yapılmıştır.
ilk insan arkadaşımıza, üç günden biraz fazla bir sürede başardı. Bununla birlikte, buradaki sorun sadece aparatın kendi hızında değil, ayın hareketini hesaplama, belirli bir yay boyunca uçma ve gerekli yere inme ihtiyacındadır. Böylece, yol düz bir çizgi yerine bir yayı takip eder. İnsan yapımı bir uzay aracının uyduya ulaşması için geçen rekor süre bugün 8 saat 35 dakikadır. NASA tarafından fırlatılan New Horizons uzay aracıydı.
Dünya'dan Ay'a olan mesafe artıyor mu?
Evet! Gerçekten öyle. Uydumuz spiral bir yörüngede olduğu gibi hareket ediyor. Ve her yıl ona olan mesafe yaklaşık 4 santimetre artar. Bu, bireysel gözlemci için oldukça fazla. Ancak uzak atalarımız ayı çok daha az görecek. Dahası, onunla zayıflayan yerçekimi etkileşimi, Dünya üzerindeki gelgit aktivitesinde bir azalmaya neden olacak ve gezegenimizdeki iklim koşullarını önemli ölçüde değiştirecektir.
Uzay konusuyla ve içindeki yerimizle biraz ilgileniyorsanız, kesinlikle merak ettiniz: Dünya'dan Ay'a olan mesafe nedir.
Aya olan artan ilgi çok basit bir şekilde açıklanabilir. Bunun nedeni gezegenimizin doğal bir uydusu olmasıdır. Üstelik tüm uydulara Güneş'e en yakın konumdadır. Yani, ayrılmaz bir şekilde bizimle bağlantılı. Parlaklık açısından ikinci sırada ve en büyük beşinci sırada olduğunu da belirtmekte fayda var. Ancak bu yalnızca güneş sistemiyle ilişkilidir.
Dünya'dan Ay'a olan mesafe daha önce nasıl hesaplandı?
Bildiğiniz gibi, gezegenimizin uydusu keşfedildi. İlginç bir şekilde, o zaman bile insanların bundan ne kadar uzakta olduğu bir sorusu vardı.
Birçok bilim adamı, Dünya ile Ay arasındaki mesafeyi hesaplamak için farklı yöntemlere başvurdu.
Şimdi, modern ve uzay teknolojisi sayesinde, onu ziyaret ettik, mümkün olan her şeyi inceledik ve ölçtük. Fakat eski gökbilimciler bu aralığı nasıl hesapladılar?
Aslında Ay, mesafesi belirlenebilen ilk kozmik bedendir. Anlaşıldığı üzere, bunu ilk olarak Antik Yunanlı bilim adamları yaptı.
Örneğin, Samoslu Aristarchus. Güneş ile Ay arasındaki açıyı 87 derecede belirledi. Dolayısıyla, gezegenin uydusunun ana yıldızımızdan 20 kat daha yakın olduğu anlaşılmaktadır. Artık bunun yanlış bir görüş olduğunu biliyoruz. Elbette o zamanlar gökbilimci hesaplamalar için elindeki araçları kullanıyordu ve bizim için mevcut olan bilgiye sahip değildi. Ama her halükarda bu konuya katkıda bulundu.
Çağımızdan birkaç yüz yıl önce, Eratosthenes of Cyrene, Dünya'nın yarıçapını belirledi. İlginç bir şekilde, modern göstergelerden çok da farklı değil. Ancak gezegenin yarıçapını kullanmak ve o sırada zaten uyduya olan mesafeyi hesaplamak gerçekten şok ediciydi. Eski hesaplamalar tamamen doğru olmasa da, bu konunun dikkate alınması için temel oluşturdular.
Örneğin, başka bir bilim adamı İznikli Hipparchus, uydumuzun hareketinin gözlemlerine dayanarak görüşünü dile getirdi. Dünya-Ay boşluğunun gezegenin yarıçapından 60 kat daha büyük olduğuna inanıyordu.
Modern hesaplamalar
Şimdi gökbilimciler sadece Dünya ile Ay arasındaki mesafeyi hesaplamakla kalmıyor, aynı zamanda uydumuzun hareketini de hesaplıyor. Sonuçta, bilindiği gibi, sürekli hareket ediyor. Dolayısıyla bizi ayıran alan da değişiyor.
Aslında, toplanan bilgiler temelinde, uzay nesneleri arasındaki boşluğu yüksek doğrulukla ölçmeyi mümkün kılan yöntemler ortaya çıkmıştır.
