Երկրի Լուսնի լայնությունը Երկրի լայնության մոտ մեկ քառորդն է։ Դա կարող է սովորական թվալ, մինչև չհամեմատեք մյուս մոլորակներն իրենց արբանյակների հետ․ նույնիսկ Յուպիտերի և Սատուրնի հսկա արբանյակները փոքր մասն են կազմում իրենց մոլորակների տրամագծերից։ Ութ մոլորակների մեջ Երկիրն իր մոլորակին համեմատ ամենամեծ արբանյակն ունի։
Այս առանձնահատկությունը երկու վերապահում ունի։ Մեր Լուսինն իր բացարձակ չափերով ամենամեծ արբանյակը չէ, և Երկիր-Լուսին զույգը նաև ամենահավասարակշռվածը չէ, եթե հաշվի առնենք թզուկ մոլորակները։ Պլուտոնի ուղեկից Քարոնը համեմատաբար շատ ավելի մեծ է։ Ուստի հետաքրքիր հարցը պարզապես «Որքա՞ն մեծ է Լուսինը» չէ, այլ՝ «Մեծ՝ ինչի՞ համեմատ»։
Հարաբերակցությունը այդ հարցը վերածում է օգտակար համեմատության։ Այն նաև օգնում է տարբերակել երեք գաղափար, որոնք հաճախ խառնվում են իրար՝ ֆիզիկական չափը, գրավիտացիոն նշանակությունը և երկնքում տեսանելի թվացյալ չափը։ Արեգակնային համակարգի ինտերակտիվ քարտեզը ցույց է տալիս մոլորակների ներկայիս դիրքերը, իսկ ստորև բերված համեմատությունները բացատրում են այդ համակարգի մեկ այլ կողմ՝ մոլորակների ու նրանց արբանյակների չափերի տարբերության աստիճանը։
Լուսնի լայնությունը Երկրի լայնության մեկ քառորդից ավելին է
Լուսնի շառավիղը 1,737.4 կմ է։ Եթե Երկրի միջին շառավիղը համարենք մոտ 6,371 կմ, ապա Լուսնի շառավիղը Երկրի շառավղին բաժանելիս կստանանք մոտավորապես 0.273։ Այլ կերպ ասած՝ Լուսնի տրամագիծը Երկրի տրամագծի մոտ 27.3%-ն է։ Նույն հարաբերակցությունը գործում է շառավղի և տրամագծի համար, քանի որ երկու չափերն էլ կրկնապատկելիս դրանց հարաբերությունը չի փոխվում։
Պատկերացրեք, որ Երկիրը 30 սմ տրամագծով գնդակ է։ Այդ մասշտաբով Լուսինը կունենար մոտ 8.2 սմ տրամագիծ՝ ավելի շուտ մեծ նարնջի, քան փոքրիկ ուլունքի չափ։ Դա զարմանալիորեն խոշոր ուղեկից է։ Բայց այս մոդելը նաև բացահայտում է պատկերազարդումներում տարածված մի թակարդ։ Երկիր-Լուսին միջին՝ 384,400 կմ հեռավորության դեպքում երկու գնդակների կենտրոնները միմյանցից մոտ 9.1 մետր հեռու կլինեին։ Նկարազարդումը, որտեղ դրանք գրեթե հպվում են, կարող է պահպանել դրանց հարաբերական չափերը, բայց միաժամանակ զգալիորեն փոքրացնել նրանց միջև եղած դատարկ տարածությունը։
Չափերի հարաբերությունը գնահատելու միակ եղանակը տրամագիծը չէ։ Լուսնի զանգվածը Երկրի զանգվածի մոտ մեկ ութսունմեկերորդն է կամ մոտավորապես 1.2%-ը, ոչ թե 27.3%-ը։ Ծավալն աճում է տրամագծի խորանարդին համեմատ․ եթե մարմնի լայնությունը մյուսի լայնության 0.273-ն է, ապա նույն ձևն ունենալու դեպքում դրա ծավալը կլինի ընդամենը մոտ 0.020-ը։ Այսինքն՝ մոտ 2%-ը։
