Вся электронная библиотека >>>

 Луна >>>

 

 

 

 Луна


Раздел: Научно-популярная литература

 

НЕБО ЛУНЫ

  

Небом мы называем все то пространство, которое окружает Землю со всех сторон. Где бы на земном шаре мы ни находились, небо всегда представляется нам наверху, то есть над нашими головами. Понятия «низ» и «верх» относительны. Представление о низе мы связываем с земной поверхностью, на которой мы находимся. Направление «книзу» в наших понятиях — это направление к центру Земли.

Но ведь и Луну со всех сторон окружает мировое пространство, заполненное небесными светилами. Значит, и на Луне есть «небо». И на Луне оно должно находиться «наверху», а направление к центру Луны мы должны считать направлением «книзу».

Легко понять, что небо Луны должно резко отличаться от нашего привычного неба.

Прежде всего, никакого голубого небесного свода на Луне, конечно, нет и быть не может. Сине-голубым небесным сводом представляется нам на Земле воздух, освещаемый Солнцем. Отраженные и рассеянные в нем синие и голубые лучи солнечного света создают эту привычную для нас небесную окраску. Чем меньше воздуха, тем меньше в нем рассеянных голубых и синих лучей солнечного света, тем темнее — серее и чернее — становится небо.

Это наблюдали, между прочим, поднимавшиеся 30 января 1934 года на стратостате «Осоавиахим» наши советские герои-стратонавтыпервые люди, поднявшиеся на высоту 22 км, — тт. Федосеенко, Васенко и Усыскин. На достигнутой ими высоте они видели небо аспидно-серого, черно-серого цвета.

Между тем Луну воздух вовсе не окружает. Значит, лучи Солнца там не рассеиваются. И, следовательно, небо на Луне всегда должно представляться темным, черным.

Вторая чрезвычайно интересная особенность лунного неба — это необыкновенный вид Солнца. На Земле Солнце представляется ослепительно-блестящим диском. В моменты полных солнечных затмений, когда Луна целиком закрывает нестерпимо яркий диск- Солнца, вокруг Луны, кажущейся черным диском, видна нежно сияющая серебристо-матовая лучистая солнечная корона ( 27).

Солнечная корона представляет собой внешние части разрежен- ной солнечной атмосферы и состоит из газовых частиц, твердых пылевидных частиц и отрицательно заряженных электронов. Корона вообще еще очень плохо исследована, так как на Земле ее можно наблюдать только в редкие мгновения полных солнечных затмений. Подсчеты показывают, что для наблюдения короны ученые на Земле имеют в общем не более одной минуты в год; так редки полные солнечные затмения, которые можно наблюдать в сколько-нибудь удобной для разрешения научных задач обстановке, и так быстро они проходят.

Почему же корону нельзя увидеть в обычное время, днем, вне затмений? Оказывается, что ослепительно-яркая поверхность Солнца — то, что называется фотосферой, то есть светоносной сферой Солнца — не дает возможности различить слабое, в общем, сияние короны. Воздух, окружающий нас, ярко освещен светом солнечной фотосферы. На светлом фоне воздуха совершенно не различимы лучи солнечной короны.

На Луне же солнечная корона должна быть видна всегда, так как там нет освещенного Солнцем воздуха ( 28). Как заманчива эта обстановка для ученых, стремящихся проникнуть в тайны строения Солнца и процессов, в нем совершающихся!

Как обидно земным ученым сознавать, что благодетельная атмосфера, без которой, конечно, не могла бы существовать жизнь на Земле в современных видах, все же является огромной помехой в разрешении определенных научных задач!

Совершенно правильно называют воздух «врагом астрономов». Мы не говорим уже о том, что состояние воздуха часто делает наблюдения неба совершенно невозможными: например, если пасмурно или дождливо. В воздухе бывает много пыли, в нем постоянно происходит перемешивание различных его слоев, разные эти слои имеют разную плотность, — все это ведет к большим искажениям наблюдаемого, создает громадные помехи для точности и своевременности наблюдений.

Не тона Луне: воздуха нет, небо совершенно чисто, солнечная корона видна всегда; днем, как и ночью, ярко блещут звезды. Что это так, — легко представить, поняв причины исчезновения звезд с земного неба с рассветом: звезды перестают быть различимыми тогда, когда воздух освещается Солнцем. В светлом воздухе перестает быть видимым слабый свет очень удаленных звезд.

Земной обитатель, знакомый с звездным небом и перенесенный на Луну, не нашел бы во взаимном расположении звезд, в созвездиях, никакой разницы в сравнении с тем, что мы наблюдаем на Земле. Само по себе большое расстояние от Земли до Луны

является совершенно ничтожным в сравнении с невообразимо- огромными расстояниями до звезд. Видимое с Земли их расположение относительно друг друга не изменилось бы даже и при наблюдении звездного неба с Солнца или с самой далекой планеты нашего планетного мира — Плутона.