Modern hesaplamalar, Brown'un 19. ve 20. yüzyıllarda geliştirilen teorisine dayanmaktadır. Zaten o sırada kullanıldı trigonometrik formül 1400'den fazla ürün ile. Dahası, ayın hareketini anlattı.
Şu anda astronomik cisimler arasındaki boşluğu ölçmek için farklı yöntemler kullanılıyor. Örneğin, radar yöntemi. Nitekim, mesafeyi birkaç kilometre hassasiyetle belirlemenizi sağlar.
Spesifik ölçüm tekniklerinden biri lazer ölçüm yöntemiydi. Üzerinde, mesafe hafif bir yanlışlıkla belirlenir (sadece birkaç santimetre). Aya monte edilen köşe reflektörleri kullanır. Bunun için 1970'lerde tüm Apollo programının başlatılması ilginçtir. Başarılı operasyonların bir sonucu olarak, gezegenin uydusunun yüzeyine birkaç reflektör teslim edildi ve monte edildi. Böylelikle bilim adamları, lazer ölçüm seansları gerçekleştirebildiler. Sonuç olarak, Dünya'dan Ay'a en doğru mesafe belirlendi.
Ayrıca teorik hesaplamalar aynı geçerliliğe sahiptir.
Dünya'dan Ay'a olan mesafe nedir
Ay sürekli hareket halinde olduğu için, ona giden yol da buna göre değişir. Gezegenin uydusu periyodik olarak Dünya'ya yaklaşıyor veya uzaklaşıyor. Bu nedenle bilim adamları ortalama mesafeyi hesaplar. Cisimlerin merkezlerinin eksenleri arasında ölçülmesi önemlidir. Ayrıca ölçüm, nesnelerin hareket dönemleri, aşamaları, döngüleri ve etkileşim süreleri tarafından belirlenen kilometre cinsinden gerçekleşir.
Şu an dünya'dan Ay'a olan mesafe 384399
km. Bununla birlikte, bu aralığın ortalama sayısı genellikle dikkate alınır 384400
km.
Ek olarak, her yıl uydumuzla aramızdaki mesafenin yaklaşık 4 cm arttığını bilmelisiniz.Bu, esas olarak gezegenin yörüngesindeki spiral hareketinden kaynaklanıyor ve bu da yerçekimi kuvvetini azaltıyor. Bildiğiniz gibi cesedi tutan.
Sonuç olarak, kozmik cisimlerin sürekli hareketinin dikkat gerektirdiğini söyleyebiliriz. Çünkü bu hareketle nesneler arasındaki özellikler ve boşluklar değişir. Tabii ki, modern astronomi uzayı gözlemlemeye ve incelemeye devam ediyor. Ve bu kesinlikle çok önemli.
Hareket hayattır
Aristo
Bazı ilginç gerçekler
Ay, insanlar tarafından ziyaret edilen tek astronomik nesnedir (Dünyayı saymaz).
Sözde bir ay yanılsaması var. Ufkun altında kaldığı anda optik bir yanılsama meydana gelir. Daha doğrusu, bize gökte olduğundan daha büyük görünüyor.
Bildiğiniz gibi, ışık dünyanın en hızlısıdır. Dünya'dan Ay'a olan mesafeyi kapatmak için bir saniyeden biraz daha fazlasına ihtiyacı var.
Teoride, güneş sistemimizin tüm gezegenleri Dünya ile Ay arasındaki boşluğa sığacaktı.
384 467 kilometre - bizi en yakın büyük kozmik bedenden, tek doğal uydumuz olan Ay'dan ayıran mesafe budur. Bu şu soruyu akla getiriyor: bilim adamları bunu nasıl öğrendi? Sonuçta, aslında elinizde bir metre ile Dünya'dan Ay'a yürüyemezsiniz!
Yine de, antik çağda Ay'a olan mesafeyi ölçmek için girişimlerde bulunuldu. Eski Yunan bilim adamı Samoslu Aristarchus bunu yapmaya çalıştı, aynı güneş merkezli sistem fikrini ilk ifade eden kişi! Ay'ın da tıpkı Dünya gibi bir top şeklinde olduğunu ve kendi ışığını yaymadığını, ancak yansıyan güneş ışığı ile parladığını da biliyordu. Ay'ın Dünya'dan gelen bir gözlemci için yarım disk gibi göründüğü bir zamanda bunu önerdi. Onun, Dünya ve Güneş arasında, Ay ile Güneş arasındaki ve Ay ile Dünya arasındaki mesafenin bacaklar olduğu ve Güneş ile Dünya arasındaki mesafenin hipotenüs olduğu dik açılı bir üçgen oluşur.
