Определение гравитационного поля Луны
Отражение неоднородности в распределении масс в гравитационных аномалиях. Определение гравитационного потенциала Луны. Рассмотрение трудностей применения наблюдения за свободно падающим телом. Объяснение существования крупных положительных аномалий.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.04.2019 |
| Размер файла | 523,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
БГТУ имени В.Г. Шухова
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ ЛУНЫ
Захарчев С.В., Андреева Н В.
Неоднородности в распределении масс отражаются в гравитационных аномалиях. Гравитационными аномалиями, то есть отклонениями значения силы тяжести от "естественного", нормального значения. Поскольку Луна очень мало отличается от шара, то нормальным потенциалом можно считать постоянную величину. Параметры этого шара: средний радиус равен 1738 км, средняя плотность 3,344 0,004 г/см, безразмерный момент инерции.
Гравитационный потенциал Луны принято записывать в виде трех слагаемых
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где -- потенциал притя-- приливной потенциал. Последний
вносит существенный вклад в гравитационный потенциал Луны. В лекции, посвященной деформации уровенной поверхности планеты под действием приливного возмущения, мы показали, что уровенная поверхность "вытягивается" в сторону притягивающего тела. Луну можно аппроксимировать трехосным эллипсоидом с полуосями
,Размещено на http://www.allbest.ru/
м, ориентированным так, что его большая полуось направлена в сторону Земли.
Детальное исследование фигуры Луны стало возможно только после запуска искусственных спутников Луны (ИСЛ). Однако исследованием Луны занимались задолго до запуска ИСЛ. Сотрудники ГАИШ М.У.Сагитов и Н.П.Грушинский, используя астрометрические наблюдения получили, что сила тяжести на лунном трехосном эллипсоиде изменяется по закону
Размещено на http://www.allbest.ru/
.
Эта формула показывает, что сила тяжести к полюсу не растет, как это имеет место на Земле, а уменьшается! Это противоречит здравому смыслу. Тем более, что геометрическое сжатие положительно:
Согласно теореме Клеро, если Луна равновесное тело, то . Может быть величина аномально мала? Скорее всего -- Луна не равновесное тело. Она остановила свое вращение уже после того, как она получила свое гидростатическое сжатие, затем затвердела. Все эти вопросы лежат в русле космогонии системы Земля- Луна.
В спутниковую эру гравитационный потенциал Луны был определен неоднократно. Укажем лишь результат Феррари
Как видим, снова сила тяжести к полюсу не растет, а убывает.
На карте селеноида Феррари отчетливо видно увеличение высоты поверхности уровня над шаром в сторону Земли на 400 метров и свыше 300 метров -- с обратной стороны Луны. То есть вытянутость селеноида в сторону Земли очевидна. Правда, расчеты показывают, что приливной потенциал Земли на порядок меньше! Пофантазируем немного. Мы знаем, что Луна из-за приливного действия Земли от нас отдаляется. Когда-то Луна была существенно ближе к нам, а приливной эффект много больше современного. Если бы Луна была ближе в 2,7 раза, то приливным влиянием можно было бы объяснить наблюдаемую вытянутость селеноида в сторону Земли. Но тогда следует вывод, что даже тогда вращение Луны и ее обращение вокруг Земли были синхронны!
Наблюдения за ИСЛ позволили определить гравитационное поле Луны, а по нему и региональные (покрывающие большие площади) аномалии. Определение локальных аномалий требует выполнения физических экспериментов. Как мы уже упоминали, американские астронавты выполняли гравитационные измерения с помощью специальных лунных гравиметров, но этих измерений было очень мало. Один из универсальных методов измерения -- это наблюдение за свободно падающим телом. Главная трудность для реализации метода -- обеспечение точности определения ускорения свободного падения тела.
В 1968 году, за год до высадки человека на Луну, американские ученые П.Мюллер и У.Сьегрен исследовали лучевые ускорения ИСЛ Лунар Орбитер 5. Они обнаружили на морях, где обязаны быть отрицательные гравитационные аномалии, в действительности имеются крупные положительные аномалии, которые нельзя объяснить ничем, кроме как концентрацией тяжелых масс. Такие структуры они назвали масконами (mass concentrations). На высоте полета спутника (100 км) гравитационные аномалии достигали 200 мГал и более. В частности, над морем Дождей гравитационная аномалия равна 250 мГал, над морем Ясности -- 220 мГал, над морем Кризисов -- 130 мГал. Были предложены различные "сценарии" образования этих аномалий. Сами Мюллер и Сьегрен считали, что положительную аномалию создает железоникелевый метеорит, который упал на Луну и остался в лунной коре. Позже господствовала такая гипотеза. На Луну падает тело астероидных размеров и образует "морскую впадину". Эта впадина создает небольшую отрицательную аномалию. Тот час лавовые излияния поднимаются вверх и заполняют трещины до полной изостатической компенсации. Кора застывает, приобретает высокую прочность и выдерживает дополнительную нагрузку без деформаций. Бассейн заполняется материалом, создается избыточная масса, которая и дает положительную гравитационную аномалию. Правда, современные данные говорят о том, что лавовые излияния возникли не сразу, а спустя 0,5 млрд. лет. Первоначально возникшая отрицательная аномалия исчезает, кора становится изостатически компенсированной. Возникшие лавовые излияния достаточно прочная кора выдерживает и вот уже 3 млрд. лет изостатически не компенсированная кора имеет положительные аномалии за счет внедрения более плотных масс из недр Луны.
Список используемой литературы
гравитационный луна аномалия потенциал
1. Сагитов М.Н. Лунная гравиметрия. