Ki ne bámulta volna egy tiszta, szép estén a Föld örök társát - a titokzatos és vonzó Holdat? Messziről egyenletesnek és szinte fehérnek tűnik, de milyen is valójában, mekkora a Hold távolsága? Ez a Föld természetes műholdja, amely gömb alakú és 3480 km átmérőjű. Ha egy távcső segítségét veszi igénybe, láthatja a felszínét, teljesen sziklákkal borítva. A tudósok bebizonyították, hogy a Holdon nincs légkör, ami azt jelenti, hogy minden élet kizárt. Nagyon sok hipotézis létezik, de a tudósok még nem jutottak egyértelmű döntésre. Lehetséges, hogy az összegyűjtött tények fokozatosan fellebbentik a titok leplet.
A Föld és a Hold közötti távolság középpontjaik között számolva 384 399 kilométer vagy 0,00257 csillagászati egység. Ha összehasonlítjuk bolygónk átmérőjével, akkor a műholdhoz vezető út 30 Földátmérő lesz. Érdekes tény, hogy a Holddal ellentétben ellipszis alakú, így a Hold távolsága időszakosan változtatja az értékét.
A 2. században Hipparkhosz tudós már tudott a bolygó ezen tulajdonságáról. Sikerült kiszámítania a Hold átlagos távolságát, és majdnem megfelel a mai értéknek. Ő volt az első, aki kiszámította, hogy ez a Föld 30 átmérőjével egyenlő. Egy másik tudós "A Nap és a Hold nagyságáról és távolságairól" című írásaiban még a 3. században. Kr.e. megpróbálta kiszámítani a távolságokat ezen égitestek között. Azt a tényt vette alapul, hogy a Hold alakja közel gömb alakú, és a Napról visszaverődő fénytől világít. Úgy vélte, hogy amikor a Hold egy bizonyos fázisban van, és úgy néz ki, mint egy félkorong, akkor geometriai alakzatot alkot egy derékszögű háromszög formájában. De sajnos a tudós 20-szor hibázott a számításokban, mivel lehetetlen volt pontosan meghatározni, hogy a Hold mikor helyezkedik el a derékszög legtetején.
Manapság a Hold távolságát többféleképpen is meghatározzák. A Föld két legtávolabbi pontjának háromszögelésének ismert módszere. Egy másik módszer lézer használatán alapul, és abból áll, hogy megmérik a Holdra küldött, majd visszakapott lézerjel idejét. Lényege, hogy a Holdon a tudósok speciálisan felszerelt sarokreflektort használnak. A Föld felszínéről egy lézerjelet küldenek egy reflektorba, melynek küldésének időpontja pontosan be van állítva. A Holdon küldött és visszavert fény egy bizonyos időn belül visszatér a távcsőbe. A sugárforrás és a reflektor közötti távolság kiszámításával pontosan kiszámítjuk, hogy mennyi idő alatt tette meg a sugár a Föld és a Hold közötti távolságot, majd tért vissza.
Például a pálya Földhöz legközelebbi pontján a Hold távolsága 363 104 km, eltávolítva, pontosabban az apogeumban pedig 405 696 km. Ennek eredményeként a távolság közel 12%-kal eltérhet.
A Föld és a Hold nem ponttestek, ezért a köztük lévő legkisebb távolság meghatározásához a következő számítást végezzük: a perigeus távolságból vonjuk ki a sugarak összegét, amelyek egyenlők 6378 és 1738 km-rel. A kapott eredmény a Hold és a Föld felszínén lévő pontok szükséges minimális távolsága, amely 354 988 km.
Ha gyalog indulnánk el a Föld és a Hold távolságának megfelelő ösvényen, megállás nélkül, 5 km/h sebességgel, csak 9 év múlva győznénk le. Egy 800 km/h-s repülés rövidebb lenne, így 20 nap alatt leszállhatnánk a Holdra.