Bu nedenle, Ay'a ve Güneş'e olan yönler arasındaki açıyı bulmanız ve ardından uygun geometrik hesaplamaları kullanarak Dünya-Ay ayağının Dünya-Güneş hipotenüsünden kaç kat daha kısa olduğunu hesaplayabilirsiniz. Ne yazık ki, o zamanın teknolojisi, Ay'ın belirtilen tepede bir pozisyonda olduğu zamanı doğru bir şekilde belirlememize izin vermedi. sağ üçgenve bu tür hesaplamalarda, ölçümlerdeki küçük bir hata, hesaplamalarda büyük hatalara yol açar. Aristarchus neredeyse 20 kez yanıldı: Ay'a olan mesafenin Güneş'e olan mesafeden 18 kat daha az olduğu, gerçekte 394 kattan daha az olduğu ortaya çıktı.
Daha doğru bir sonuç, başka bir antik Yunan bilim adamı olan Hipparchus tarafından elde edildi. Doğru, yermerkezli sisteme bağlı kaldı, ama nedeni ay tutulmaları doğru anlaşıldı: ay, dünyanın gölgesine düşer ve bu gölge, tepesi aydan uzakta bulunan bir koni şeklindedir. Bu gölgenin konturu, Ay'ın diski üzerindeki bir tutulma sırasında gözlemlenebilir ve kenarın bükülmesiyle, kesitinin oranını ve Ay'ın kendisinin boyutunu belirlemek mümkündür. Güneş'in Ay'dan çok daha uzakta olduğu göz önüne alındığında, gölgenin o boyuta küçülmesi için Ay'ın ne kadar uzakta olması gerektiğini hesaplamak mümkündü. Bu tür hesaplamalar Hipparchus'u Dünya'dan Ay'a olan mesafenin 60 Dünya yarıçapı veya 30 çap olduğu sonucuna götürdü. Dünyanın çapı, Eratosthenes tarafından - 12.800 kilometre uzunluğundaki modern ölçülere çevrilerek - hesaplandı - bu nedenle, Hipparchus'a göre, Dünya'dan Ay'a olan mesafe 384.000 kilometredir. Gördüğünüz gibi, gerçeğe çok yakın, özellikle de basit gonyometrik cihazlardan başka hiçbir şeye sahip olmadığını düşündüğünüzde!
20. yüzyılda Dünya'dan Ay'a olan mesafe üç metre hassasiyetle ölçüldü. Bu amaçla, yaklaşık 30 yıl önce uzay "komşumuz" yüzeyine birkaç reflektör teslim edildi. Bu reflektörlere Dünya'dan odaklanmış bir lazer ışını gönderilir, ışığın hızı bilinir ve Ay'a olan mesafe, lazer ışınının "ileri geri" gitmesi için geçen zamandan hesaplanır. Bu yönteme lazer aralığı denir.
Dünya'dan Ay'a olan mesafeden bahsetmişken, ortalama mesafeden bahsettiğimiz unutulmamalıdır, çünkü Ay'ın yörüngesi dairesel değil, eliptiktir. Dünya'dan en uzak noktada (apogee), Dünya ile Ay arasındaki mesafe 406 670 km ve en yakın (perigee) - 356400 km'dir.
Çok eski zamanlardan beri, ay gezegenimizin sabit bir uydusu ve ona en yakın gök cismi olmuştur. Doğal olarak, bir insan her zaman oraya gitmek isterdi. Ama oraya ne kadar uçmalı ve ne kadar uzaktadır?
Dünya'dan Ay'a olan mesafe teorik olarak Ay'ın merkezinden Dünya'nın merkezine kadar ölçülür. Bu mesafeyi günlük hayatta kullanılan alışılmış yöntemlerle ölçmek imkansızdır. Bu nedenle, yeryüzü uydusuna olan mesafe trigonometrik formüller kullanılarak hesaplandı.
