Луна

Луна, спутник земли, небесное тело, обращающееся вокруг земли и вместе с ней вокруг солнца. Направление движения Луны вокруг Земли такое же, как и вращение Земли около ее оси: видимое движение Луны среди звезд совершается с запада на восток. Луна имеет форму шара, сама по себе есть тело не светящееся, и светит отраженными лучами солнца. Этим объясняется различный вид ее при различных взаимных положениях Луны, Земли и Солнца, или так называемой фазы Луны. Когда Луна при своем движении вокруг Земли находится между Землей и Солнцем, то к нам обращено ее полушарие, не освещенное Солнцем, и мы ее не видим (новолуние); по мере ее удаления от этого положения на восток мало-помалу показывается часть полушария, освещенного Солнцем, в виде серпа, обращенного выпуклостью к Солнцу — направо; когда Луна совершит с момента новолуния четверть своего пути вокруг Земли, она нам представляется в виде полукруга (первая четверть); при дальнейшем движении Луны полукруг постепенно переходит в круг, и когда Земля окажется между Луной и Солнцем, мы видим сполна всю половину Луны, освещенную Солнцем (полнолуние); во второй половине пути Луны вокруг Земли фазы повторяются в обратном порядке: начинается ущерб, круг постепенно переходит в полукруг, обращенный, как и прежде, выпуклостью к Солнцу (теперь налево) — последняя четверть, затем Луна принимает форму серпа, все более и более узкого, и, наконец, когда она опять окажется между Землей и Солнцем, наступает новолуние. Если внимательно присмотреться к Луне в то время, когда она представляется нам в виде серпа (3-4 дня до или после новолуния), то можно видеть и остальную часть ее диска (явление, называемое пепельным светом); она имеет светло-серый, пепельный цвет и видна потому, что освещается лучами Солнца, отраженными от Земли. Земля ведь, рассматриваемая с Луны, также имеет фазы, в каждый момент противоположные фазам Луны: когда у нас полнолуние, на Луне новоземелие, когда у нас первая четверть луны, на Луне последняя четверть земли и т.п. Промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны называется лунным месяцем, или синодическим временем обращения Луны вокруг Земли; средняя продолжительность его = 29 дням 12 часам 44 минутам 3 секундам. Что касается орбиты Луны вокруг Земли, то в среднем, отвлекаясь от возмущений ее, происходящих, главным образом, от притяжения Солнца и от сплюснутости Земли, она представляет эллипс с эксцентриситетом 0,0549 и с большой полуосью (среднее расстояние Луны от Земли) = 60 27 радиусов земного экватора, или 384 тысячам км. Время, в течение которого Луна совершает одно обращение вокруг Земли, = 27 дням 7 часам 43 минутам 11 секундам и называется сидерическим временем обращения Луны. Наклонение орбиты к эклиптике в среднем = 5° 9'. Диаметр Луны = 3480 км: объем = ¹/₅₀ объема Земли; масса ¹/₈₁ массы Земли; плотность =  0,6, принимая за 1 плотность Земли, и 3,3, принимая за 1 плотность воды; сила тяжести на Луне = ¹/₆-ой доле тяжести на поверхности Земли. Уже невооруженным глазом видны на поверхности Луны темные пятна; если присматриваться к расположению их на видимом диске Луны при различных фазах ее, то нетрудно заметить, что расположение этих пятен по отношению к центру или краям диска всегда одно и то же; следовательно, Луна всегда обращена к нам одной стороной, другая ее сторона от нас скрыта. Отсюда следует, что Луна вращается около оси, и притом время обращения ее около оси равняется времени обращения ее вокруг Земли, так как только при таком условии она все время движения будет обращена к Земле одной и той же стороной. Однако, так как вращение Луны около оси равномерное, а движение ее вокруг Земли по орбите неравномерно, а то ускорено, то замедлено, то отсюда происходит кажущееся колебание Луны (так называемая либрация) около оси, и доступная наблюдению в разное время часть лунного шара оказывается немного более половины, около ⁶/₁₀, а ⁴/₁₀ ее поверхности для нас совершенно невидимы. Атмосфера Луны, если только она существует, должна быть очень незначительной; до сих пор, по крайней мере, ее не удалось обнаружить с уверенностью; на Луне отсутствуют сумерки, обусловливаемые на Земле именно ее атмосферой; при