ระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์คืออะไร? คำตอบไม่ได้ง่ายอย่างที่คิด...
ดวงจันทร์เป็นวัตถุที่คนจดจำได้มากที่สุดในท้องฟ้ายามค่ำคืน และมีผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อชีวิตบนโลกนี้ แต่ระยะห่างที่แน่นอนระหว่างโลกกับดวงจันทร์คืออะไร? และทำไมคำถามนั้นไม่ง่ายอย่างที่คิด? นักดาราศาสตร์ Royal Observatory Affelia Wibisono อธิบายทั้งหมด ...
NS เฉลี่ย ระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์คือ 384 400 กม. (238 855 ไมล์) .
แสงเดินทางด้วยความเร็ว 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที ดังนั้นแสงจะใช้เวลาประมาณ 1.3 วินาทีในการเดินทางจากดวงจันทร์กลับสู่โลก กล่าวอีกนัยหนึ่ง ดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลก 1.3 วินาทีแสง .
ไม่มีวงโคจรใดเป็นวงกลมอย่างสมบูรณ์ บางตัวอยู่ใกล้กันมาก แต่อย่างน้อยก็มีรูปร่างเป็นวงรีเล็กน้อย นักดาราศาสตร์สามารถวัดว่าวงโคจรอยู่ใกล้วงกลมสมบูรณ์เพียงใดโดยการคำนวณ 'ความเยื้องศูนย์'
ซึ่งแสดงโดยตัวเลขที่อยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 ยิ่งความเยื้องศูนย์เข้าใกล้ 0 มากเท่าใด วงโคจรก็ยิ่งเข้าใกล้วงกลมมากขึ้นเท่านั้น อันที่จริง วงกลมถือได้ว่าเป็นวงรีชนิดพิเศษที่มีความเยื้องศูนย์เท่ากับ 0
ฉันพยายามในที่สุดฉันก็ทำ
วงโคจรของดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์นอกรีตน้อยที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะของเรา และใกล้กับวงกลมมากที่สุดด้วยค่า 0.007 ปรอทมีค่าผิดปกติมากที่สุดโดยมีค่า 0.2
NS ความเบี้ยวของวงโคจรของดวงจันทร์เท่ากับ0.05 . นอกจากนี้ โลกไม่ได้อยู่ที่ศูนย์กลางของวงโคจรของดวงจันทร์ด้วยเช่นกัน มันตั้งอยู่ที่หนึ่งในจุดโฟกัสของวงโคจรวงรีของดวงจันทร์ ดังนั้นจึงอยู่ใกล้กับขอบด้านหนึ่งของวงโคจรมากกว่าอีกด้านหนึ่ง
นักดาราศาสตร์มักจะพูดถึงตัวเลขที่แตกต่างกันสามตัวเมื่อพูดถึงระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์
ที่ของมัน จุดที่ไกลที่สุดจากโลก ดวงจันทร์อยู่ประมาณ 405 696 กม. (252 088 ไมล์) ห่างออกไปและนักดาราศาสตร์บอกว่าดวงจันทร์อยู่ที่ สุดยอด ('อาโป' แปลว่า 'ไม่อยู่')
ในทางกลับกัน เมื่อดวงจันทร์อยู่ที่ perigee ('peri' หมายถึง 'ใกล้') ดวงจันทร์อยู่ที่ เข้าใกล้โลกที่สุด . ระยะห่างระหว่างพวกเขาเพียง 363 104 กม. (225 623 ไมล์)
ตัวเลขทั้งสองนี้ต่างกัน 42 592 กม. (26 465 ไมล์) ซึ่งใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกถึงสามเท่า! ระยะทางเฉลี่ยระหว่างโลกกับดวงจันทร์คือ 384 400 กม. (238 855 ไมล์) .