Güneş gibi, Ay da Dünya'nın gökyüzünde tutulumun yakınında sürekli hareket yaşar. Ancak bu hareket Güneş'in hareketinden önemli ölçüde farklıdır. Yani Güneş ve Ay'ın yörüngelerinin düzlemleri 5 derece farklıdır. Bunun bir sonucu olarak, Dünya'nın gökyüzündeki Ay'ın yörüngesinin genel olarak ekliptiğe benzer olması gerektiği ve ondan yalnızca 5 derecelik bir kaymada farklı olduğu anlaşılıyor:
Bunda, Ay'ın hareketi, Güneş'in batıdan doğuya, Dünya'nın günlük dönüşünün tersi yönündeki hareketine benzer. Ancak ek olarak, ay dünyanın gökyüzünde güneşten çok daha hızlı hareket eder. Bunun nedeni, Dünya'nın yaklaşık 365 günde (Dünya yılı) ve Ay'ın Dünya'nın etrafında sadece 29 günde (ay) dönmesi gerçeğidir. Bu fark, ekliptiğin 12 burç takımyıldızına bölünmesi için bir teşvik haline geldi (bir ay içinde Güneş ekliptik boyunca 30 derece kayar). Ay ayı boyunca, ayın evrelerinde tam bir değişiklik olur:
Ay'ın yörüngesine ek olarak, yörüngenin güçlü uzama faktörü de eklenir. Ay'ın yörüngesinin eksantrikliği 0,05'tir (karşılaştırma için, Dünya için bu parametre 0,017'dir). Ay'ın dairesel yörüngesinden farkı, Ay'ın görünen çapının sürekli olarak 29 ila 32 ark dakikasından değişmesine neden olur.
Bir günde, Ay yıldızlara göre 13 derece, bir saatte yaklaşık 0,5 derece kaydırılır. Modern gökbilimciler, ekliptiğin yakınındaki yıldızların açısal çaplarını tahmin etmek için genellikle ay örtüsünü kullanırlar.
Ayın hareketini ne belirler
Ayın hareketi teorisindeki önemli bir nokta, ayın uzaydaki yörüngesinin değişmeyen ve sabit olmamasıdır. Ay'ın nispeten küçük kütlesi nedeniyle, Güneş Sisteminin daha büyük nesnelerinden (özellikle Güneş ve Ay) sürekli rahatsızlıklara maruz kalır. Ek olarak, Ay'ın yörüngesi, Güneş'in düzleşmesinden ve Güneş Sistemindeki diğer gezegenlerin yerçekimi alanlarından etkilenir. Sonuç olarak, Ay'ın yörüngesinin eksantrikliğinin değeri, 9 yıllık bir süre ile 0,04 ile 0,07 arasında dalgalanıyor. Bu değişikliklerin sonucu, bir süper ay gibi bir fenomendi. Süper ay, dolunayın açısal boyut olarak normalden birkaç kat daha büyük olduğu astronomik bir fenomendir. Yani 14 Kasım 2016'daki dolunay sırasında, ay 1948'den beri rekor derecede yakın bir mesafedeydi. 1948'de Ay, 2016'dakinden 50 km daha yakındı.
Ek olarak, ay yörüngesinin ekliptiğe olan eğiminde dalgalanmalar gözlemlenir: her 19 yılda bir yaklaşık 18 ark dakikası.
Eşit olan ne
Uzay aracı, dünyanın uydusuna uçarken çok zaman harcamak zorunda kalacak. Ay'a düz bir çizgide uçamazsınız - gezegen hedef noktadan uzağa yörüngede dönecek ve yolun düzeltilmesi gerekecek. 11 km / s'lik (40.000 km / s) ikinci bir kozmik hızda, uçuş teorik olarak yaklaşık 10 saat sürecek, ancak gerçekte daha uzun sürecektir. Bunun nedeni, başlangıçta geminin atmosferdeki hızını kademeli olarak artırarak, Dünya'nın yerçekimi alanından kaçmak için onu 11 km / sn'lik bir değere getirmesidir. O zaman gemi aya yaklaşırken yavaşlamak zorunda kalacak. Bu arada, bu hız, modern uzay aracının başardığı maksimum hız.
Resmi rakamlara göre Amerika'nın 1969 yılında Ay'a yaptığı kötü şöhretli uçuş 76 saat sürdü. NASA'nın New Horizons uzay aracı, 8 saat 35 dakika içinde Ay'a en hızlı şekilde ulaşmayı başardı. Doğru, gezegene inmedi, ama geçti - başka bir görevi vardı.