A valóságban amerikai űrhajósok tették meg a Hold távolságát az Apollo űrszondán. Ők voltak az első emberek, akik sétáltak a Holdon, és erre a jelentős eseményre 1969. július 20-án került sor. 3 napba telt erre. A leggyorsabb módja a 300 ezer km/s fénysebességű repülés, amikor 1,25 fénymásodperc alatt elérhetővé válik.
Az éjszakai égbolt dísze a csillagszóródás mellett természetesen a Hold. Méretének és a Földtől való távolságának kombinációja miatt a második legfényesebb égi objektum, és fogyatkozáskor teljesen eltakarhatja a napkorongot. Nem meglepő, hogy az éjszakai világítótest már több mint egy évezrede vonzza az emberiség figyelmét.
Ha a Földnek nem lenne Holdja, sok minden másképp alakult volna:
- a napok sokkal rövidebbek lennének;
- az évszakok és az éghajlat változását instabilitás jellemezné;
- kevésbé kifejezett apály és dagály lenne;
- az élet megjelenése a bolygón jelenlegi formájában kétséges lenne.
Hold átmérője
A Hold átlagos átmérője kozmikus mércével mérve nem túl nagy - 3474,1 km. Ez körülbelül kétszer kevesebb, mint a Moszkva és Vlagyivosztok közötti távolság.
Ennek ellenére a Hold az ötödik helyen áll helye méretben a Naprendszer bolygóinak természetes műholdai között:
- Ganymedes.
- Titán.
- Callisto.
- Hold.
De már ha összehasonlítjuk a műholdak méretét a bolygóikhoz képest, a Holdnak nincs párja. A Föld negyedének átmérőjével az első helyet foglalja el. Ráadásul a mérete nagyobb, mint a Plútóé.
Mekkora a távolság a Földtől a Holdig
Az érték nem állandó. Átlagosan 384 400 kilométer van a bolygó középpontjai és természetes műholdja között. Körülbelül 30 további Föld férne el ebben a térben, és 1,28 másodpercbe telik, amíg a fény megteszi ezt a távolságot.
Mi lenne, ha a legközelebbi égitestet 95 km/h-s sebességgel lehetne elérni autóval? Tekintettel arra, hogy a teljes távolság megközelítőleg a Föld 10 kerülete, az utazás ugyanannyi időt vesz igénybe, mint a bolygó 10 kitérője az Egyenlítő körül. Ez valamivel kevesebb, mint hat hónap. Eddig a New Horizons bolygóközi állomás győzte le a leggyorsabban a Hold távolságát, amely a Plútó felé tartva nyolc és fél órával az indítás után keresztezte a műhold pályáját.
A Hold pályája nem tökéletes kör, hanem egy ovális (ellipszis), amelyen belül a Föld található. Különböző pontokon a bolygóhoz közelebb vagy távolabb található. Emiatt a Földdel közös tömegközéppont körül forogva a műhold vagy megközelíti, vagy távolodik. Tehát a legkevesebb kilométer választja el az égitesteket, ha az éjszakai világítótest a perigeusnak nevezett pálya helyén található. Az apogeeként kijelölt ponton a műhold a legtávolabb van a bolygótól. A minimális távolság 356 400 km, a maximális távolság 406 700 km. Tehát a távolság ingadozik 28-32 földátmérő között.
A Föld "szomszédjának" távolságára vonatkozó első közel helyes becsléseket már a Kr.e. 2. században kapták. n. e. Ptolemaiosz. Korunkban a műholdra telepített modern fényvisszaverő eszközöknek köszönhetően a távolságot a legpontosabban mérték (több cm-es hibával). Ehhez lézersugarat irányítanak a Holdra. Aztán megjegyzik azt az időszakot, amelyre visszatükröződik a Földre. A fénysebesség és az érzékelők eléréséhez szükséges idő ismeretében könnyen kiszámítható a távolság.
