Πώς καθορίζεται η μάζα του φεγγαριού;

Η μάζα του φεγγαριού καθορίζεται χρησιμοποιώντας το νόμο της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα και τις παρατηρήσεις της κίνησης του φεγγαριού γύρω από τη γη. Δείτε πώς λειτουργεί:

1. Ο νόμος της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα:

* Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι κάθε σωματίδιο στο σύμπαν προσελκύει κάθε άλλο σωματίδιο με μια δύναμη που είναι ανάλογη προς το προϊόν των μαζών τους και αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους.

* Μαθηματικά:F =G * (M1 * M2) / R^2

* F =δύναμη βαρύτητας

* G =σταθερή βαρύτητα (γνωστή τιμή)

* m1 =μάζα της γης

* m2 =μάζα του φεγγαριού

* r =απόσταση μεταξύ της γης και του φεγγαριού

2. Παρατηρώντας την κίνηση του φεγγαριού:

* Μπορούμε να παρατηρήσουμε την τροχιά του φεγγαριού γύρω από τη γη, συγκεκριμένα την τροχιακή της περίοδο (ο χρόνος που χρειάζεται για να ολοκληρωθεί μία τροχιά) και την τροχιακή ακτίνα της (η μέση απόσταση μεταξύ της γης και του φεγγαριού).

3. Υπολογισμός της μάζας του φεγγαριού:

* Χρησιμοποιώντας την παρατηρούμενη τροχιακή περίοδο και την ακτίνα, μπορούμε να υπολογίσουμε την επιτάχυνση του φεγγαριού λόγω της βαρύτητας προς τη γη.

* Συνδυάζοντας αυτή την επιτάχυνση με τη γνωστή βαρυτική σταθερά και τη μάζα της γης, μπορούμε να λύσουμε τη μάζα του φεγγαριού χρησιμοποιώντας το νόμο του Νεύτωνα της καθολικής βαρύτητας.

4. Πρόσθετες μέθοδοι:

* Σεληνιακό λέιζερ κυματοειδές (LLR): Αυτή η τεχνική περιλαμβάνει αναπήδηση των ακτίνων λέιζερ από τους ανακλαστήρες που τοποθετούνται στην επιφάνεια του φεγγαριού. Με τη μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται για να ταξιδέψει το φως στο φεγγάρι και στην πλάτη, μπορούμε να καθορίσουμε την απόσταση από τη γη με υψηλή ακρίβεια. Αυτά τα δεδομένα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση της κατανόησης της μάζας και της τροχιάς του φεγγαριού.

* Τρότες διαστημικού σκάφους: Η βαρυτική επίδραση του φεγγαριού στο διαστημικό σκάφος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βελτιώσει τις εκτιμήσεις της μάζας του.

Συνοπτικά:

Η μάζα του φεγγαριού καθορίζεται παρατηρώντας την κίνηση της γύρω από τη γη, εφαρμόζοντας το νόμο της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα και χρησιμοποιώντας άλλες τεχνικές όπως το σεληνιακό λέιζερ που κυμαίνονται και αναλύουν τις τροχιές διαστημικών οχημάτων. Αυτές οι μέθοδοι μας παρέχουν την πιο ακριβή τιμή για τη μάζα του φεγγαριού, η οποία είναι περίπου 7,342 × 10^22 kg.