Skip navigation

Category Archives: Sistemul solar


De cativa ani in fiecare vara circula pe Internet informatia ca Marte se va vedea pe cer la fel de mare ca si Luna. Este posibil sa se intample la un moment dat asa ceva sau informatia respectiva este eronata?

Informatia este complet eronata. Ea a inceput sa circule odata cu opozitia  lui Marte din 2003. Intr-adevar in 2003 a avut loc o apropiere ceva mai mare intre Marte si Pamant dar de mentionat ca in general aceste fenomene care apar uneori in astronomie ( de genul apropiere mai mare ) nu desemneaza o modificare extrem de spectaculoasa fata de fenomenele similare precedente ci doar o usoara variatie fata de medie. Revenind, in anul 2003 Marte si Pamantul s-au apropiat ceva mai mult decat la alte opozitii ( care se petrec cu aproximatie odata la doi ani ). Totusi de mentionat faptul ca in general la o astfel de opozitie distanta minima atinsa intre cele doua obiecte este cu aproximatie de 56 milioane de kilometrii. Pentru comparatie distanta aproximativa (voi folosi cifre rotunjite pentru simplificarea calculelor) dintre Pamant si Luna este de 400.000 kilometrii deci la un calcul aproximativ Marte este la o distanta de 140 ori mai mare decat Luna. Daca tot suntem la cifre sa vedem care este dimensiunea comparativa a celor doi astrii. Diametrul planetei Marte este de circa 6800 kilometrii in timp ce cel al luni de aproximativ 3450 kilometrii deci cu apropximatie diametrul lui Marte este de doua ori mai mare decat cel al Lunii. Asta inseamna ca pentru ca Marte sa aiba acelasi diametru aparent pe cer , adica Marte sa fie cat Luna cum afirma senzationala stire ,  ar trebui ca planeta Marte sa se afle la o distanta de 800.000 kilometrii. Ori asa cum am subliniat mai sus distanta minima atinsa de Marte la o opozitie este ceva sub 56.000.000 km. Daca facem un calcul observam ca in cel mai bun caz ( cum este o opozitie ca cea din 2003 ) Marte va fi de vreo 70 de ori mai mica in diametru aparent decat Luna ( daca pentru a avea acelasi diametru aparent era nevoie ca Marte sa se afle la 800.000 kilometrii atunci daca se afla la 56.000.000 kilometrii adica de 70 de ori mai departea ea va prezenta si un diametru aparent de 70 de ori mai mic )
. Intr-adevar distanta la opozitie variaza de la o opozitie la alta atat in plus cat si in minus ea depinzand de mai multi factori printre care cel mai important este pozitia pe orbita a celor doua planete atunci cand are loc apropierea. Orbitele planetelor nu sunt circulare ci usor eliptice iar aceste opozitii se pot intampla in diverse momente , atunci cand planetele se afla in punctul cel mai apropiat de Soare sau cel mai indepartat sau undeva intre. Din acest motiv distantele de la o opozitie la alta variaza in plus sau minus putand atinge valori minime in jurul a 56.000.000 kilometrii sau maxime de pana la 100.000 kilometrii. In concluzie si in momentul in care Marte se afla aproape de noi ea va fi vizibila pe cer tot ca un punct , e drept ceva mai stralucitor decat alta data, semenand mai mult cu o stea rosie-portocalie stralucitoare decat cu satelitul nostru.