Hogyan lehet vizuálisan megbecsülni a Hold méretét és a Földtől való távolságát
A Föld átmérője körülbelül 4-szerese a Holdénak, és a hangerő - 64-szer. Az éjszakai világítótest távolsága körülbelül 30-szor akkora, mint a bolygó átmérője. A Föld és a műhold közötti távolság vizuális megbecsléséhez és méretük összehasonlításához két labdára lesz szüksége: egy kosárlabdára és egy teniszlabdára. Átmérő arányok:
- Föld (12 742 km) és Hold (3 474,1 km) - 3,7:1;
- standard kosárlabda (24 cm) és tenisz (6,7 cm) - 3,6:1.
Az értékek elég közel állnak egymáshoz. Így, ha a Föld akkora lenne, mint egy kosárlabda, akkor a műholdja akkora lenne, mint egy tenisz.
Megkérheted az embereket, hogy képzeljék el hogy a Föld egy kosárlabda, a Hold pedig egy teniszlabda, és hogy megmutassuk, milyen messze van a műhold a bolygótól ezen a skálán. A legtöbben valószínűleg 30 cm-es távolságot feltételeznek néhány lépéstől.
Valójában a helyes távolság megjelenítéséhez kicsit többet kell mozognia hét méternél. Tehát a bolygó és a műholdja között átlagosan 384 400 km, ami körülbelül 30 Föld, illetve 30 kosárlabda. Egy sportfelszerelés átmérőjét 30-zal megszorozva 7,2 m-t kapunk, ez körülbelül 9 férfi vagy 11 női lépés.
A Hold látszólagos mérete a Földről
360 fokos szög- az égi szféra teljes kerülete. Ugyanakkor az éjszakai lámpa körülbelül egy fok felét foglalja el rajta (átlagosan 31 percet) - ez a szögletes (látható) átmérő. Összehasonlításképpen: a mutatóujj körmének szélessége karnyújtásnyira körülbelül egy fok, azaz két hold.
Egyedülálló egybeesés folytán a Nap és a Hold látszólagos mérete a Föld lakói számára közel azonos. Ez azért lehetséges, mert a legközelebbi csillag átmérője A műhold átmérőjének 400-szorosa, de a nappali fény ugyanannyiszor távolabb helyezkedik el. Ennek a véletlennek köszönhetően a Nap körül keringő bolygók közül csak a Földön figyelhető meg teljes fogyatkozása.
Változik a hold mérete?
Természetesen a műhold valódi átmérője változatlan marad, de a látszólagos mérete változhat. Így, A Hold észrevehetően nagyobbnak tűnik napkelte és napnyugta idején.. Amikor az éjszakai lámpa alacsonyan van a horizont felett, a megfigyelő távolsága nem csökken, hanem éppen ellenkezőleg, kissé növekszik (a Föld sugara szerint). A vizuális hatásnak, úgy tűnik, az ellenkezőjének kell lennie. Nincs egyetlen válasz, amely megmagyarázná az illúzió okát. Csak bátran állíthatjuk, hogy ez a gyönyörű jelenség csak az emberi agy működésének sajátosságainak köszönheti létezését, és nem például a Föld légkörének hatásának.
A Hold és a Föld távolsága időszakosan változik a maximumról (apogeusnál) a minimumra (perigeusban). A távolsággal együtt a műhold látszólagos átmérője is változik: 29,43 és 33,5 ívperc között. Ennek köszönhetően nem csak teljes fogyatkozás lehetséges., hanem gyűrű alakú is (amikor a Hold látszólagos mérete apogeusban kisebb, mint a napkorong). Körülbelül 414 naponként a telihold egybeesik a perigeus áthaladásával. Ekkor a legnagyobb éjszakai lámpatest figyelhető meg. A jelenség megkapta a meglehetősen nagy horderejű szuperhold nevet, de a látszólagos átmérő jelenleg csak 14%-kal nagyobb a szokásosnál. A különbség nagyon csekély, és egy egyszerű szemlélő nem veszi észre a különbségeket.
