Чому Місяць не падає на Землю? Докладний розбір

У статті розповідається про те, чому Місяць не падає на Землю, причини її руху навколо Землі і деякі інші аспекти небесної механіки нашої Сонячної системи.

Початок космічної ери

Природний супутник нашої планети завжди привертав до себе увагу. У давні часи Місяць була предметом культу деяких релігій, а з винаходом примітивних телескопів перші астрономи не могли відірватися від споглядання величних кратерів. Трохи пізніше, з відкриттям в інших областях астрономії, стало ясно, що подібний небесний супутник є не тільки у нашої планети, але і ряду інших. А у Юпітера, їх цілих 67 штук! Але наш лідирує за розміром у всій системі. Але чому Місяць не падає на Землю? З чим пов'язане її рух по одній і тій же орбіті? Про це ми і поговоримо.

Небесна механіка

Для початку, потрібно розібратися з тим, що таке рух по орбіті і чому воно відбувається. Згодне визначення, яким користуються фізики і астрономи, орбіта — це рух у гравітаційному полі іншого, значно перевершує за масою, об'єкта. Довгий час вважалося, що орбіти планет і супутників мають кругову форму як саму природну і досконалу, але Кеплер після безуспішних спроб застосувати цю теорію на рух Марса, відкинув її. Як відомо з курсу фізики, будь-які два об'єкта відчувають взаємні сили тяжіння, так звану гравітацію. Ті ж самі сили впливають на нашу планету і Місяць. Але якщо вони притягуються, то чому Місяць не падає на Землю, як було б логічніше всього? Вся справа в тому, що та Земля не стоїть на місці, а рухається навколо Сонця по еліпсу, як би постійно «втікаючи» від свого супутника. А той, у свою чергу, мають інерційну швидкість, з-за чого подорожує знову-таки еліптичній орбіті.


Найбільш простий приклад, який може пояснити дане явище, це м'ячик на мотузці. Якщо розкрутити його, то відцентрова сила буде утримувати об'єкт у тій або іншій площині, а якщо зменшити обороти, то її буде недостатньо і м'ячик впаде. Такі ж сили впливають і на Місяць. Гравітація Землі веде її за собою, не даючи стояти на місці, а відцентрова сила, розвинена в результаті обертання, утримує, не даючи наблизитися на критичну відстань. Якщо на питання про те, чому Місяць не падає на Землю, навести ще більш просте пояснення, то причина цього — рівне взаємодію сил. Наша планета притягує супутник, змушуючи обертатися, а відцентрова сила як би відштовхує.

Сонце

Подібні закони діють не тільки на нашу планету і супутник, їм підпорядковуються і всі інші космічні об'єкти. Взагалі, гравітація — це дуже цікава тема. Рух планет навколо центру мас часто порівнюють з годинниковим механізмом, настільки воно точне і вивірене. І головне, порушити його вкрай складно. Навіть якщо прибрати з неї кілька планет, то інші з дуже великою ймовірністю, перебудовуються на нові орбіти, і колапсу з падінням на центральну зірку не відбудеться. Але якщо наше світило надає таке колосальне гравітаційний вплив навіть на найвіддаленіші об'єкти, то чому Місяць не падає на Сонце? Звичайно, зірка знаходиться на набагато більш далекій відстані, ніж Земля, але і маса його, а значить і гравітація, на порядок вище.
Вся справа в тому, що небесне тіло і його супутник також рухаються по орбіті навколо Сонця, і останнє впливає не окремо на Місяць і Землю, а на їх загальний центр мас. І на Місяць виявляється подвійний вплив гравітації, — зірки та планети, а слідом за ним і відцентрової сили, що врівноважує їх. А інакше всі супутники та інші об'єкти давно б згоріли в жаркому світилі. Саме такий відповідь на часте питання про те, чому Місяць не падає.

Рух Сонця

Ще варто згадати такий факт, що Сонце також рухається! А разом з ним і вся наша система, хоча ми й звикли вважати, що космічний простір стабільне та незмінне, за винятком орбіт планет. Якщо дивитися більш глобально, в рамках систем і цілих їх скупчень, то можна побачити, що вони також переміщуються по своїх траєкторіях. В даному випадку Сонце зі своїми «супутниками» обертається навколо центру галактики Чумацький шлях. Якщо умовно уявити цю картину зверху, то виглядає вона як спіраль з безліччю відгалужень, які називаються галактичного рукава. В одному з таких рукавів разом з мільйонами інших зірок, рухається і наше Сонце.

Падіння

Але все ж, якщо задатися таким питанням і пофантазувати? Які потрібні умови, при яких Місяць вріжеться в Землю або відправиться в подорож до Сонця? Статися це може, якщо супутник перестане обертатися навколо головного об'єкта і пропадає відцентрова сила, також якщо його орбіту що сильно змінить і додасть швидкості, наприклад, зіткнення з метеоритом. Ну а до зірки вона вирушить, якщо цілеспрямовано якимось чином зупинити її рух навколо Землі і надати початкове прискорення до світила. Але найімовірніше, Місяць просто поступово стане на нову викривлену орбіту. Підіб'ємо підсумки: Місяць не падає на Землю, тому що, крім тяжіння нашої планети, на неї впливає і відцентрова сила, що її відштовхує. В результаті два цих явища врівноважують один одного, супутник не летить і не врізається в планету.