Interesant insa este ca aceasta stire circula incepand cu 2003 aproape in fiecare vara in jurul datei la care a avut loc opozitia din 2003 si ca inca, dupa atata timp mai exista persoane care cred aceasta stire si o propaga mai departe ( deoarece in timp cel putin o parte din cei care au primit stirea teoretic ar fi putut sa constate ca acel fenomen „prognozat” nu a avut loc ). Se pare ca stirea initiala a plecat de la un jurnalist care posibil sa fi facut (intentionat sau nu,  nu putem stii ) un calcul gresit confundand probabil minutele de arc cu secundele de arc. In astronomie in mod uzual diametrul aparent al unui astru pe cer, sau distanta dintre doua puncte pe cer se masoara in grade, minute de arc si secunde de arc. O minut de arc contine 60 de secunde de arc in timp ce un grad contine 60 de minute / respectiv 3600 de secunde de arc. La momentul 2003 Marte urma sa atinga un „record” de 25 de secunde de arc diametru aparent. Diametrul aparent al Lunii variaza intre 29 si 33 de minute de arc. Probabil jurnalistul a confundat minutele de arc cu secundele de arc si i s-a parut ca diametrele celor doua ar fi apropiate ignorand unitatea de masura care in realitate este de 60 de ori mai mare. Posibil ca aceasta sa fie natura erorii respecitve. Cum mentionam insa este interesant cat de mult poate persista o astfel de informatie eronata. Mai jos puteti vedea imagini ale planetei Marte realizate de autor printr-un telescop de 150 mm in 2010 in apropierea unei opozitii a lui Marte ce-i drept ceva mai indepartata decat cea din 2003 . Cum puteti observa imaginile de mai jos chiar si prin telescop sunt destul de mici prezentand detalii considerabil mai putine decat cele prezente pe Luna observata chiar si cu ochiul liber.

40246_138590119510067_998600_n

Anunțuri

I: Care este cauza pentru care luna pare mai mare sau mai mica in diferite momente ale noptii sau ale anului?

Este vorba de doua efecte aici. În primul rand prin faptul ca orbita lunii nu este perfect circulara ci eliptica , Luna poate fi la distante diferite fata de Pamant. Elipsa insa nu are o excentricitate foarte mare, diferenta de diametru aparent dintre momentul in care Luna este cel mai aproape, respectiv cel mai departe fiind de aproximativ 11%. Intre doua momente in care Luna este la perigeu ( distanta minima fata de Pamant ) este un interval de timp de 29 de zile 12 ore si 44 minute. Cu alte cuvinte Luna va fi ceva mai mare odata la 29 de zile. Efectul insa este mai usor observat atunci cand Luna se nimereste sa fie la apogeu, respectiv la perigeu simultan cu faza de luna plina. Pentru o ilustrare mai buna a diferentei va prezint mai jos o comparatie fotografica facuta de Catalin Paduraru cu o Luna plina la perigeu respectiv la apogeu.

