चंद्रमा हमारे ग्रह का एक उपग्रह है, जो अनादि काल से वैज्ञानिकों और जिज्ञासु लोगों की निगाहों को आकर्षित करता रहा है। प्राचीन दुनिया में, ज्योतिषियों और खगोलविदों दोनों ने उन्हें प्रभावशाली ग्रंथ समर्पित किए। कवि भी उनसे पीछे नहीं रहे। आज, इस अर्थ में बहुत कम बदलाव आया है: चंद्रमा की कक्षा, इसकी सतह और आंतरिक भाग की विशेषताओं का खगोलविदों द्वारा सावधानीपूर्वक अध्ययन किया जाता है। कुंडली बनाने वाले भी उनसे नजरें नहीं हटाते। दोनों द्वारा पृथ्वी पर उपग्रह के प्रभाव का अध्ययन किया जा रहा है। खगोलविद अध्ययन करते हैं कि कैसे दो ब्रह्मांडीय पिंडों की परस्पर क्रिया प्रत्येक की गति और अन्य प्रक्रियाओं को प्रभावित करती है। चंद्रमा के अध्ययन के दौरान इस क्षेत्र में ज्ञान में काफी वृद्धि हुई है।
उत्पत्ति
वैज्ञानिकों के अनुसार पृथ्वी और चंद्रमा का निर्माण लगभग एक ही समय में हुआ था। दोनों शव 4.5 अरब साल पुराने हैं। उपग्रह की उत्पत्ति के बारे में कई सिद्धांत हैं। उनमें से प्रत्येक चंद्रमा की कुछ विशेषताओं की व्याख्या करता है, लेकिन कई अनसुलझे प्रश्न छोड़ देता है। विशाल टक्कर सिद्धांत को आज सच्चाई के सबसे करीब माना जाता है।
परिकल्पना के अनुसार मंगल के आकार के समान एक ग्रह युवा पृथ्वी से टकरा गया। प्रभाव स्पर्शरेखा था और इस ब्रह्मांडीय शरीर के अधिकांश पदार्थों के साथ-साथ स्थलीय "सामग्री" की एक निश्चित मात्रा में रिलीज का कारण बना। इस पदार्थ से एक नई वस्तु का निर्माण हुआ। चंद्रमा की कक्षीय त्रिज्या मूल रूप से साठ हजार किलोमीटर थी।
विशाल टक्कर की परिकल्पना उपग्रह की संरचना और रासायनिक संरचना की कई विशेषताओं, चंद्रमा-पृथ्वी प्रणाली की अधिकांश विशेषताओं की अच्छी तरह से व्याख्या करती है। हालाँकि, यदि हम सिद्धांत को आधार के रूप में लेते हैं, तो कुछ तथ्य अभी भी समझ से बाहर हैं। इस प्रकार, उपग्रह पर लोहे की कमी को केवल इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि टक्कर के समय तक, दोनों निकायों पर आंतरिक परतों का विभेदन हो चुका था। आज तक, इस बात का कोई सबूत नहीं है कि ऐसा कुछ हुआ था। और फिर भी, इस तरह के प्रतिवादों के बावजूद, एक विशाल प्रभाव की परिकल्पना को दुनिया भर में मुख्य माना जाता है।
पैरामीटर
चंद्रमा, अन्य उपग्रहों की तरह, कोई वायुमंडल नहीं है। केवल ऑक्सीजन, हीलियम, नियॉन और आर्गन के निशान मिले हैं। इसलिए प्रबुद्ध और अंधेरे क्षेत्रों में सतह का तापमान बहुत अलग होता है। धूप की तरफ, यह +120 तक बढ़ सकता है, और अंधेरे तरफ यह -160 तक गिर सकता है।
पृथ्वी और चंद्रमा के बीच की औसत दूरी 384,000 किमी है। उपग्रह का आकार लगभग एक पूर्ण गोलाकार है। भूमध्यरेखीय और ध्रुवीय त्रिज्या के बीच का अंतर छोटा है। वे क्रमशः 1738.14 और 1735.97 किमी हैं।