วงโคจรวงรีของดวงจันทร์ด้วยระยะทางที่จุดสุดยอดและเส้นรอบวง โปรดทราบว่าโลกไม่ได้อยู่ที่ศูนย์กลางของวงโคจร และความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรนั้นเกินจริงที่นี่! เครดิต: NASA/Luc Viator/Affelia Wibisono
แต่ระยะทางทั้งสองมีผลกระทบต่อเราในทางใด? ไม่เชิง. พระจันทร์เต็มดวงจะดูใหญ่ขึ้นเล็กน้อยหากเกิดขึ้นระหว่างช่วงเพอริจี (บางครั้งเรียกว่าซูเปอร์มูน) และเล็กกว่าเล็กน้อยที่จุดสุดยอด (ไมโครมูน) อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างจะไม่สามารถสังเกตเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่า และการเปรียบเทียบภาพถ่ายแบบเคียงข้างกันเป็นวิธีเดียวที่จะมองเห็นได้อย่างแท้จริง
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับซูเปอร์มูน
เทศกาลอีสเตอร์ในปีนี้คือวันอะไร
เปรียบเทียบระหว่าง micromoon และ supermoon Supermoons มีขนาดใหญ่ขึ้น 14% และสว่างกว่า micromoon 30% เครดิต: Marcoaliaslama
กระแสน้ำของเราเกิดจากแรงดึงดูดของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์และการหมุนของโลก . กระแสน้ำสูงคือสูงสุด และกระแสน้ำต่ำจะต่ำที่สุดเมื่อเป็นพระจันทร์เต็มดวงหรือพระจันทร์ขึ้นใหม่ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดาวบริวารและดาวฤกษ์รวมกัน กระแสน้ำเหล่านี้เรียกว่ากระแสน้ำในฤดูใบไม้ผลิ เนื่องจากน้ำขึ้นน้ำลงและน้ำขึ้นน้ำลง จึงไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับฤดูใบไม้ผลิ ที่ perigee แรงดึงดูดของดวงจันทร์จะแรงกว่าปกติเล็กน้อย ดังนั้นความแตกต่างระหว่างกระแสน้ำสูงและกระแสน้ำต่ำจะมากขึ้น - แต่ประมาณ 5 ซม. เท่านั้น! ในทำนองเดียวกัน เมื่อดวงจันทร์อยู่ในจุดสูงสุด ความแตกต่างระหว่างกระแสน้ำสูงและกระแสน้ำต่ำจะเล็กกว่าปกติเพียง 5 ซม.
กระแสน้ำที่ใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และโลกอยู่ในแนวเดียวกัน เนื่องจากแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์รวมกัน กระแสน้ำ Neap มีขนาดเล็กลงและเกิดขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ตั้งฉากกัน เครดิต: NASA/Luc Viator/HalloweenNight/Affelia Wibisono
เนื่องจากดวงจันทร์โคจรรอบโลก และโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ทั้งดวงจันทร์และโลกจึงอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ยเท่ากัน โดยเฉลี่ย, โลกและดวงจันทร์อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร (หรือ 93 ล้านไมล์)!
ระยะทางนั้นใหญ่มากจนใช้เวลาแปดนาทีในการมาถึงเรา (จำไว้ว่าแสงเดินทางด้วยความเร็ว 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที) นั่นหมายความว่าถ้าดวงอาทิตย์หยุดส่องแสงในตอนนี้ เราจะไม่รู้อีกแปดนาที
โดยเฉลี่ยแล้วจะใช้เวลา สามวัน แต่ขึ้นอยู่กับความเร็วที่คุณเดินทางและเส้นทางที่แน่นอนที่คุณใช้ นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณต้องการทำ – การเคลื่อนผ่านดวงจันทร์ไม่ต้องการให้คุณช้าลงเพื่อเข้าสู่วงโคจร ช่วยลดเวลาที่ใช้ในการไปถึงที่นั่น
สถิติการเดินทางไปดวงจันทร์ที่สั้นที่สุดในปัจจุบันคือ นิวฮอไรซันส์ ยานอวกาศที่มีเวลา 8 ชั่วโมง 35 นาที
ยานอวกาศลำแรกที่พยายามจะไปถึงดวงจันทร์คือยานอวกาศของสหภาพโซเวียต พระจันทร์ 1 ในปีพ.ศ. 2502 โชคไม่ดีที่มันไม่ได้ช้าลงพอที่จะทำภารกิจให้สำเร็จ แต่มันไปถึงบริเวณดวงจันทร์ภายใน 34 ชั่วโมง (1 วัน 10 ชั่วโมง)
เมื่อพระจันทร์เต็มดวงครั้งต่อไปในปี 2559
สมาร์ท 1 ยานอวกาศขององค์การอวกาศยุโรปที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ไอออนเปิดตัวในปี 2546 ประหยัดเชื้อเพลิงอย่างมาก แต่ใช้เวลา 13.5 เดือนในการเดินทางให้เสร็จสิ้น!