macro-micro-moon

Cum spuneam insa variatia de diametru aparent cauzata de acest lucru este vizibila pe parcursul a mai multor zile si si asa cum se vede din poza diferentele nu sunt foarte mari. Un efect insa mult mai remarcat este cel care poate fi observat pe parcusul unei nopti. Mai exact Luna aflata la orizont pare considerabil mai mare decat atunci cand se afla chiar si in aceeasi noapte sus pe cer. Efectul pare sa fie proportional cu inaltimea astrului pe cer. In mod surpinzator insa acest efect nu are o cauza fizica ci este doar o iluzie optica.  Mai mult chiar, Luna aflata la orizont este cu aproximativ 1.5% mai indepartata de noi decat cea aflata deasupra capului. In general pentru simplitate obiectele sunt considerate punctuale.. si atunci cand spunem distanta Pamant-Luna o masuram de la centrul Pamantului pana la centrul Lunii netinand cont de diametrele celor doi astrii. In cazul de fata insa diametrul Pamantului reprezinta o parte ce nu e chiar neglijabila din distanta Pamant-Luna. In concluzie atunci cand Luna este deasupra capului ea se afla de fapt la distanta Pamant-Luna minus raza Pamantului, In timp ce atunci cand se afla la orizont raza Pamantului nu se mai scade ( fireste calculul exact e ceva mai complicat , am simplificat insa aici putin pentru ca dorim doar sa ilustram diferenta ). Revenind la problema noastra, e clar ca Luna nu se afla mai aproape ci in mod suprinzator chiar putin mai departe. Multi banuie ca efectul observat ar putea fi cauzat de refractie sau alte fenomene similare generate de anumite particularitati ale atmosferei. Refractia insa este un efect bine studiat de astronomi si are doar efect de modificare a culorilor astrilor si o usoara modificare a pozitie lor, nu si de amplificare a distantei unghiulare dintre doua puncte de pe cer. Asa cum aminteam mai devreme se pare ca totul este de fapt cauzat pur si simplu de o iluzie optica. In mod surprinzator insa raspunsul la intrebarea ce tip de iluzie optica sta la baza acestui fenomen nu se bucura de un raspuns agreeat de toata lumea. Exista mai multe variante , toate avand argumente pro si contra. Intrucat acest lucru tine mai putin de astronomie si nu as vrea sa speculez in domenii pe care nu le cunosc foarte bine nu voi dezbate si acest subiect in detaliu. Voi enumera insa mai jos cateva din cele mai plauzibile iluzii care ar putea cauza acest efect. Inainte de asta insa va propun cateva experimente pentru a va convinge ca este chiar vorba de o iluzie ( multora aceasta explicatie li se pare total gresita la prima vedere).
Daca luam in mana o moneda si o tinem alaturi de Luna avand mana intinsa si comparam dimensiunea Lunii cu cea a monedei, repetand acest experiment atat cand Luna e la orizont repectiv la zenit vom constata ca nu exista nicio diferenta considerabila. De preferat sa alegem moneda, sau un alt obiect astfel incat sa fie cat mai apropiat ( cand este tinut la distanta bratului intins ) de dimensiunea aparenta a Lunii. Un al doilea experiment simplu pe care il putem face este sa fotografiem Luna in cele doua ipostaze cu acelasi aparat foto si apoi sa masuram dimensiunea in pixeli a Lunii pe ambele fotografii. Veti fi surprinsi de rezultat. De mentionat aici tot in sprijinul afirmatiei cu iluzia optica e ca nu doar Luna e perceputa in modul acesta cand se afla la orizont.. ci si Soarele  si constelatiile. Puteti sa incercati sa urmariti o constelatie usor de vazut sau un asterism in cele doua pozitii si veti avea senzatia ca cel de la orizont e considerabil mai mare. De mentionat aici ca folosind diverse instrumente si metode din astronomie si astrometrie dimensiunea aparenta a astrilor poate fi masurata cu precizie, oricare din aceste masuratori putand sustine fara dubii faptul ca nu exista in realitate aceasta variatie asa cum este perceputa vizual. Nu in ultimul rand un argument interesant este acela ca exista oameni , procentual putini insa , care nu percep Luna la orizont ca fiind mai mare. Daca faceti un sodaj de opinie / experiment printre prieteni..cu putina rabdare probabil aveti sanse sa gasiti unul din cei 5% care nu sunt „afectati” de aceasta iluzie optica.

În principiu teoriile cele mai probabile care sa explice aceasta iluzie sunt urmatoarele:

– Creierul percepe bolta cereasca nu ca pe o calota sferica avand dimensiunile unei jumatati de sfera ci ca pe o calota oarecum turtita mai apropiata de un plan. Acest lucru ar putea fi sustinut de faptul ca atunci cand privim ziua cerul innorat il percepem mai degraba ca pe un tavan drept decat ca pe o calota adanca. Pornind de la aceasta perceptie obiectele sunt interpretate diferit de creier. Un argument in sprijinul acestei explicatii este acela ca probabil experienta zilnica , ce e in marea majoritate a timpului orientata pe zona din apropierea solului si mai putin pe verticala a dus ca in timp creierul sa perceapa diferit obiectele din zona de interes direct.

– Atunci cand privim un obiect in vecinatatea orizontului avem in camp si alte obiecte de dimensiuni cunoscute. Creierul incearca sa interpreteze diferit distanta in acest caz prin comparatie cu situatia in care privim doar Luna pe cer deaspura capului, neavand in campul vizual si alte obiecte de referinta. Suna plauzibil aceasta teorie dar totusi e greu de explicat de ce efectul se produce si cand privim Luna rasarind sau apunand deasupra marii unde nu avem in principiu alte obiecte de reper.

– Asa cum exista diverse alte iluzii optice generate de interpretarea perspectivei sau de vecinatatea unor obiecte ( iluzii de genul Ponzo sau Ebbinghaus) o combinatie de factori ar putea genera o iluzie si in cazul acesta Mai jos doua imagini cu cele doua iluzii amintite : in prima cele doua bare galbene sunt de aceeasi dimensiune, in a doua cele doua cercuri centrale sunt de aceeasi dimensiune.iluzia_ponzoEbbinghaus

Cum spuneam ne vom limita la a prezenta doar aceste teorii . Ele nefiind in zona noastra de cunostinte riscam sa gresim speculand pro sau contra vreunaia din variante.