पृथ्वी के चारों ओर चंद्रमा का पूर्ण परिक्रमण27 दिनों से थोड़ा अधिक समय लेता है। प्रेक्षक के लिए आकाश में उपग्रह की गति चरणों के परिवर्तन की विशेषता है। एक पूर्णिमा से दूसरी पूर्णिमा तक का समय संकेतित अवधि से कुछ अधिक लंबा होता है और लगभग 29.5 दिन का होता है। अंतर इसलिए पैदा होता है क्योंकि पृथ्वी और उपग्रह भी सूर्य के चारों ओर घूम रहे हैं। चंद्रमा को अपनी मूल स्थिति में लौटने के लिए एक से अधिक चक्कर लगाने पड़ते हैं।
पृथ्वी-चंद्रमा प्रणाली
चंद्रमा एक उपग्रह है, जो अन्य समान पिंडों से कुछ अलग है। इस अर्थ में इसकी मुख्य विशेषता इसका द्रव्यमान है। इसका अनुमान 7.351022 किग्रा है, जो पृथ्वी के समान पैरामीटर का लगभग 1/81 है। और यदि द्रव्यमान स्वयं अंतरिक्ष में सामान्य से कुछ अलग नहीं है, तो ग्रह की विशेषताओं के साथ इसका संबंध असामान्य है। एक नियम के रूप में, उपग्रह-ग्रह प्रणालियों में द्रव्यमान अनुपात कुछ छोटा होता है। केवल प्लूटो और चारोन समान अनुपात का दावा कर सकते हैं। कुछ समय पहले इन दो ब्रह्मांडीय पिंडों को दो ग्रहों की एक प्रणाली के रूप में चित्रित किया जाने लगा। ऐसा लगता है कि यह पद पृथ्वी और चंद्रमा के मामले में भी मान्य है।
चंद्रमा कक्षा में
उपग्रह प्रति नक्षत्र माह में तारों के सापेक्ष ग्रह के चारों ओर एक चक्कर लगाता है, जो 27 दिन 7 घंटे और 42.2 मिनट तक रहता है। चंद्रमा की कक्षा का आकार अण्डाकार है। अलग-अलग अवधियों में, उपग्रह या तो ग्रह के करीब स्थित होता है, या उससे और दूर होता है। पृथ्वी और चंद्रमा के बीच की दूरी 363,104 से बदल कर 405,696 किलोमीटर हो जाती है।
उपग्रह प्रक्षेपवक्र के साथएक और सबूत इस धारणा के पक्ष में जुड़ा हुआ है कि एक उपग्रह के साथ पृथ्वी को दो ग्रहों से मिलकर एक प्रणाली के रूप में माना जाना चाहिए। चंद्रमा की कक्षा पृथ्वी के भूमध्यरेखीय तल के पास स्थित नहीं है (जैसा कि अधिकांश उपग्रहों के लिए विशिष्ट है), लेकिन व्यावहारिक रूप से सूर्य के चारों ओर ग्रह के घूमने के तल में है। अण्डाकार और उपग्रह के पथ के बीच का कोण 5º से थोड़ा अधिक है।
पृथ्वी के चारों ओर चंद्रमा की कक्षा कई कारकों से प्रभावित होती है। इस संबंध में, उपग्रह के सटीक प्रक्षेपवक्र का निर्धारण करना कोई आसान काम नहीं है।
थोड़ा सा इतिहास
चंद्रमा की चाल की व्याख्या करने वाले सिद्धांत को 1747 में वापस रखा गया था। पहली गणना के लेखक जो वैज्ञानिकों को उपग्रह की कक्षा की विशेषताओं को समझने के करीब लाए, वह फ्रांसीसी गणितज्ञ क्लैरॉट थे। फिर, दूर अठारहवीं शताब्दी में, पृथ्वी के चारों ओर चंद्रमा की क्रांति को अक्सर न्यूटन के सिद्धांत के खिलाफ एक तर्क के रूप में सामने रखा गया था। सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का उपयोग करके की गई गणना उपग्रह की स्पष्ट गति से बहुत भिन्न होती है। क्लेयरौट ने इस समस्या का समाधान किया।