Pontos mérésekkel távolságra, a tudósoknak sikerült kimutatniuk a Föld és műholdja közötti távolság viszonylag lassú, de állandó növekedését. A Hold távolodási sebessége – évi 3,8 cm – túl kicsi ahhoz, hogy észrevegyük a csillag látszólagos méretének jelentős csökkenését. Az emberi köröm körülbelül ugyanolyan ütemben nő. Mindazonáltal 600 millió év múlva a Hold olyan távol lesz, és ennek megfelelően lecsökkent a földi megfigyelők számára, hogy a teljes napfogyatkozás a múltban marad.
Nem ér semmit, hogy a föld műholdja, amely a modern elmélet szerint egy bolygónak egy nagy tárggyal való ütközéséből jött létre 4,5 milliárd évvel ezelőtt, eredetileg 10-20-szor volt közelebb. A jelenleginél 10-20-szor nagyobb világítótesttel díszített égboltot azonban nem volt senki, aki megcsodálja.
Videó
Ha meg szeretné tudni, milyen messze van a Hold a Földtől, nézze meg ezt a videót.
Elliptikus pályán, ami azt jelenti, hogy egy ponton távolabb lesz, máskor pedig éppen ellenkezőleg, közelebb lesz.
Éppen ezért a 384 403 km-t tekintik a Hold átlagos távolságának, vagy ahogy a csillagászok mondják, ez a "Hold keringésének fél-főtengelye". Amikor a Hold a Földhöz legközelebbi pontján van (perigeus), mindössze 363 104 km-re vagyunk egymástól. A legtávolabbi pont (apogee) távolsága pedig a Földtől 406 696 km.
Kiderült, hogy a Föld és a Hold közötti távolság 43 592 km-en belül változik. Ennek a meglehetősen nagy különbségnek köszönhető, hogy az éjszakai égbolton lévő hold különböző méretű. Perigeusban a Hold 15%-kal nagyobbnak tűnik számunkra, mint apogeusban.
A távolságok különbsége a Hold fényességét is befolyásolja, amikor eléri teljes fázisát. A Földhöz legközelebb eső ponton a telihold általában 30%-kal fényesebb, mint a bolygónktól mért legnagyobb távolságban. Amikor a telihold perigeusban van, azt "szuperholdnak" nevezik.
A videón ("One year of the Moon in 2,5 minutes") megcsodálhatod a Holdat teljes változékony szépségében:
Felmerül egy nagyon logikus kérdés: honnan tudjuk, milyen messze van a Hold? A válasz attól függ, melyik korszakról beszélünk. Az ókori Görögországban például a csillagászok geometriai ismereteiket használták számításaikhoz.
Az ókori görögök sokáig megfigyelték az árnyékokat, és megállapították, hogy ha egy tárgy előtte van, az árnyék hossza 108-szorosa a tényleges átmérőjének. Tehát egy 2,5 cm átmérőjű golyó a Nap és a Föld felszíne közé egy pálcikára helyezve 270 cm hosszú háromszög alakú árnyékot ad.
Ezt a megfigyelést később a hold- és napfogyatkozások tanulmányozására használták fel. Egy holdfogyatkozás során a görögök észrevették, hogy a műholdat nem takarta el teljesen a Föld árnyéka, és ennek az árnyéknak a szélessége körülbelül 2,5-szerese a holdnak. Egy napfogyatkozás során megállapították, hogy a Hold mérete és helye akkoriban elegendő volt ahhoz, hogy teljesen elzárja a Napot. Az általa vetett árnyék a Földnél végződött, és ugyanabban a szögben, mint a Föld árnyéka, így mindkét árnyék ugyanannak a háromszögnek a két változata, csak eltérő méretű.
A görögök arra a következtetésre jutottak, hogy a két háromszög közül a nagyobbik alapja a Föld egy átmérőjével egyenlő (akkor ezt a számot már kiszámolták, és 12 875 km-t tettek ki), hossza pedig 1 390 000 km. A kisebb háromszög 2,5-szer szélesebb lesz, mint a Hold átmérője, és mivel. a háromszögek arányosak, magassága a Hold keringési magasságának 2,5-szerese lesz. E háromszögek összekapcsolásával a görögök 3,5 holdpályának megfelelőt kaptak. A korábban kiszámított 1,39 millió km-es értéket elosztva 3,5-tel, viszonylag pontos távolságot kaptak a Holdtól, ami 397 500 km-nek felel meg. Egyáltalán nem rossz egy ősi nép számára!