I: Observatoarele astronomice mari il pot vedea pe Curiosity in timpul actualei misiuni pe Marte?

Desi avem telescoape tot mai puternice si diverse, avansul tehnologic simtindu-se din plin in acest domeniu cu mijloacele actuale nu este posibil sa il vedem pe Curiosity pe Marte ( cel putin nu privind de pe Pamant ). De fapt nu telescoapele sunt de vina ci distantele imense din spatiu pe care de multe ori avem tendinta sa le subapreciem. Pentru a explica problema o voi reduce in prima faza la un exemplu ceva mai apropiat si care a mai aparut in discutie pana acum. „Putem vedea urmele lasate de echipajele Apolo pe Luna?” E vorba de un steag, un rover lunar si alte parti de echipament ramase acolo. Toata lumea se asteapta ca cel putin roverul sa fie vizibil, poate chiar si in instrumente optice de astronomi amatori.

Ei bine nici acest lucru nu este posibil. Sa vedem de ce, si cum stam in momentul curent cu „arsenalul” de instrumente optice. In principiu rezolutia unui telescop, deci simplu spus capacitatea de a distinge obiecte cat mai mici in imagine este proportionala cu diametrul oglinzii sale principale. Nu voi intra in mai multe detalii legat de rezolutie dar voi prezenta cateva calcule relativ la rezolutia telescoapelor in raport cu detalii lunare. Cel mai mic detaliu care poate fi distins (ca un punct fara detalii insa!) spre exemplu intr-un telescop de 20cm de astronom amator are cam 1.5 km. De mentionat aici ca pentru ca un telescop clasic sa furnizeze imagini la o rezolutie apropiata de rezolutia sa maxima posibila e nevoie ca mai multe conditii sa fie indeplinite din care cel mai importante sunt conditiile atmosferice ( miscari cat mai mici ale maselor de aer prin care privim). Iata mai jos cum arata craterul Copernicus fotografiat de autor cu un astfel de telescop de amator. De mentionat ca diametrul craterului din imagine este de aproximativ 93km, iar noi cautam obiecte de cativa metri.

luna0002 12-04-30 22-45-04_pts8_st80

Bun, haideti sa presupunem ca vom folosi un telescop mai mare. Conform acelorasi calcule cu un telescop cu o oglinda de un metru vom obtine o rezolutie ce ne va permite sa distingem obiecte de aproximativ 300m. Deja insa vom avea o problema : chiar si in locul cu cele mai bune conditii atmosferice de pe Pamant miscarile maselor de aer limiteaza rezolutia telescoapelor optice clasice la o valoare care ne-ar ajuta sa putem produce o imagine in care vom distinge obiecte nu mai mici de aproximativ 400m. De mentionat insa ca relativ recent aceasta problema a fost depasita de instrumentele cu optica adaptiva care sunt capabile sa depaseasca intr-o oarecare masura problemele generate de atmosfera. Fiind insa vorba de o tehnologie noua si complexa deja costurile unor astfel de instrumente cresc considerabil. Totusi lansad la o parte aspectele financiare putem sa incercam sa evaluam cam ce am putea vedea pe Luna cu telescoapele optice cu rezolutia cea mai buna. In momentul curent oglinzile cele mai mari sunt undeva in jur de 11m diametru ( unele formate din mai multe oglinzi mici ). Totusi exista instrumente care ajung din punct de vedere al rezolutiei in domeniu vizual la echivalentul unui instrument cu o oglinda de 22 de metri. Chiar si cu acest instrument detaliul cel mai mic pe Luna, pe care repet il vom vedea probabil ca un punct , va fi undeva in jurul a 15 metri. De mentionat ca pentru calculele si explicatiile de aici am abordat problema de rezolutie la un mod relativ simplificat. In realitate pot exista variatii de la aceste calcule si se poate obtine o rezolutie usor mai buna in cazul anumitor tipuri de obiecte, rezolutia fiind dependenta si de culoare, contrast, forma obiectelor, dar rezultatele nu vor diferi radical.