इस मुद्दे का अध्ययन डी'अलेम्बर्ट और लाप्लास, यूलर, हिल, पुइसेक्स और अन्य जैसे प्रसिद्ध वैज्ञानिकों द्वारा किया गया था। चंद्रमा की क्रांति का आधुनिक सिद्धांत वास्तव में ब्राउन (1923) के काम से शुरू हुआ था। ब्रिटिश गणितज्ञ और खगोलशास्त्री के शोध ने गणना और अवलोकन के बीच की विसंगतियों को खत्म करने में मदद की।
आसान काम नहीं
चंद्रमा की गति में दो मुख्य प्रक्रियाएं होती हैं: अपनी धुरी के चारों ओर घूमना और हमारे ग्रह के चारों ओर घूमना। उपग्रह की गति की व्याख्या करने वाले सिद्धांत को प्राप्त करना इतना कठिन नहीं होगा यदिइसकी कक्षा विभिन्न कारकों से प्रभावित नहीं थी। यह सूर्य का आकर्षण है, और पृथ्वी के आकार की विशेषताएं, और अन्य ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र हैं। इस तरह के प्रभाव कक्षा को परेशान करते हैं और किसी विशेष अवधि में चंद्रमा की सटीक स्थिति का अनुमान लगाना एक कठिन कार्य बन जाता है। यहाँ क्या है यह समझने के लिए, आइए उपग्रह की कक्षा के कुछ मापदंडों पर ध्यान दें।
आरोही और अवरोही नोड, एपिसाइड्स की पंक्ति
जैसा कि पहले ही बताया जा चुका है कि चंद्रमा की कक्षा का झुकाव अण्डाकार की ओर है। दो पिंडों के प्रक्षेप पथ आरोही और अवरोही नोड्स कहे जाने वाले बिंदुओं पर प्रतिच्छेद करते हैं। वे प्रणाली के केंद्र, यानी पृथ्वी के सापेक्ष कक्षा के विपरीत दिशा में स्थित हैं। एक काल्पनिक रेखा जो इन दो बिंदुओं को जोड़ती है, गांठों की रेखा कहलाती है।
उपग्रह उपभू बिंदु पर हमारे ग्रह के सबसे निकट है। अधिकतम दूरी दो अंतरिक्ष पिंडों को अलग करती है जब चंद्रमा अपने चरम पर होता है। इन दोनों बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखा को अपसाइड्स की रेखा कहते हैं।
कक्षा में गड़बड़ी
उपग्रह की गति पर बड़ी संख्या में कारकों के प्रभाव के परिणामस्वरूप, वास्तव में, यह कई आंदोलनों का योग है। उभरती हुई गड़बड़ियों में सबसे अधिक ध्यान देने योग्य बात पर विचार करें।
पहला नोड लाइन रिग्रेशन है। चंद्र कक्षा के समतल के प्रतिच्छेदन के दो बिंदुओं और अण्डाकार को जोड़ने वाली सीधी रेखा एक स्थान पर निश्चित नहीं होती है। यह उपग्रह की गति के विपरीत दिशा में बहुत धीमी गति से चलता है (इसीलिए इसे प्रतिगमन कहा जाता है)। दूसरे शब्दों में, चंद्रमा की कक्षा का तलअंतरिक्ष में घूमता है। उसे एक पूरा चक्कर लगाने में 18.6 साल लगते हैं।
पापों की रेखा भी चल रही है। एपोसेंटर और पेरीएप्सिस को जोड़ने वाली सीधी रेखा की गति को कक्षीय तल के घूर्णन में उसी दिशा में व्यक्त किया जाता है जिस दिशा में चंद्रमा चलता है। यह नोड्स की एक पंक्ति के मामले में बहुत तेजी से होता है। एक पूर्ण मोड़ में 8, 9 वर्ष लगते हैं।
इसके अलावा, चंद्र कक्षा एक निश्चित आयाम के उतार-चढ़ाव का अनुभव करती है। समय के साथ, इसके तल और अण्डाकार के बीच का कोण बदल जाता है। मानों की सीमा 4°59' से 5°17' तक है। जैसे नोड्स की रेखा के मामले में, ऐसे उतार-चढ़ाव की अवधि 18.6 वर्ष है।