Most már néhány milliméteres pontossággal kiszámítható a Hold távolsága. A tudósoknak elegendő azt észlelniük, hogy a Földről indított lézersugár mennyi idő alatt éri el a Holdra szerelt speciális reflektort és tér vissza.
A Hold úgynevezett lézeres helyzetének meghatározása több mint negyven éve vált lehetővé, miután az Apollo-misszió űrhajósai reflektorok egész sorát telepítették műholdunk felületére. A Földről indított lézersugár az egyik ilyen reflektorról visszaverődik és visszatér bolygónkra.
Igaz, a Hold felé indított 100 kvadrillió fotonból nem olyan sok tér vissza a Földre, de ez is elég a nagyon pontos távolságszámításhoz.
Mert A fény sebessége csaknem 300 000 km/s, és kicsivel több mint egy másodperc kell ahhoz, hogy egy lézersugár elérje a Hold felszínét. Ugyanennyi idő kell a visszatéréshez. Azáltal, hogy rögzítik a fénynek a Holdra és onnan való eljutásához szükséges pontos időt, a csillagászok könnyen kiszámíthatják a Hold pontos távolságát egy adott időpontban.
Ennek a távolságszámítási módszernek köszönhetően a tudósok megtanulták, hogy a Hold lassan távolodik bolygónktól. Minden évben - 3,8 cm-rel. Ez azt jelenti, hogy évmilliók múlva a Hold az égen kisebbnek fog tűnni, mint amilyennek most látszik. És körülbelül egymilliárd év múlva a Hold kisebbnek fog kinézni, mint a Nap, és a teljes napfogyatkozás örökre a múlté lesz.
Egyetértek, Űr, idegen bolygók, csillaghalmazok - ez egy nagyon-nagyon izgalmas téma. Például mekkora a Hold távolsága? Bizonyára sokan feltették már ezt a kérdést! Vagy mi az eredete? És miből áll? Esetleg lakik is ott valaki? Nos, legalább mikroorganizmusok? A Hold távolsága mindig is érdekelte az emberiséget.
A Holddal kapcsolatos elképzelések kialakulása
Ez az égi objektum ősidők óta felkeltette az emberek figyelmét. És a csillagászat fejlődésének hajnalán a Hold az egyik első megfigyelési és tanulmányi objektum lett. Az égbolton keresztüli mozgásának mintázatának nyomon követésére és annak magyarázatára tett kísérletekről szóló információk a sumér, babiloni kultúrákra, az ókori kínai és egyiptomi civilizációkra nyúlnak vissza. És persze az ókori Görögországba. Az első ismert kísérletet a Hold (és a Nap) távolságának kiszámítására Szamoszi Arisztarchosz tette.
az első embertársunkon valamivel több mint három nap alatt sikerült. A probléma azonban nem csak magának az eszköznek a sebességében van, hanem abban, hogy ki kell számítani a Hold mozgását, egy bizonyos ív mentén repülni és a kívánt helyen le kell szállni. Így az út ívet követ, nem egyenest. 8 óra 35 perc a rekordidő, ameddig egy ember alkotta űrszonda elérte a műholdat. Ez volt a NASA által felbocsátott New Horizons űrszonda.
Növekszik a Föld és a Hold távolsága?
Igen! Valóban az. Műholdunk úgy mozog, mint egy spirális pályán. És minden évben a távolság körülbelül 4 centiméterrel növekszik. Ez elég kevés az egyéni szemlélő számára. Távoli őseink azonban sokkal kevésbé fogják látni a Holdat. Ezenkívül a vele való gyengülő gravitációs kölcsönhatás az árapály aktivitásának csökkenését vonja maga után a Földön, és jelentősen átalakítja bolygónk éghajlati viszonyait.