In concluzie cu cel mai mare telescop optic actual , presupunand ca ar dispune de o optica adaptiva pentru a depasi limitele impuse de miscarile atmosferice , am putea vedea probabil detalii de 15m pe Luna ca niste puncte.. deci clar sansele sa vedem vreun rover acolo sunt nule, ce sa mai zicem de steagul plantat acolo de misiunea Apollo 11. Nu se stie insa ce noi descoperiri tehnologice s-ar putea sa ne ofere o crestere a rezolutiei pe viitor.. deci speranta nu e complet pierduta.

Probabil va ganditi acum la telescoapele de pe orbita. Ei bine, si acele instrumente se supun principial acelorasi limite de rezolutie impuse de legi ale opticii. Ele au avantajul ca nu mai au problemele generate de atmosfera, deci nu necesita optica adaptiva, insa sunt deocamdata ceva mai mici decat telescoapele terestre ( Hubble are o oglinda de 2.4 m ) .

Ca sa ma intorc in cele din urma la intrebarea initiala voi mentiona doar ca Marte atunci cand este cel mai aproape de Pamant se afla la o distanta de aproximativ 140 de ori mai mare decat Luna, deci banui ca e clar ce instrumente ne-ar trebui pentru a-l zari macar pe roverul Curiosity , cu atat mai putin pentru a vedea si cam ce face el pe acolo.

CPC800_2


I: Ce fenomen ar putea produce o apropiere periculoasă între Pământ şi Lună…sau invers, ce efecte ar avea îndepărtarea rapidă a Lunii faţă de Terra ?

Probabil ca singurul fenomen care ar putea produce o modificare majora a orbitei Lunii este un impact cu un obiect foarte masiv, lucru extrem de putin probabil insa. De mentionat aici ca ne referim la o modificare brusca si majora a orbitei (cel putin la asta pare sa se refere intrebarea pusa). Pe termen lung distanta dintre Pamant si Luna este intr-o continua crestere lenta de doar 3.8 cm pe an a caror efecte insa sunt total inobservabile direct avand in vedere ca distanta Pamant-Luna este de aproximativ 400.000 km. Pornind insa de la presupunerea ca un astfel de fenomen s-ar produce candva si Luna ar ajunge pe o orbita stabila diferita mai indepartata sau mai apropiata de Pamant putem evalua efectele pe care acest lucru l-ar avea. In primul rand insa ar trebui mentionat faptul ca un impact care ar fi capabil sa produca o astfel de modificare ar expulza probabil si ceva materie in spatiu ( fragmente mai mici si mai mari ) din care cel mai probabil cel putin o parte ar cadea pe Pamant si ar putea produce efecte mai mici sau mai mari in functie de dimensiunile astestor fragmente ( comparabile probabil cu multiple impacturi cu meteori sau chiar asteroizi ).
Presupunand ca am scapa cu viata dupa acest eveniment daca am fi intr-un caz fericit in care materia expulzata nu ar ajunge pe Pamant ( cel putin nu fragmente suficient de mari pentru a produce distrugeri la nivel continental sau global ) putem evalua efectele ulterioare a unei potentiale repozitionari ale Lunii. Bineinteles insa ca proportia efectelor discutate depinde de cat de mult s-ar modifica pozitia Lunii in raport cu pozitia curenta.