आखिरकार, चंद्रमा की कक्षा अपना आकार बदल लेती है। यह थोड़ा खिंचता है, फिर अपने मूल विन्यास में वापस आ जाता है। इसी समय, कक्षा की विलक्षणता (एक वृत्त से इसके आकार के विचलन की डिग्री) 0.04 से 0.07 में बदल जाती है। परिवर्तन और अपनी मूल स्थिति में लौटने में 8.9 वर्ष लगते हैं।
यह इतना आसान नहीं है
दरअसल, गणना के दौरान जिन चार कारकों को ध्यान में रखना आवश्यक है, वे इतने अधिक नहीं हैं। हालांकि, वे उपग्रह की कक्षा के सभी व्यवधानों को समाप्त नहीं करते हैं। वास्तव में, चंद्रमा की गति का प्रत्येक पैरामीटर लगातार बड़ी संख्या में कारकों से प्रभावित होता है। यह सब उपग्रह के सटीक स्थान की भविष्यवाणी करने के कार्य को जटिल बनाता है। और इन सभी मापदंडों के लिए लेखांकन अक्सर सबसे महत्वपूर्ण कार्य होता है। उदाहरण के लिए, चंद्रमा के प्रक्षेपवक्र की गणना और इसकी सटीकता इसे भेजे गए अंतरिक्ष यान के मिशन की सफलता को प्रभावित करती है।
चंद्रमा का पृथ्वी पर प्रभाव
हमारे ग्रह का उपग्रह अपेक्षाकृत छोटा है, लेकिन इसका प्रभाव अच्छा हैउल्लेखनीय रूप से। शायद हर कोई जानता है कि यह चंद्रमा है जो पृथ्वी पर ज्वार का निर्माण करता है। यहां हमें तुरंत आरक्षण करना चाहिए: सूर्य भी इसी तरह के प्रभाव का कारण बनता है, लेकिन अधिक दूरी के कारण, तारे का ज्वारीय प्रभाव थोड़ा ध्यान देने योग्य होता है। इसके अलावा, समुद्रों और महासागरों में जल स्तर में परिवर्तन भी पृथ्वी के घूमने की ख़ासियत से जुड़ा है।
हमारे ग्रह पर सूर्य का गुरुत्वाकर्षण प्रभाव चंद्रमा से लगभग दो सौ गुना अधिक है। हालांकि, ज्वारीय बल मुख्य रूप से क्षेत्र की असमानता पर निर्भर करते हैं। पृथ्वी और सूर्य को अलग करने वाली दूरी उन्हें सुचारू करती है, इसलिए हमारे करीब चंद्रमा का प्रभाव अधिक शक्तिशाली होता है (प्रकाश के मामले में दोगुना महत्वपूर्ण)।
एक ज्वार की लहर ग्रह के उस तरफ बनती है जो वर्तमान में रात्रि के तारे की ओर है। विपरीत दिशा में ज्वार भी है। यदि पृथ्वी स्थिर होती, तो लहर पश्चिम से पूर्व की ओर गति करती, ठीक चंद्रमा के नीचे स्थित होती। इसका पूर्ण परिक्रमण 27-विषम दिनों में, अर्थात् एक नक्षत्र के महीने में पूरा हो जाएगा। हालाँकि, अपनी धुरी के चारों ओर पृथ्वी के घूमने की अवधि 24 घंटे से थोड़ी कम है। परिणामस्वरूप, लहर ग्रह की सतह पर पूर्व से पश्चिम की ओर चलती है और 24 घंटे 48 मिनट में एक चक्कर पूरा करती है। चूंकि लहर लगातार महाद्वीपों से मिलती है, इसलिए यह पृथ्वी की गति की दिशा में आगे बढ़ती है और अपनी दौड़ में ग्रह के उपग्रह से आगे निकल जाती है।
चंद्रमा की कक्षा को हटाना
एक ज्वार की लहर के कारण पानी का एक विशाल द्रव्यमान हिलने लगता है। यह सीधे उपग्रह की गति को प्रभावित करता है। प्रभावशाली हिस्साग्रह का द्रव्यमान दो पिंडों के द्रव्यमान केंद्रों को जोड़ने वाली रेखा से विस्थापित होकर चंद्रमा को अपनी ओर आकर्षित करता है। नतीजतन, उपग्रह बल के एक क्षण का अनुभव करता है, जो इसकी गति को तेज करता है।