การเดินทางในอวกาศของมนุษย์มักจะใช้เวลานานกว่าการเดินทางด้วยหุ่นยนต์ โดยเฉลี่ยแล้ว ภารกิจของลูกเรือทั้งเก้าไปยังดวงจันทร์ (รวมถึง Apollo 8, Apollo 10, Apollo 13 และ 6 ลำที่ลงจอดบนพื้นผิว) ใช้เวลาเพียง 78 ชั่วโมง (3 วัน 6 ชั่วโมง) เพื่อเข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์ เร็วที่สุดคืออพอลโล 8 ซึ่งใช้เวลา 2 วัน 21 ชั่วโมง 8 นาทีในขณะที่อพอลโล 17 ใช้เวลานานที่สุดด้วยเวลา 3 วัน 14 ชั่วโมง 41 นาที (เวลารวมเวลาที่ใช้ในวงโคจรโลก)
หากคุณขับรถด้วยความเร็ว 40 ไมล์ต่อชั่วโมง จะใช้เวลาประมาณ 5,791.375 ชั่วโมงเพื่อไปยังดวงจันทร์ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับว่าดวงจันทร์อยู่ในจุดสูงสุดหรือจุดสิ้นสุด และแน่นอนว่าคุณมีรถจรวดประเภทใด
NS วัฏจักรของดวงจันทร์ใช้เวลา 29.5 วันจึงจะเสร็จสมบูรณ์ และเชื่อมต่อโดยตรงกับวงโคจรของดวงจันทร์รอบโลก อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่ระยะเวลาที่โคจรรอบหนึ่งจะเสร็จสมบูรณ์ แทนที่ ดวงจันทร์ใช้เวลา 27.3 วันในการโคจรรอบโลก 1 ครั้ง .
ความแตกต่างนี้มาจากวิธีการวัดการเคลื่อนที่ของวัตถุในอวกาศ เนื่องจากไม่มีจุดตายตัวอย่างแท้จริงในอวกาศที่จะวัด คุณจึงถูกบังคับให้ใช้วัตถุที่ถือว่าไม่ย้ายไปอยู่ในระดับที่ไม่แน่นอนในระดับที่เหมาะสม
ดวงดาวและกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลออกไปมาก ในขณะที่ในทางเทคนิคทั้งหมดเคลื่อนที่ จะไม่เคลื่อนที่บนท้องฟ้าในช่วงเวลาของมนุษย์อย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นจึงถือว่าคงที่
หากคุณวัดว่าดวงจันทร์โคจรเป็นอย่างไรเมื่อเปรียบเทียบกับดาวที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้ คุณจะได้ 27.3 วัน ซึ่งเป็นคาบการโคจรที่แท้จริงของดวงจันทร์ อย่างไรก็ตาม เฟสของดวงจันทร์นั้นขึ้นอยู่กับการวางดวงจันทร์ โลก และดวงอาทิตย์ ในช่วงเวลาที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก โลกก็โคจรรอบดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ต้องใช้เวลาอีกสองสามวันในการไล่ตามและกลับไปยังจุดเดิมในอวกาศที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ ดังนั้นรอบข้างขึ้นข้างแรม 29.5 วัน
คุณอาจสังเกตเห็นว่าพระจันทร์เต็มดวงมักจะดูเหมือนเดิมเสมอ คุณมักจะเห็นรูปแบบเดียวกันของหลุมอุกกาบาต เนินเขา หุบเขา และแมร์ (ทะเล) บนพระจันทร์เต็มดวง ในความเป็นจริง หากคุณดูที่ระยะใดๆ ของดวงจันทร์ ดวงจันทร์จะแสดงลักษณะเดียวกันเสมอ แม้ว่าคุณลักษณะทั้งหมดจะไม่สว่างขึ้น