Մնացած տարբերությունը խտությամբ է պայմանավորված։ Լուսնի միջին խտությունն ավելի փոքր է, քան Երկրինը, որի երկաթով հարուստ մեծ միջուկը զգալիորեն նպաստում է նրա զանգվածին։ Այսպիսով, արբանյակը կարող է իր մոլորակի կողքին տպավորիչ մեծ թվալ՝ միևնույն ժամանակ գրավիտացիոն առումով հավասարազոր ուղեկից լինելուց շատ հեռու մնալով։ Երկիրն ու Լուսինը կրկնակի մոլորակի նման համարելու հարցը քննարկելիս կարևոր է տրամագիծն ու զանգվածը միմյանցից տարբերակել։
Ավելի մեծ արբանյակները կարող են համեմատաբար փոքր ուղեկիցներ լինել
Յուպիտերի Գանիմեդը Արեգակնային համակարգի ամենամեծ արբանյակն է․ նրա տրամագիծը մոտ 5,268 կմ է։ Հաջորդը Սատուրնի Տիտանն է՝ մոտ 5,149 կմ տրամագծով։ Երկուսն էլ ավելի լայն են, քան Մերկուրին, և երկուսն էլ զգալիորեն ավելի լայն են, քան մեր Լուսինը, որի տրամագիծը 3,474.8 կմ է։ Բայց դրանցից ոչ մեկը չի դարձնում իր մոլորակն աննշան չափերի։
Միջին տրամագծերն օգտագործելիս Գանիմեդի լայնությունը Յուպիտերի լայնության միայն մոտ 3.8%-ն է։ Տիտանի լայնությունը Սատուրնի լայնության մոտ 4.4%-ն է։ Հետևաբար Երկրի 27.3% հարաբերակցությունը վեց անգամից ավելի մեծ է, քան դրանցից որևէ մեկը։ Սա չի նշանակում, թե մեր Լուսինը վեց անգամ ավելի մեծ է․ նշանակում է, որ նրա հարաբերական չափը սեփական մոլորակի կողքին վեց անգամից ավելի մեծ է։
Նեպտունը մեկ այլ օգտակար համեմատության օրինակ է։ Նրա ամենամեծ արբանյակը՝ Տրիտոնը, Նեպտունի տրամագծի մոտ 5.5%-ն է։ Դա Գանիմեդի կամ Տիտանի ցուցանիշից մեծ հարաբերակցություն է, բայց միևնույն է՝ շատ փոքր է Երկիր-Լուսին հարաբերակցությունից։ Մարսը հակառակ ծայրահեղությունն է ներկայացնում․ նրա երկու փոքր, անկանոն արբանյակները մոլորակի համեմատ չնչին են։
Այս համեմատությունները բացատրում են, թե ինչու արբանյակների տրամագծերով դասակարգումը չի պատասխանում այն հարցին, թե մոլորակային որ համակարգում է ուղեկիցն առավել ընդգծված։ Մեր Լուսինն Արեգակնային համակարգի արբանյակների ֆիզիկական չափերով հինգերորդն է, բայց ութ մոլորակների արբանյակների մեջ իր մոլորակի համեմատ առաջինն է։ Արբանյակների ամբողջական ցանկի համար տեսեք Արեգակնային համակարգի արբանյակների ուղեցույցը․ այստեղ կարևոր տարբերությունն այն է, թե ինչն է բացարձակ դասակարգումը, և ինչը՝ հարաբերակցությունը։
Արդյո՞ք դա Երկիրն ու Լուսինը դարձնում է կրկնակի մոլորակ
«Կրկնակի մոլորակը» հրապուրիչ բնորոշում է, սակայն դրա համար համընդհանուր ընդունված պաշտոնական սահմանում չկա։ Առաջարկված չափանիշներից մեկը հարցնում է, թե որտեղ է գտնվում երկու մարմինների ընդհանուր զանգվածի կենտրոնը։ Երկու մարմիններն էլ պտտվում են այս կետի շուրջ, որը կոչվում է բարիկենտրոն․ փոքր մարմինը կատարյալ անշարժ մեծ մարմնի շուրջը չի պտտվում։