Vom aborda pe rand cele doua variante. In cazul in care Luna s-ar apropia de Pamant in primul rand dimensiunea ei aparenta va creste invers proportional cu noua distanta. In mod evident si stralucirea astrului va creste proportional. Discul lunar aparent fiind mai mare decat discul solar aparent vor aparea modificari si in producerea eclipselor.. zonele in care o eclipsa totala va fi vizibila va creste, durata eclipselor de soare va creste usor. Foarte probabil perioada de revolutie a Lunii in jurul Pamantului va scadea , deci Luna s-ar misca mai repede pe cer de la o zi la alta. Este de asemenea posibil ca pentru un timp Luna sa nu mai arate constant aceeasi fata catre Pamant pana cand efectele mareice vor echilibra din nou sistemul Luna Pamant astfel incat orientarea Lunii sa ramana fixa ( lucru care insa s-ar produce intr-un timp indelungat ) Acestea insa sunt doar efecte „vizuale” ale acestei potentiale modificari. Efectele fizice asupra Pamantului vor fi in principal legate de influenta gravitationala a Lunii. Fenomenele mareice se vor amplifica tot invers proportional cu distanta variatiile periodice ale nivelului marilor si oceanelor fiind mai mare ( deci o crestere mai mare a nivelului, respectiv o scadere mai mare la flux respectiv reflux ). De asemenea s-ar putea constata si o usoara crestere a miscarilor tectonice ducand la cutremure ceva mai puternice. Activitatea vulcanica ar putea de asemenea inregistra o oarecare crestere. Un efect mai putin sesizabil dar masurabil ar fi ca incetinirea rotatiei Pamantului datorata efectelor mareice produse de luna ar creste usor ( care are acum un nivel aproximativ de o secunda la o suta de mii de ani ).
De mentionat de asemenea faptul ca o orbita stabila se poate atinge doar peste o distanta minima Pamant-Luna. Daca Luna s-ar apropia mai mult decat aceasta distanta minima probabil ea ar intra pe o traectorie de impact cu Pamantul, fiind probabil sfaramata inainte de impact de gravitatia Pamantului. Evident un astfel de eveniment ar avea efecte catastrofale asupra intregii planete producand modificari radicale ale acestuia.
De subliniat inca odata ca o astfel de modificare majora a orbitei Lunii este extrem de improbabila chiar si intr-un interval de timp de milioane sau miliarde de ani (cu mult mai mic decat probabilotatea unui impact al unui asteroid mai mare cu pamantul ) Obiectul care ar putea produce un astfel de efect ar trebui sa aiba un diametru comparabil cu cei mai mari asteroizi cunoscuti. Obiecte atat de mari sunt mai putin frecvente decat cele mici si in general ele sunt deja cunoscute (fiind mari sunt si mai usor de observat/descoperit ) si urmarite. In concluzie in prezent discutia este cel mai probabil pur ipotetica.

Revenind la intrebarea initiala sa vedem ce s-ar intampla daca Luna s-ar indeparta considerabil de Pamant. In primul rand efectele vizuale ar fi o micsorare a diametrului aparent al Lunii pe cer. Eclipsele totale de Soare nu ar mai avea loc transformaandu-se in eclipse partiale, luminozitatea Lunii pe cerul nocturn ar scadea proportional cu cresterea distantei. De asemenea efectele mareice s-ar diminua. Variatiile nivelului marilor si al oceanelor ar scadea ca intensitate. S-ar inregistra probabil si o usoara scadere in activitatea seismica si vulcanica. Viteza Lunii pe cer ar scadea, distantele in timp dintre doua faze similare crescand. Posibil sansa impactului dintre pamant si meteori, asteroizi, comete ar creste usor ( Luna „preia” acum o parte din lovituri ). Penru viata de pe pamant un alt efect ar putea avea in acest caz consecinte importante. Se pare ca prezenta Lunii contribuie si la stabilizarea variatilor axei de rotatie a Pamantului. Cu alte cuvinte , in lipsa Lunii inclinatia Pamantului in raport cu planul orbitei ar varia considerabil in timp. In prezent axa de rotatie nu este perpendiculara pe planul orbital, ci este inclinata cu 23 de grade. Acest fapt are ca si consecinta prezenta sezoanelor asa cum le stim prin faptul ca lumina solara cade sub unghiuri diferite in momente diferite ale anului pe aceeasi zona de pe Pamant. Faptul insa ca aceasta inclinatie este constanta pe perioade lungi de timp, sau mai corect spus aproape constanta deoarece o variatie mica exista totusi, duce la o ciclicitate constanta a sezoanelor si in special la faptul ca fiecare zona de pe glob are un climat anume ce nu variaza considerabil. O variatie mai mare in acest caz ar duce la schimbari climaterice majore pe toata suprafata Pamantului. In plus probabil variatiile inclinatiei axei ar fi in mare masura haotice, ele fiind generate de influenta gravitationala a altor corpuri mai indepartate din sistemul solar. Bineinteles efectul nu ar produce schimbari climaterice de la o zi la alta, variatiile producandu-se pe termen lung. Totusi insa , acest fenomen ar fi suficient de frecvent pentru a pune probleme serioase locuitorilor planetei, care ar trebui probabil sa migreze periodic dintr-o zona in alta pentru a evita conditiile meteo extreme. Revenind la problema noastra, probabil ca si o indepartare considerabila a Lunii ar duce la cresterea variatilor axei de rotatie, chiar daca nu ajungand in situatia extrema de mai sus care s-ar produce in lipsa completa a Lunii.

luna_18112012_1612_resized

Foto: Lucian Curelaru / decembrie 2012 / Skywatcher Travelmax 90mm/1250mm + Canon 1100D


I: De ce Luna de arata mereu aceeasi fata? Este o coincidenta?