наблюдениях покрытий звезд Луны, когда Луна скрывает на некоторое время звезды, проходя между ними и Землей, незаметно бывает ни ослабления блеска звезды, ни изменения ее положения по отношению к другим звездам, что непременно должно было быть, если бы на Луне была атмосфера; равным образом, на Луне нельзя предполагать значительного количества воды, так как пары ее должны были бы образовать заметную атмосферу; и если, в конце концов, нельзя вполне отрицать ее существования, то, во всяком случае, она должна быть гораздо меньше (в несколько сот раз), чем земная. Главнейшие формы лунной поверхности суть: 1) так называемые моря — большие пятна серого цвета, видимые и простым глазом; это — обширные плоские равнины, окаймленные горами. 2) Столь характерные именно для Луны кольцевые горы, или цирки; они представляют собой огромные, до нескольких десятков, некоторые более 150 верст в диаметре, валы в форме кольца (круглого или слегка овального); наружный склон вала отлогий, внутренний же много круче, нередко с уступами, террасами; дно цирка лежит ниже местности, окружающей цирк; нередко, хотя не всегда, посредине долины возвышается группа отдельных невысоких скал; цирки покрывают почти сплошь южную половину диска Луны; местами их так много, что они тесно примыкают друг к другу, нарушая правильность очертаний валов, иногда один наполовину входит в другой, прерывая его вал; все здесь свидетельствует о громадных бывших когда-то геологических (без сомнения, вулканических) катастрофах; в северной части диска, где, главным образом, находятся так называемые моря, цирков значительно меньше; на площади морей встречаются по большей части лишь отдельные маленькие цирки, до десятка верст в поперечнике; более значительные по размерам кольцевые горы названы по именам преимущественно различных ученых: Архимед, Платон, Плиний, Птолемей и т.д. 3) Группы тесно сплоченных отдельных утесов; более значительным даны названия земных гор: Апеннины, Карпаты, Альпы; но эти лунные горы не представляют, как земные, горных хребтов, цепей; это, напротив, груды скал; они располагаются преимущественно по краям «морей». 4) Трещины, шириной в среднем около 12 верст, тянущиеся, изгибаясь, иногда на несколько сотен верст, перерезывая встречающиеся им на пути цирки; трещины, преимущественно, находятся посредине диска Луны. Кроме того, около времени полнолуния можно видеть вокруг некоторых цирков (Тихо, Кеплер, Коперник) расходящиеся от них во все стороны светлые лучи.

По измерениям длины тени, отбрасываемой какой-либо возвышенностью (отдельной горой, валом цирка) при известной высоте Солнца над ее горизонтом, можно определить и высоту ее над окружающей местностью. Такие наблюдения производились неоднократно; из них оказалось, что высоты отдельных лунных гор очень близко подходят к высоте земных гор (до 9 верст); относительно кратеров было обнаружено, что их диаметры во много раз (в среднем около 15 раз) больше их глубины, то есть расстояния между высшим гребнем вала и долиной; следовательно, эти образования сравнительно плоские. Подозрения об изменениях на лунной поверхности высказывались и высказываются неоднократно, но до сих пор нет вполне установленного такого случая; наиболее вероятно исчезновение (или значительное уменьшение) во 2-й половине XIX века небольшой кольцевой горы Линнея и появления на ее месте белого пятна. Значительное отличие рельефа лунной поверхности от рельефа земной, особенно, характерные для Луны кольцевые горы, свидетельствуют, что образование лика Луны происходило иначе, чем лика Земли. Было предложено несколько гипотез для этого; одна из них принадлежит геологу профессору Павлову и, независимо от него, была высказана геологом Зюссом. А. П. Павлов приводит кольцевые горы на Луне в параллель с немногочисленными на Земле лавовыми озерами, на некоторых островах Тихого океана. В этих озерах уровень лавы не всегда постоянен, иногда лава поднимается, выливается на берег, потом опять опускается, иногда застывает; на краях озера, на берегу, образуется вал лавы, напоминающий валы кольцевых гор на Луне; иногда на временно застывшей поверхности лавы пробивается извержение на небольшом пространстве, и образуется конус