उसी समय, एक ज्वार की लहर पर चलने वाले महाद्वीप (वे लहर से तेज चलते हैं, क्योंकि पृथ्वी चंद्रमा की तुलना में अधिक गति से घूमती है), एक बल का अनुभव करें जो उन्हें धीमा कर देता है। इससे हमारे ग्रह के घूर्णन में क्रमिक मंदी आती है।
दो पिंडों के ज्वारीय अंतःक्रिया के साथ-साथ ऊर्जा संरक्षण और कोणीय गति के नियमों की कार्रवाई के परिणामस्वरूप, उपग्रह एक उच्च कक्षा में चला जाता है। इससे चंद्रमा की गति कम हो जाती है। कक्षा में, यह अधिक धीमी गति से चलना शुरू कर देता है। कुछ ऐसा ही पृथ्वी के साथ भी होता है। यह धीमा हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप दिन की लंबाई में धीरे-धीरे वृद्धि होती है।
चंद्रमा प्रति वर्ष लगभग 38 मिमी पृथ्वी से दूर जा रहा है। जीवाश्म विज्ञानियों और भूवैज्ञानिकों के अध्ययन खगोलविदों की गणना की पुष्टि करते हैं। पृथ्वी के धीरे-धीरे मंद होने और चंद्रमा को हटाने की प्रक्रिया लगभग 4.5 अरब साल पहले शुरू हुई थी, यानी दोनों पिंडों के बनने के क्षण से। शोधकर्ताओं का डेटा इस धारणा का समर्थन करता है कि पहले चंद्र महीना छोटा था, और पृथ्वी तेज गति से घूमती थी।
ज्वार की लहर समुद्रों के जल में ही नहीं होती है। समान प्रक्रियाएं मेंटल और पृथ्वी की पपड़ी दोनों में होती हैं। हालाँकि, वे कम ध्यान देने योग्य हैं क्योंकि ये परतें उतनी निंदनीय नहीं हैं।
चंद्रमा की मंदी और पृथ्वी का धीमा होना हमेशा के लिए नहीं रहेगा। अंत में, ग्रह के घूमने की अवधि उपग्रह के परिक्रमण की अवधि के बराबर होगी। चंद्रमा एक क्षेत्र पर "होवर" करेगासतहें। पृथ्वी और उपग्रह हमेशा एक ही तरफ से एक दूसरे की ओर मुड़े रहेंगे। यहां यह याद रखना उचित होगा कि इस प्रक्रिया का एक हिस्सा पहले ही पूरा हो चुका है। यह ज्वार की बातचीत है जिसने इस तथ्य को जन्म दिया है कि चंद्रमा का एक ही पक्ष हमेशा आकाश में दिखाई देता है। अंतरिक्ष में, एक ऐसी प्रणाली का उदाहरण है जो इस तरह के संतुलन में है। इन्हें पहले से ही प्लूटो और चारोन कहा जाता है।
चंद्रमा और पृथ्वी लगातार संपर्क में हैं। यह कहना असंभव है कि किस शरीर का दूसरे पर अधिक प्रभाव पड़ता है। इसी समय, दोनों सूर्य के संपर्क में हैं। अन्य, अधिक दूर, ब्रह्मांडीय पिंड भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ऐसे सभी कारकों के लिए लेखांकन हमारे ग्रह के चारों ओर कक्षा में एक उपग्रह की गति के मॉडल का सटीक रूप से निर्माण और वर्णन करना काफी कठिन बनाता है। हालांकि, संचित ज्ञान की एक बड़ी मात्रा, साथ ही लगातार सुधार करने वाले उपकरण, किसी भी समय उपग्रह की स्थिति का कम या ज्यादा सटीक अनुमान लगाना संभव बनाता है और भविष्य की भविष्यवाणी करता है जो प्रत्येक वस्तु को व्यक्तिगत रूप से और पृथ्वी-चंद्रमा प्रणाली को एक के रूप में इंतजार कर रहा है। संपूर्ण.
