De maan vergezelt onze planeet al enkele miljarden jaren op haar grote kosmische reis. En ze laat ons, aardbewoners, van eeuw tot eeuw steeds hetzelfde maanlandschap zien. Waarom bewonderen we slechts één kant van onze satelliet? Draait de maan om zijn as, of zweeft hij roerloos in de ruimte?
Kenmerken van onze ruimtebuur
Er zijn satellieten in het zonnestelsel die veel groter zijn dan de maan. Ganymedes is bijvoorbeeld een maan van Jupiter, twee keer zo zwaar als de maan. Maar aan de andere kant is het de grootste satelliet ten opzichte van de moederplaneet. Zijn massa is meer dan een procent van die van de aarde en zijn diameter is ongeveer een kwart van die van de aarde. Zulke verhoudingen zijn er niet meer in de zonnefamilie van planeten.
Laten we proberen de vraag of de maan om zijn as draait te beantwoorden door nauwkeuriger te kijken naar onze dichtstbijzijnde ruimtebuur. Volgens de theorie die tegenwoordig in wetenschappelijke kringen wordt aanvaard, heeft onze planeet een natuurlijke satelliet gekregen terwijl hij nog steeds een protoplaneet was - niet volledig afgekoeld, bedekt met een oceaan van gloeiend hete vloeistoflava, als gevolg van een botsing met een andere planeet, kleiner in omvang. Daarom zijn de chemische samenstellingen van de maan- en terrestrische bodems iets anders - de zware kernen van de botsende planeten zijn samengesmolten, en daarom zijn de terrestrische rotsen rijker aan ijzer. De maan heeft de overblijfselen van de bovenste lagen van beide protoplaneten, er is meer steen.
Draait de maan rond
Om precies te zijn, de vraag of de maan draait is niet helemaal juist. Zoals elke satelliet in ons systeem draait hij tenslotte om de moederplaneet en samen met hem om de ster. Maar de axiale rotatie van de maan is niet helemaal gebruikelijk.
Hoe je ook naar de maan kijkt, hij wordt altijd naar ons toegekeerd door Tycho Crater en de Sea of Tranquility. "Draait de maan om zijn as?" – van eeuw tot eeuw stelden aardbewoners zichzelf een vraag. Strikt genomen, als we met geometrische concepten werken, hangt het antwoord af van het gekozen coördinatensysteem. Ten opzichte van de aarde is de axiale rotatie van de maan inderdaad afwezig.
Maar vanuit het oogpunt van een waarnemer op de lijn Zon-Aarde, zal de axiale rotatie van de Maan duidelijk zichtbaar zijn, en één polaire rotatie tot een fractie van een seconde zal even lang duren als de orbitale.
Interessant is dat dit fenomeen niet uniek is in het zonnestelsel. Dus de satelliet van de dwergplaneet Pluto Charon kijkt altijd met één kant naar zijn planeet, de satellieten van Mars - Deimos en Phobos - gedragen zich op dezelfde manier.
In wetenschappelijke taal wordt dit synchrone rotatie of getijsluis genoemd.
Wat is het tij?
Om de essentie van dit fenomeen te begrijpen enom met vertrouwen de vraag te beantwoorden of de maan om zijn eigen as draait, is het noodzakelijk om de essentie van getijdenverschijnselen te analyseren.
Laten we ons twee bergen op het oppervlak van de maan voorstellen, waarvan er één rechtstreeks naar de aarde 'kijkt' en de andere zich op het tegenovergestelde punt van de maanbal bevindt. Het is duidelijk dat als beide bergen geen deel zouden uitmaken van hetzelfde hemellichaam, maar onafhankelijk rond onze planeet zouden roteren, hun rotatie niet synchroon zou kunnen zijn, degene die dichterbij is, volgens de wetten van de Newtoniaanse mechanica, zou sneller moeten roteren. Dat is de reden waarom de massa's van de maanbal, die zich op punten tegenover de aarde bevinden, de neiging hebben om 'van elkaar weg te rennen'.
Hoe de maan "stopte"
Hoe getijdekrachten werken op een bepaald hemellichaam, is het handig om te demonteren naar het voorbeeld van onze eigen planeet. We draaien tenslotte ook om de maan, of liever de maan en de aarde, zoals het hoort in de astrofysica, "dansen" rond het fysieke zwaartepunt.
Als gevolg van de werking van getijdenkrachten, zowel op het dichtstbijzijnde als het meest verwijderde punt van de satelliet, stijgt het waterpeil dat de aarde bedekt. Bovendien kan de maximale amplitude van eb en vloed 15 meter of meer bereiken.
Een ander kenmerk van dit fenomeen is dat deze getijdebulten dagelijks rond het oppervlak van de planeet gaan tegen de rotatie in, waardoor wrijving ontstaat op de punten 1 en 2, en zo de aardbol langzaam in zijn rotatie stoppen.
De impact van de aarde op de maan is veel sterker vanwegemassa verschil. En hoewel er geen oceaan op de maan is, werken getijdenkrachten net zo goed op rotsen. En het resultaat van hun werk is duidelijk.
Dus draait de maan om zijn as? Het antwoord is ja. Maar deze rotatie hangt nauw samen met de beweging rond de planeet. Getijdekrachten hebben de axiale rotatie van de maan gedurende miljoenen jaren uitgelijnd met zijn orbitale rotatie.
Hoe zit het met de aarde?
Astrofysici zeggen dat onmiddellijk na de grote botsing die de vorming van de maan veroorzaakte, de hoeksnelheid van de rotatie van onze planeet veel hoger was dan nu. Dagen duurden niet langer dan vijf uur. Maar als gevolg van de wrijving van vloedgolven op de oceaanbodem, jaar na jaar, millennium na millennium, vertraagde de rotatie, en de huidige dag duurt 24 uur.
Gemiddeld voegt elke eeuw 20-40 seconden toe aan onze dag. Wetenschappers suggereren dat onze planeet over een paar miljard jaar naar de maan zal kijken op dezelfde manier als de maan ernaar kijkt, dat wil zeggen aan één kant. Toegegeven, dit zal hoogstwaarschijnlijk niet gebeuren, omdat zelfs eerder de zon, die in een rode reus is veranderd, zowel de aarde als zijn trouwe satelliet, de maan, zal "slikken".
Trouwens, getijdenkrachten zorgen ervoor dat aardbewoners niet alleen stijgen en dalen in het niveau van de oceanen van de wereld nabij de evenaar. Door de massa's metalen in de kern van de aarde te beïnvloeden en het hete centrum van onze planeet te vervormen, helpt de maan deze in een vloeibare toestand te houden. En dankzij de actieve vloeibare kern heeft onze planeet zijn eigen magnetisch veld, dat de hele biosfeer beschermt tegen de dodelijke zonnewind en dodelijke kosmische straling.