นี่เป็นเพราะว่าดวงจันทร์หมุนด้วยอัตราเดียวกับที่โคจรรอบโลก ยกเว้นการโยกเยกเล็กน้อย (เรียกว่า libration) ซึ่งทำให้เห็นดวงจันทร์มากขึ้นเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าเราเคยเห็นด้านใกล้ของดวงจันทร์จากโลกเท่านั้น และไม่เคยมองเห็นด้านไกล บางครั้งสิ่งนี้เรียกว่าด้านมืดของดวงจันทร์ ไม่ใช่เพราะว่าจริง ๆ แล้วมืด แต่เป็นเพราะมันลึกลับและไม่มีใครรู้จักจนกระทั่งมนุษย์สำรวจมัน
ผลที่ได้คือดวงจันทร์หมุนช้ามาก: ใช้เวลา 29.5 วันในการไปจากเที่ยงวันถึงเที่ยงวันบนดวงจันทร์ กลางวันกินเวลาประมาณสองสัปดาห์และกลางคืนอีกสองสัปดาห์ ประกอบกับการขาดบรรยากาศบนดวงจันทร์ หมายความว่าอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจากมากกว่า 100°C ในระหว่างวันเป็นประมาณ -150°C ในตอนกลางคืน
นักดาราศาสตร์ค้นพบว่าขณะนี้ดวงจันทร์กำลังเคลื่อนตัวออกจากโลก 3.8 ซม. ทุกปี!
เวลาในสหราชอาณาจักรตอนนี้
นักบินอวกาศจากภารกิจอพอลโล 11, 14 และ 15 และยานสำรวจสหภาพโซเวียตสองลำ Lunokhod 1 และ Lunokhod2 ทิ้งกระจกไว้ทั้งหมด 5 บานบนพื้นผิวดวงจันทร์ นักดาราศาสตร์บนโลกสามารถสะท้อนลำแสงเลเซอร์ออกจากกระจกเหล่านี้และบันทึกเวลาที่ใช้ในการส่งเลเซอร์กลับมา เรารู้ว่าลำแสงเลเซอร์เคลื่อนที่ได้เร็วแค่ไหน (ความเร็วของแสง) ดังนั้นเราจึงสามารถคำนวณระยะทางที่ลำแสงเลเซอร์เดินทางได้อย่างง่ายดาย ระยะห่างระหว่างโลก-ดวงจันทร์จะเป็นครึ่งหนึ่งของค่านี้
กระจกสะท้อนแสงซ้ายโดย Neil Armstrong และ Edwin ' ฉวัดเฉวียน Aldrin เป็นส่วนหนึ่งของการทดลอง Lunar Laser Ranging Experiment . เครดิต : NASA .
นี่หมายความว่าในอนาคตอันไกล Totalสุริยุปราคาจะกลายเป็นอดีตไปแล้ว เนื่องจากดวงจันทร์จะดูเล็กลง ดังนั้นจานของดวงจันทร์จึงไม่ใหญ่พอที่จะบดบังดวงอาทิตย์ได้ทั้งหมด ในที่สุดมันก็จะหยุดถอยห่างจากโลกในเวลาประมาณ 50 พันล้านปีตามทฤษฎี อย่างไรก็ตาม ดวงอาทิตย์จะเข้าสู่ขั้นต่อไปของชีวิตนานก่อนที่มันจะเกิดขึ้น เมื่อมันขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดงในอีก 5 พันล้านปีหรือประมาณนั้น มันจะผลักดวงจันทร์กลับมายังโลก ทำให้มันสลายตัวเนื่องจากแรงคลื่นที่รุนแรง
บทความนี้เขียนขึ้นโดยนักดาราศาสตร์ที่ Royal Observatory, Greenwich
01/06/2018: Affelia Wibisono