Но вид самих звезд был бы несколько иным: исчезло бы их чарующее мерцание, звезды потеряли бы свою лучистость, перестали бы искриться, — все они казались бы только яркими точками. Кстати говоря, звезды потому и кажутся мерцающими, что Землю окружает воздух. Воздух неспокоен: в нем происходят различные течения, перемешивания слоев различной плотности, что' связано с различной температурой воздуха в разных местах и различной его влажностью.

Наконец, звезд на Луне было бы видно гораздо больше, ибо видеть их с Земли нам во многих случаях очень мешает воздух. Мы всегда видели бы на Луне и те звезды, которые на Земле можно увидеть только в самые темные ночи при самом прозрачном состоянии воздуха и которые при мало-мальски освещенном небе, — благодаря, например, свету Луны, близящемуся рассвету и т. п.,— никак нельзя различить.

Кроме того, мы видели бы звезды и у самого горизонта. Обычно на Земле близко к горизонту видимость чрезвычайно ухудшается. В этом направлении мы смотрим через гораздо большую толщу воздуха, через те его слои, которые находятся близко к поверхности Земли. Эти слои менее прозрачны как вследствие своей увеличенной плотности, так и вследствие большего наполнения их пылью и влагой.

Итак, на Луне небо всегда должно быть одинаково безоблачное. Там никогда не бывает дождливой, пасмурной погоды. Да и вообще никакой погоды на Луне не бывает: погода — это прежде всего состояние воздуха, большая или меньшая его нагретость, влажность и т. п.

Нетрудно понять, что Земля, наблюдаемая с Луны, должна иметь фазу, прямо противоположную лунной в данный момент: если на Земле новолуние, то с Луны должно быть видно все освещенное Солнцем полушарие Земли в виде полного диска; если Луна видна в первой четверти, а, значит, выпуклость ее обращена к западу, вправо, то Земля должна иметь фазу последней четверти, то есть выпуклая сторона освещенной ее части обращена к востоку, влево.

Значит, находясь на Луне, мы могли бы проследить цикл фаз Земли — в том же порядке, в каком происходит постепенная смена фаз Луны. Мы вполне могли бы оперировать такими словами, как «полноземлие» или «новоземлие».

В момент, когда Земля находится между Солнцем и Луной, с Земли видна полная Луна, ибо вся обращенная к Земле ее половина освещена Солнцем. Земля в это время обращает к Луне свои не освещенные Солнцем части.

Земля, однако, и в это время полностью с неба Луны не пропадает: земной воздух, освещаемый Солнцем, находящимся сзади и, может быть, немного выше или ниже Земли, в виде тонкой светлой каемки должен выдавать присутствие Земли на небе Луны. При этом, если Земля находится на небе выше того места, где ярко сияет Солнце, должна быть ярче нижняя часть атмосферного ореола Земли, и наоборот. Значит, даже в момент математически точного «новоземлия» Земля с неба Луны вовсе не должна исчезать.

Мало этого. Ведь, в это время на Земле полнолуние. Значит, обращенная к Луне сторона Земли заливается довольно ярким светом Луны. Это освещение, несомненно, должно сделать заметной и всю Землю, в виде чуть-чуть освещенного диска. Во гсяком случае Землю можно было бы различить, загородив чем- нибудь Солнце и защитив глаза от ослепительного блеска освещаемых им деталей лунной поверхности.

Если бы вокруг Луны был воздух, слабое, в общем, сияние атмосферного ореола Земли и лунного света на Земле совершенно исчезло бы на светлом фоне неба, на фоне освещаемого Солнцем воздуха.

Да так у нас на Земле всегда и бывает. Мы не можем заметить Луну на небе тогда, когда она находится в той же стороне, где Солнце, хотя местоположение ее может быть указано астрономами с величайшей точностью. Только если в этот момент диск Луны проектируется как раз на диск Солнца, находящегося на продолжении прямой линии, соединяющей Луну и Землю, то есть когда происходит полное или частное затмение Солнца, Луна может быть видна как черный диск или часть диска.

Равным образом с Земли мы не можем днем обнаружить присутствие на небе темной Луны по эффекту покрытия ею тех или иных звезд: в это время не видны и звезды. На Луне же можно и при ярком блеске Солнца видеть, как те или иные звезды исчезают за диском Земли.

Исчезновение покрываемых Землей звезд должно происходить, конечно, не сразу. Благодаря тому, что Землю окружает воздух, сначала должна только ослабевать яркость звезды,оказывающейся возле слабо намечающегося диска Земли: мы смотрим теперь на нее через некоторую толщу воздуха. Бледнея все более, звезда, наконец, исчезает за диском Земли, и на довольно долгое время — в некоторых случаях часа на четыре.