R: Nu este o coincidenta. Acest tip de rezonanta sau sincronizare a miscarilor de rotatie si revolutie a unui satelit, astfel incat sa arate aceeasi fata catre planeta in jurul careia orbiteaza este relativ des intalnit. El este datorat unor modificari in timp in miscarea de rotatie datorate efectului mareic, care tinde sa mareasca sau sa micsoreze perioada de rotatie a unui satelit pana cand el va avea acceeasi fata intoarsa catre planeta. In cazul in care satelitul are o masa apropiata de cea a planetei cum este cazul lui Pluto si al satelitului Charon efectul se produce si invers intr-o masura comparabila ducand orientarea unica si a planetei in raport cu satelitul.
Explicatia pentru ca aceasta sincronizare a miscarilor se produce este urmatoarea. Intr-un sistem format din doua corpuri planeta-satelit ambele corpuri exercita un efect mareic unul asupra celuilalt efect care duce la o usoara deformare a obiectelor fiecare pe directia celuilalt obiect. Deformarea nu se produce doar pe partea orientata catre planeta a satelitui respectiv pe partea orientata catre satelit a planetei ci si pe partea diametral opusa a obiectelor. Exagerand proportiile fenomenului obiectele tind sa devina din sfere elipsoizi.. Deformarea este insa mica in raport cu dimensiunile obiectelor si depinde de masele celor doua obiecte. Efectul mareic al lunii asupra pamantului este mai mic decat cel al pamantului asupra lunii.
Revenind la problema noastra, daca satelitul se roteste astfel incat nu are orientata constant aceeasi fata catre planeta, aceasta deformare nu se va produce constant in acelasi loc de pe suprafata ci va tinde sa migreze odata cu rotatia satelitului pastrandu-si orientarea catre planeta. Obiectele in cauza insa sunt relativ rigide si revenirea obiectului la forma initiala intr-un loc dupa trecerea momentului deformarii nu se produce instantaneu, rocile prezentand o oarecare rezistenta, formandu-se astfel un soi de „val” al deformarii suprafetei care va avansa odata cu rotatia satelitului si care va ramane in urma zonei deformate la un moment dat, respectiv se va afla inaintea ei daca perioada de rotatie a satelitului e mai lenta decat cea de revolutie in jurul planetei. Efectul acestui „val” este de a incetinii respectiv accelera in timp rotatia satelitului deoarece zona in care scoarta satelitului e deformata va fi atrasa gravitational ceva mai puternic de catre planeta, aparand astfel o forta care atunci cand rotatia e mai rapida se va opune acestei rotatii, respectiv invers in cazul in care rotatia e mai lenta. Se vede deci ca situatia respectiva este un fel de stare de echilibru la care un satelit tinde sa ajunga. De mentionat insa ca efectul se manifesta lent si atingerea acestei pozitii de echilibru se face in timp indelungat.
O intrebare fireasca acum ar fi de ce nu se intampla acelasi lucru si reciproc, adica rotatia Pamantului sa se sincronizeze treptat astfel incat sa arate aceeasi fata catre luna. Ei bine raspunsul este simplu.. Se intampla, insa datorita faptului ca masa lunii este mai mica efectul este ceva mai lent.. In plus pamantul este ceva mai putin rigid decat luna datorita oceanelor care nu opun o rezistenta atat de mare deformarilor marice diminuandu-se astfel mai mult efectul. In timp indelungat insa si rotatia pamantului a resimtit acest efect timpul de rotatie al planetei noastre scazand de la aproximativ 8 ore cat era in perioada de formare a planetei si pana la cele 24 de ore de acum. Incetinirea insa este de o secunda la o suta de mii de ani.

1543_resized

Foto: Lucian Curelaru / noiembrie 2012 / Skywatcher Travelmax 90mm/1250mm + Canon 1100D