Dünya'dan uydumuza gelen ışık çok hızlı bir şekilde 1.255 saniyede ulaşacak. Ancak ışık hızlarında uçmak hala fantezinin dışında.
Ayın yolunu olağan değerlerde hayal etmeye çalışabilirsiniz. 5 km / s hızla yürüyerek, aya giden yol yaklaşık dokuz yıl sürecektir. 100 km / s hızla araba ile giderseniz, dünyanın uydusuna ulaşmanız 160 gün sürecektir. Uçaklar aya uçarsa, ona uçuş yaklaşık 20 gün sürer.
Antik Yunanistan'daki gökbilimciler aya olan mesafeyi nasıl hesapladı?
Ay, Dünya'dan uzaklığı hesaplamanın mümkün olduğu ilk gök cismi oldu. Bunu ilk yapanların antik Yunanistan'da astronomlar olduğuna inanılıyor.
Çok eski zamanlardan beri aya olan mesafeyi ölçmeye çalıştılar - bunu yapmaya çalışan ilk kişi Samoslu Aristarkus'du. Ay ile Güneş arasındaki açıyı 87 derece olarak tahmin etti, bu yüzden Ay'ın Güneş'e 20 kat daha yakın olduğu ortaya çıktı (87 dereceye eşit bir açının kosinüsü 1 / 20'dir). Açı ölçüm hatası 20 kat hatayla sonuçlandı, bugün bu oranın aslında 400'de 1 olduğu bilinmektedir (açı yaklaşık 89,8 derecedir). Büyük hata, antik dünyanın ilkel astronomik aletlerini kullanarak Güneş ve Ay arasındaki tam açısal mesafeyi tahmin etmenin zorluğundan kaynaklanıyordu. Bu zamana kadar düzenli güneş tutulmaları, antik Yunan gökbilimcilerinin Ay ve Güneş'in açısal çaplarının yaklaşık olarak aynı olduğu sonucuna varmalarına zaten izin vermişti. Bu bağlamda Aristarchus, Ay'ın Güneş'ten 20 kat daha küçük olduğu sonucuna vardı (aslında yaklaşık 400 kat).
Aristarchus, Dünya'ya göre Güneş ve Ay'ın büyüklüğünü hesaplamak için farklı bir yöntem kullandı. Ay tutulmalarını gözlemlemekten bahsediyoruz. Bu zamana kadar, antik gökbilimciler bu fenomenin nedenlerini çoktan tahmin etmişlerdi: Ay, Dünya'nın gölgesi tarafından tutuluyor.
Yukarıdaki diyagram, Dünya'dan Güneş'e ve Ay'a olan mesafelerdeki farkın, Dünya ve Güneş'in yarıçapları ile Dünya'nın yarıçapları ve Ay'ın uzaklığındaki gölgesi arasındaki farkla orantılı olduğunu açıkça göstermektedir. Aristarchus zamanında, ayın yarıçapının yaklaşık 15 ark dakikası ve dünyanın gölgesinin yarıçapının 40 ark dakikası olduğunu tahmin etmek zaten mümkündü. Yani, ayın boyutunun, dünyanın boyutundan yaklaşık 3 kat daha küçük olduğu ortaya çıktı. Buradan, Ay'ın açısal yarıçapını bilerek, Ay'ın Dünya'dan yaklaşık 40 Dünya çapı uzaklıkta olduğunu tahmin etmek kolaydı. Eski Yunanlılar, Dünya'nın boyutunu ancak kabaca tahmin edebiliyorlardı. Böylece, yaz gündönümü sırasında Asvan ve İskenderiye'de Güneş'in ufuk üzerindeki maksimum yüksekliğindeki farklılıklara dayanan Cyrene Eratosthenes (MÖ 276 - 195), Dünya'nın yarıçapının 6287 km'ye (modern değer 6371 km) yakın olduğunu belirledi. Bu değeri Aristarchus'un Ay'a olan mesafe tahminine koyarsak, yaklaşık 502 bin km'ye karşılık gelir (Dünya'dan Ay'a olan ortalama mesafenin modern değeri 384 bin km'dir).
Biraz sonra, MÖ 2. yüzyılın bir matematikçi ve astronomu. e. İznik Hipparchus, dünyanın uydusuna olan mesafenin gezegenimizin yarıçapından 60 kat daha fazla olduğunu hesapladı. Hesaplamaları, ayın hareketinin ve periyodik tutulmalarının gözlemlerine dayanıyordu.