Когда Луна у нас ярка, с Земли нельзя видеть покрытия звезд Луной. Благодаря сильной освещенности Луной земной атмосферы бледнеют даже яркие звезды. Небо в лунную ночь светлое, звезд видно мало, а вокруг Луны, в очень большом радиусе, не видно обычно ни одной звезды.

Небо же Луны всегда черно, хотя Земля и ярко светит; поэтому количество звезд нисколько не уменьшается и яркость их не ослабевает. Следовательно, с Луны можно гораздо чаще видеть покрытие звезд, чем это мы имеем возможность наблюдать у себя на Земле.

Чаще можно наблюдать это явление также и потому, что видимый с Луны диск Земли приблизительно в четыре раза превосходит диск Луны, видимой с Земли ( 29), Это объясняется тем, что действительный диаметр Земли вчетверо больше диаметра Луны, а расстояние одно и то же.

Каким же огромным диском должна рисоваться на небе Луны наша Земля! Видна ли она как серп, или половина диска, или как полный диск, — она должна представляться огромной в сравнении с Луной, видимой с Земли. Следовательно, и солнечного света, отражаемого Землей, на Луну падает гораздо больше, чем отражаемого Луной на Землю.

Количество света Луны, и тем более Земли, трудно поддается точному измерению. Однако для сравнения имеющиеся цифры более или менее достаточны.

Количество света, посылаемого полной Луной, приблизительно в полмиллиона раз меньше солнечного света: оно составляет от V375 оо А° 7в*оооо света Солнца. Это значит, что если бы все поднимающееся над нашими головами небо было покрыто полными Лунами, излучаемый ими свет все-таки был бы в пять раз слабее одного Солнца.

Кроме того мы знаем, что узкий серпик Луны светит приблизительно в тысячу раз, а Луна в четверти в девять раз слабее, чем полная Луна.

Земля на небе Луны должна светить, конечно, гораздо ярче. Количество ее света превышает количество лунного света на Земле от сорока до девяноста раз. А из этого следует, что в «полнозем- лие» ночи на Луне очень светлы.

Даже в очень светлую лунную ночь на Земле мы должны пользоваться искусственным светом, для того чтобы, например, читать. Между тем на Луне, когда светит полная Земля, можно было бы свободно читать даже мелкий шрифт.

Всякий скажет, глядя на Луну, что свет ее несколько желтоват. Это объясняется, во-первых, тем, что свет нашего Солнца также несколько желтоват, а во- вторых, как об этом далее будет детально сказано, и сама почва Луны имеет коричневатый оттенок. Исследования света Луны через специальные фильтры и фотографическим путем также показывают,что свет Луны именно желтоват. Что же касается света Земли, то он должен иметь приятный голубоватый оттенок. Этот оттенок приобретается потому, что некоторая часть красных и оранжевых лучей солнечного света поглощается земной атмосферой, отражаются же главным образом голубые и синие лучи.

Яркость земного света объясняется не только большими размерами Земли: сильному отражению ею света помогают облака и покрытые снегом области. Кроме того, воздух, светлые пески, зрелые посевы или пожелтевшая трава отражают света также больше, чем поверхность Луны.

Оказывается, что в общем Земля способна отражать солнечный свет сильнее, чем Луна, приблизительно в семь раз: тогда как Луна отражает только около семи процентов падающих на нее солнечных лучей, а остальные поглощает, — Земля отражает 45—46%.

Силу света Земли, когда она освещает Луну, мы легко можем представить себе, наблюдая явление так называемого пепельного света на Луне.

Иногда можно видеть, что рядом с узким серпом «молодой» или убывающей Луны выступает в гораздо более слабом свете и вся остальная часть лунного диска ( 30). У Леонардо да- Винчи имеется по этому поводу такая образная запись: «Старая Луна находится в объятиях молодого месяца». Нежный этот свет сравнили со светом, испускаемым догоревшим, но еще тлеющим костром, угли которого уже покрылись легким пеплом (отсюда и название «пепельный свет»).

Это—свет Земли, освещающей в этот момент Луну. Если бы не земной воздух, мы, как уже было сказано, видели бы этот свет на Луне и в момент новолуния. Но воздух мешает видеть слабо освещенные Землей части Луны. Только когда серп Луны находится высоко над горизонтом, а воздух чист и прозрачен, бывает виден пепельный свет Луны. Наиболее благоприятны эти условия ранней весной.

Замечено, что интенсивность пепельного света увеличивается и уменьшается в зависимости от того, какое полушарие Земли посылает свой свет на Луну. Это объясняется разной отражательной способностью материков и океанов. А суша и моря на Земле распределены далеко не равномерно.