Երկիր-Լուսին համակարգի դեպքում բարիկենտրոնը գտնվում է Երկրի ներսում։ Դրա դիրքը կարելի է մոտավոր հաշվարկել՝ օգտագործելով զանգվածների հարաբերությունը։ Եթե Երկրի զանգվածը Լուսնի զանգվածից մոտ 81 անգամ մեծ է, ապա բարիկենտրոնը Երկրի կենտրոնից հեռու կլինի կենտրոնների միջև եղած հեռավորության մոտ մեկ ութսուներկուերորդի չափով։ Օգտագործելով 384,400 կմ միջին հեռավորությունը՝ ստանում ենք մոտ 4,700 կմ։ Դա Երկրի մոտ 6,371 կմ շառավղից փոքր է, ուստի այս պարզեցված հաշվարկով կետը գտնվում է մակերևույթից մոտ 1,700 կմ խորության վրա։
Հիմա համեմատենք Պլուտոնն ու Քարոնը։ Քարոնի լայնությունը Պլուտոնի լայնության մոտ կեսն է, իսկ զանգվածը՝ մոտ մեկ ութերորդը։ Նրանց բարիկենտրոնը գտնվում է Պլուտոնից դուրս, ինչն այս զույգը դարձնում է երկուական համակարգի շատ ավելի համոզիչ օրինակ։ Պլուտոնը դասակարգվում է որպես թզուկ մոլորակ, ուստի սա չի փոխում Երկրի առանձնահատուկ դիրքն ութ մոլորակների շարքում։
Բարիկենտրոնի չափանիշը օգտակար է, բայց դասակարգման ամբողջական կանոն չէ։ Դրա դիրքը կախված է ինչպես հեռավորությունից, այնպես էլ զանգվածից․ նույն երկու մարմիններն ավելի հեռու տեղադրելու դեպքում բարիկենտրոնն ավելի կհեռանա յուրաքանչյուրի կենտրոնից։ Հետևաբար ավելի մեծ մարմնից դուրս գտնվող կետն ինքնին չի հաստատում «կրկնակի մոլորակի» կարգավիճակ, որի շուրջ բոլորը համաձայն են։ Ընդունված դասակարգմամբ Երկիր-Լուսին համակարգում Երկիրը մոլորակ է, իսկ Լուսինը՝ նրա բնական արբանյակը, չնայած Լուսնի տրամագծի՝ մոլորակի տրամագծի համեմատ անսովոր մեծ լինելուն։
Հուշում այն մասին, թե ինչպես է առաջացել Լուսինը
Լուսնի զգալի չափը այն մի քանի հատկություններից մեկն է, որը պետք է բացատրի նրա ծագման տեսությունը։ Առաջատար բացատրությունը հսկա բախման վարկածն է․ Երկրի վաղ պատմության ընթացքում խոշոր բախման հետևանքով նյութ է հայտնվել ուղեծրում, և Լուսինը ձևավորվել է ուղեծրում պտտվող բեկորներից։ Ընդհանուր պատկերը լավ հիմնավորված է, բայց բախման ճշգրիտ հանգամանքներն ու դրան հաջորդած զարգացումը շարունակում են ուսումնասիրվել։
Միայն չափը չի ապացուցում այդ պատմությունը։ Գիտնականներն ուսումնասիրում են նաև համակարգի անկյունային իմպուլսը, Լուսնի համեմատաբար փոքր մետաղական միջուկը, ինչպես նաև երկրային ու լուսնային նյութերի քիմիական և իզոտոպային նմանությունները։ Հաջող բացատրությունը պետք է միաժամանակ հաշվի առնի այս դիտարկումները, այլ ոչ թե պարզապես մոդելավորման ընթացքում մեծ արբանյակ ստեղծի։