лавы, напоминающий горы в долинах лунных кольцевых гор; в застывшем состоянии поверхность озера ниже уровня окружающей озеро местности, как и долины лунных кольцевых гор ниже уровня окружающей местности. На основании этой аналогии можно думать, что на поверхности Луны при застывании ее коры образовывались такие же лавовые озера от небольших до нескольких десятков верст в диаметре, и периодическими поднятиями и опусканиями лавы образовывались валы; потом, по охлаждении, все застыло. Любопытно, что есть на Луне одна кольцевая гора (Варгентин), которая сплошь заполнена: в ней, стало быть, лава застыла при своем высшем уровне. Сами «моря» также могут быть рассматриваемы, как бывшие лавовые моря, образовавшиеся на месте, быть может, занятом прежде другими формациями; у них сравнительно ровная поверхность, но очертания границ указывают на разрушение когда-то бывших здесь кольцевых гор. Значительная высота валов и вообще гор на Луне находит себе естественное объяснение в том, что сила тяжести там меньше (в 6 раз), чем на Земле; значит, одинаковые силы поднятия лавовой массы из внутренности могли поднять ее на Луне выше, чем на Земле. Отсутствие атмосферы, естественно, объясняется той же причиной: слабое притяжение Луны не может удержать вблизи поверхности молекул газа, которые ведь имеют значительные, зависящие от температуры, скорости; значит, если на Луне и происходило, либо происходит, образование газов, то эти газы не могут остаться на ней, а уходят в небесное пространство. Следовательно, из всех геологических факторов, действующих на Земле, те, которые обусловлены газами и водой (размывание, выветривание и т.п.), на Луне не могли себя проявить, и образование лика Луны рационально приписывать только вулканизму. В последние годы делались попытки определить характер пород, покрывающих Луну посредством определения, какую долю солнечного света отражают разные части Луны в различных цветах спектра, и сравнения в этом отношении с различными веществами, покрывающими Землю; эти исследования дают основания думать (нельзя еще говорить с уверенностью), что в некоторых, по крайней мере, частях Луны на поверхности находятся вещества, аналогичные с земными изверженными породами, особенно изверженными лавами. Вследствие быстрого видимого движения Луны среди звезд (13° в сутки) наблюдения Луны (наблюдения времени ее кульминации, наблюдения расстояния ее от известных звезд) представляют удобный способ для определения долгот на земной поверхности, на суше и (вторые наблюдения) на море. Так как для этого нужно наперед знать очень точно ее геоцентрические места, то отсюда — необходимость тщательных наблюдений мест Луны на постоянных обсерваториях, которые и производятся с давнего времени с особенным усердием в Гринвиче, как обсерватории главной «морской» державы, а также и в других обсерваториях. Параллельно с этим, постепенно совершенствуясь, разрабатывалась и теория движения Луны на основании ньютонова закона притяжения; из совокупности наблюдений и теории движения Луны составлялись таблицы ее движения, по которым можно вперед на несколько лет предвычислять ее места на небе. В последние годы в связи с усовершенствованием мореплавания, а в особенности после того, как была заведена ежедневная посылка точного гринвичского времени с Эйфелевой башни в Париже при помощи беспроволочной телеграфии, это практическое значение Луны значительно уменьшилось, но ее теория в то же время приобрела большую важность для науки, особенно благодаря исследованиям Ньюкомба. Именно, он показал, на основании обработки наблюдений Луны с XVII века до нашего времени, что движение Луны не может быть вполне объяснено известными нам притягательными силами Земли, Солнца и планет; за учетом влияния этих притяжений, все же остается еще какое-то загадочное колебание в движении Луны, вследствие которого Луна оказывается на небе немного (до 13”) то впереди, то позади места, которое дает для нее теория; причина этого колебания до сих пор еще не выяснена вполне.

Литература: Кроме соответствующих глав в общих книгах по астрономии (см.), еще І. Franz, «Der Mond» (из серии «Аus Natur und Geisteswelt»); Ph. Fauth, «Was wir vom Monde wissen».

С. Блажко.