Благодаря суточному вращению Земля обращается к Луне разными своими сторонами; поэтому мы видим перемещение Луны вместе со всем звездным небом от востока к западу. На Земле мы замечаем также - и действительное движение среди звезд Луны, движущейся вокруг Земли. Что же мы наблюдали бы на Луне?

Мы видели бы, что и Земля день за днем и час за часом меняет свое положение среди звезд. Нам казалось бы, что звездное небо медленно проплывает в сторону; одни звезды при этом заходили бы, другие восходили бы им на смену.

Но относительно лунного горизонта Земля оставалась бы на одном месте. Суточного движения, то есть регулярного восхода и захода, Земля на небе Луны совсем не имеет, ибо Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной.

Следовательно, в зависимости от места нашего нахождения на Луне, и при том только в одном ее полушарии, мы видели бы Землю всегда в одной и той же точке неба: или в зените, или, допустим, низко над горизонтом. И это положение Земли почти не менялось бы.

Мы говорим почти, имея в виду либрацию. Вследствие либрации, то есть некоторого покачивания Луны в разные стороны, Земля медленно смещалась бы в разные стороны, тоже как бы покачиваясь на небе.

Чрезвычайно любопытные картины увидели бы те, кто занимал бы наблюдательные пункты близко от границ обращенной к Земле поверхности Луны. Вследствие либрации в некоторых из таких мест Земля иногда только чуть-чуть приподнимается из-за горизонта, а затем вновь скрывается.

Для лунных наблюдателей загадка покачивания Земли на небе и видимого перемещения звезд относительно почти неподвижной Земли была бы чрезвычайно сложна. Какому-нибудь «лунному

Копернику» было бы гораздо труднее разгадать, что в действительности происходит с небесными светилами.

Можно ли с Луны заметить суточное вращение Земли? Конечно, можно, но весьма неясно.

Обращаясь к этому вопросу, мы отметим одну ошибку, которую часто допускают, рисуя Землю на небе Луны. На диске Земли в этом случае принято изображать особенности всякого земного глобуса, то есть очертания материков, морей и океанов.

Это совершенно неверное изображение. Различить с достаточной ясностью такие подробности на поверхности Земли не допустила бы земная атмосфера. Облака в виде полос и пятен должны покрывать значительную часть диска Земли (до половины); вспомним далее о так называемой дымке, скрывающей от нас горизонт и вообще далекие предметы. Воздух, как кажется, очень прозрачен. И все-таки наличие в4 нем водяных паров и пыли, а главным образом свойство воздуха рассеивать лучи света, — все это решительно воспрепятствовало бы наблюдателю на Луне сколько-нибудь ясно различить те или иные детали поверхности Земли.

Чрезвычайная яркость Земли сама по себе сильно мешала бы наблюдению. У краев диск Земли был бы совершенно размыт и неясен; огромные пространства, занятые облаками, вовсе не

давали бы нам возможности даже смутно наметить знакомые очертания земных материков и морей; границы морей и суши, покрытой лесом или лугами, были бы вовсе неразличимы. Может быть, удавалось бы различить некоторую очень неясную разницу в окраске отдельных мест поверхности Земли, — выделялись бы увеличенной яркостью области, покрытые снегом. Возможно, что в прорывах облаков иногда удавалось бы различить очень яркую и отчетливую блестку на диске Земли — отражение Солнца гладью морских просторов, — если бы, однако, море было в этот момент и в данном месте совершенно спокойное; Солнце заметно отражалось бы от океанов и морей колеблющимся блеском.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Луна

 

Смотрите также:

 

Влияние условий атмосферного и космического полета...

Верхней границей тропосферы является тропопауза, где наблюдается прекращение снижения температуры. Стратосфера (слой над тропосферой)...

 

Планета Земля. Физическое строение Земли. Литосфера и гидросфера....

тропосферой находится стратосфера, в которой температура мало меняется с. высотой, и в первом приближении ее можно считать постоянной.

 

Сохранение озонового слоя. Атмосфера Земли. Озон – светло-синий газ...

Поэтому опасные вещества, однажды попавшие в стратосферу, остаются в ней на долгие годы и легко распространяются вокруг Земли...

 

Словарь специальных терминов. Селекция – введение новых и улучшение...

Стратосфера (лат. stratum – слой и сфера) – слой атмосферы, лежащий над тропосферой от 8–10 км в высоких широтах и от 16–18 км вблизи экватора до 50–55 км...

 

Планета Земля состоит из земной коры, мантии и ядра. Земную кору...

Следующий слой – стратосфера – находится на высоте 50–55 км над земной поверхностью. Здесь стоит неизменно ясная погода, но часто дуют сильные ветры.

 

Цикл Чемпина. Озон О3. Озоновый слой.

Озон образуется в верхних слоях стратосферы и в нижних слоях мезосферы в результате протекания следующих реакций: О2 + hv (=240 нм) = О + О