Tutulma anında Güneş ve Ay aynı açısal boyutlara sahip olacağından, üçgenlerin benzerlik kurallarına göre mesafelerin Güneş ve Ay'a oranı bulunabilir. Bu fark 400 kattır. Hipparchus, bu kuralları yalnızca Ay'ın ve Dünya'nın çaplarıyla ilişkili olarak tekrar uygulayarak, Dünya'nın çapının Ay'ın çapının 2,5 katı olduğunu hesapladı. Yani, Rl \u003d R s / 2.5.
1 '' lik bir açıyla, boyutları uzaklığından 3.483 kat daha küçük olan bir nesne gözlemlenebilir - bu bilgi Hipparchus zamanında herkes tarafından biliniyordu. Yani, gözlemlenen ayın 15 ′ yarıçapı ile gözlemciye 15 kat daha yakın olacaktır. Şunlar. mesafenin aya olan oranı, yarıçapına 3483/15 \u003d 232 veya S l \u003d 232R l olacaktır.
Buna göre Ay'a olan uzaklık 232 * R s / 2,5 \u003d 60 Dünya yarıçapıdır. Bu 6371 * 60 \u003d 382 260 km olarak ortaya çıkıyor. En ilginç şey, modern aletlerle yapılan ölçümlerin eski bilim adamının doğruluğunu onaylamasıdır.
Şimdi aya olan mesafenin ölçümü, birkaç santimetre hassasiyetle ölçülebilen lazer cihazları kullanılarak gerçekleştiriliyor. Bu durumda, ölçümler çok kısa bir sürede gerçekleşir - 2 saniyeden fazla olmamak üzere, bu sırada Ay, yörüngede lazer darbesinin gönderildiği noktadan yaklaşık 50 metre uzaklaşır.
Aya olan mesafeyi ölçmek için yöntemlerin evrimi
Yalnızca teleskopun icadıyla, gökbilimciler Ay'ın yörüngesinin parametrelerinin az çok doğru değerlerini ve büyüklüğü ile Dünya'nın büyüklüğü arasındaki uygunluğu elde edebildiler.
Radarın gelişmesiyle bağlantılı olarak aya olan mesafeyi ölçmek için daha doğru bir yöntem ortaya çıktı. Ay'ın ilk radarı 1946'da ABD ve Büyük Britanya'da gerçekleştirildi. Radar, aya olan mesafeyi birkaç kilometre hassasiyetle ölçmeyi mümkün kıldı.
Ay'a olan mesafeyi ölçmenin daha da doğru bir yöntemi lazer menziline dönüştü. 1960'larda uygulanması için Ay'a birkaç köşe reflektör takıldı. İlginçtir ki, lazer menzilleme ile ilgili ilk deneyler, ay yüzeyine köşe reflektörlerinin yerleştirilmesinden önce bile gerçekleştirilmiştir. 1962-1963'te SSCB'nin Kırım Gözlemevi'nde 0,3 ila 2,6 metre çapında teleskoplar kullanılarak bireysel ay kraterlerinin lazerle sıralanması üzerine birkaç deney yapıldı. Bu deneyler, ay yüzeyine olan mesafeyi birkaç yüz metre hassasiyetle belirleyebildi. 1969-1972'de Apollo astronotları, uydumuzun yüzeyine üç köşe reflektör teslim etti. Bunların arasında en mükemmel olanı, Apollo 15 görevinin yansıtıcısıydı, çünkü 300 prizmadan oluşuyordu, diğer ikisi (Apollo 11 ve Apollo 14 misyonları) her biri sadece yüz prizmadan oluşuyordu.
Ek olarak, 1970 ve 1973'te SSCB, her biri 14 prizmadan oluşan kendinden tahrikli araçlar Lunokhod-1 ve Lunokhod-2'de iki Fransız köşe reflektörü daha Ay yüzeyine teslim etti. Bu reflektörlerden ilki olağanüstü bir geçmişe sahiptir. Lunokhod'un reflektörlü ilk 6 aylık çalışması sırasında yaklaşık 20 seans lazer aralıklandırma yapmak mümkün oldu. Ancak o zaman ay gezgininin talihsiz konumu nedeniyle reflektörü kullanmak 2010 yılına kadar mümkün olmadı. Sadece yeni LRO uzay aracının görüntüleri, ay gezgininin reflektörle konumunu netleştirmeye yardımcı oldu ve böylece onunla çalışma seanslarını sürdürdü.