Սա տարբերվում է հսկա մոլորակների մեծ, կանոնավոր արբանյակների առաջացման ընդհանուր պատկերից․ համարվում է, որ դրանք ձևավորվել են աճող մոլորակները շրջապատող գազի և պինդ նյութերի սկավառակների ներսում։ Առաջացման տարբեր միջավայրերը կարող են մոլորակի և նրա ուղեկիցների միջև տարբեր հարաբերակցություններ ստեղծել։ Պարտադիր չէ, որ յուրաքանչյուր մոլորակային համակարգ մյուսների փոքրացված պատճենը լինի։
Առաջացումն ու հետագա զարգացումը նույնպես պետք է իրարից տարբերել։ Մակընթացային փոխազդեցությունները ժամանակի ընթացքում փոխել են Երկիր-Լուսին համակարգը, և Լուսինը Երկրից հեռանում է տարեկան մոտ 3.8 սմ-ով։ Դա փոխում է նրանց միջև եղած հեռավորությունը, ոչ թե տրամագծերի հարաբերակցությունը։ Այդ փոխազդեցություններն օգնում են նաև բացատրել նրանց ուղեծրային ու պտտական համաժամեցված կապը, որի մասին կարող եք կարդալ «Ինչու ենք միշտ տեսնում Լուսնի նույն կողմը» հոդվածում։
Ինչու է մեծ ուղեկիցը երկնքում փոքր երևում
Երկրի համեմատական չափը նույնը չէ, ինչ Երկրի վրա գտնվող դիտորդին տեսանելի թվացյալ չափը։ Տեսանելի չափը կախված է Լուսնի տրամագիծը ձեզանից ունեցած հեռավորությանը բաժանելուց։ Օգտագործելով նրա 3,474.8 կմ տրամագիծն ու Երկիր-Լուսին կենտրոնների միջև 384,400 կմ միջին հեռավորությունը՝ ստանում ենք մոտավորապես 0.52 աստիճան անկյունային տրամագիծ։ Սա օգտակար մոտավոր գնահատական է, ոչ թե դիտարկման որոշակի վայրի համար ճշգրիտ կանխատեսում։
Ահա թե ինչու Երկրի լայնության մեկ քառորդից մեծ ուղեկիցը կարող է երկնքի միայն փոքր հատվածը զբաղեցնել։ Մարմինների միջև եղած տարածությունը հսկայական է՝ համեմատած դրանցից յուրաքանչյուրի տրամագծի հետ։ Եթե Լուսինն ավելի հեռու լիներ, այն ավելի փոքր կերևար՝ առանց ֆիզիկապես փոքրանալու կամ Երկրի համեմատ իր անսովոր մեծ չափերի հարաբերակցությունը կորցնելու։
Այս տարբերակումը գործնական ստուգում է տալիս լուսնային լուսանկարները համեմատելիս։ Տարբեր կիզակետային հեռավորություններով, կտրվածքներով կամ առաջին պլանի տարրերով արված նկարները չեն կարող հաստատել Լուսնի ֆիզիկական չափի փոփոխությունը։ Թվացյալ տրամագիծը իմաստալից համեմատելու համար անհրաժեշտ է պատկերի անփոփոխ մասշտաբ։ Քաղաքների լուսնային վահանակները լուսնի փուլի և լուսավորվածության հետ միասին տրամադրում են հեռավորության, բարձրության և ազիմուտի տվյալները՝ դիտարկումը գրանցելու համար անհրաժեշտ համատեքստը։ Պահեք տեսախցիկի կարգավորումները նույնը, գրանցեք հեռավորությունը, և կկարողանաք ուսումնասիրել Լուսնի թվացյալ չափի փոփոխությունը՝ այն չշփոթելով շատ ավելի հիմնարար հարցի հետ, թե որքան մեծ է մեր ուղեկիցը Երկրի կողքին։