SSCB'de, Kırım Gözlemevi'nin 2,6 metrelik teleskopu ile en fazla sayıda lazer menzil seansı gerçekleştirildi. 1976-1983 yılları arasında bu teleskopla 25 santimetre hata ile 1400 ölçüm yapılmış, ardından Sovyet ay programının kısılması nedeniyle gözlemler durdurulmuştur.
1970'den 2010'a kadar toplamda dünyada yaklaşık 17 bin yüksek hassasiyetli lazer menzilleme seansı gerçekleştirildi. Bunların çoğu Apolonna 15 köşe reflektörüyle ilişkilendirildi (yukarıda belirtildiği gibi, rekor sayıda prizma ile en mükemmel olanıdır):
Ayın lazer mesafesini değiştirebilen 40 gözlemevinden sadece birkaçı yüksek hassasiyetli ölçümler yapabilir:
Çok hassas ölçümlerin çoğu, Teksas'taki McDonald Gözlemevi'nde 2 metrelik bir teleskopla yapıldı:
Aynı zamanda, en doğru ölçümler, 2006 yılında Apache Point Gözlemevi'nin 3.5 metrelik teleskopuna kurulan APOLLO cihazı ile gerçekleştirilmektedir. Ölçümlerinin doğruluğu bir milimetreye ulaşır:
Ay ve Dünya sisteminin Evrimi
Ay'a olan mesafenin giderek daha doğru şekilde ölçülmesinin temel amacı, Ay'ın yörüngesinin uzak geçmişte ve uzak gelecekte evrimini daha iyi anlamaya çalışmaktır. Bugüne kadar, gökbilimciler, geçmişte Ay'ın Dünya'ya birkaç kez daha yakın olduğu ve aynı zamanda çok daha kısa bir dönme süresine sahip olduğu (yani, gelgit yakalanmadığı) sonucuna vardılar. Bu gerçek, Ay'ın oluşumunun, zamanımızda hüküm süren Dünya'nın fırlatılan maddesinden etki versiyonunu doğrular. Ayrıca ayın gelgit etkisi, dünyanın kendi ekseni etrafında dönme hızının kademeli olarak yavaşlamasına neden olur. Bu sürecin hızı, Dünya'nın gününde her yıl 23 mikrosaniye artmaktadır. Bir yılda Ay, Dünya'dan ortalama 38 milimetre uzaklaşır. Tahminlere göre Dünya-Ay sistemi Güneş'in kırmızı bir deve dönüşmesinden sağ çıkarsa, o zaman 50 milyar yıl sonra Dünya'nın gününün ay ayına eşit olacağı tahmin ediliyor. Sonuç olarak, şu anda Pluto-Charon sisteminde gözlemlendiği gibi, Ay ve Dünya her zaman yalnızca bir tarafa çevrilecek. Bu zamana kadar, Ay yaklaşık 600 bin kilometreye çıkacak ve ay ayı 47 güne çıkacak. Ek olarak, Dünya okyanuslarının 2,3 milyar yıl içinde buharlaşmasının, Ay'ın yok olma sürecinin hızlanmasına yol açacağı varsayılmaktadır (Dünya'nın gelgiti süreci önemli ölçüde yavaşlatır).
Ek olarak, hesaplamalar, gelecekte birbirleriyle olan gelgit etkileşimi nedeniyle Ay'ın Dünya'ya tekrar yaklaşmaya başlayacağını göstermektedir. Dünya'ya 12 bin km yaklaşıldığında, Ay gelgit kuvvetleriyle parçalanacak, Ay'ın parçaları, Güneş Sisteminin dev gezegenlerinin etrafındaki ünlü halkalar gibi bir halka oluşturacak. Güneş Sisteminin diğer tanınmış uyduları bu kaderi çok daha erken tekrarlayacaktır. Yani Phobos'a 20-40 milyon yıl atandı ve Triton yaklaşık 2 milyar yaşında.
Dünya uydusuna olan mesafe her yıl ortalama 4 cm artmaktadır Bunun nedenleri, gezegenin spiral bir yörüngede hareket etmesi ve Dünya ile Ay'ın yerçekimi etkileşiminin giderek azalan gücüdür.
Teorik olarak güneş sistemindeki tüm gezegenler Dünya ile Ay arasına yerleştirilebilir. Pluto dahil tüm gezegenlerin çaplarını toplarsanız 382.100 km'lik bir büyüklük elde edersiniz.
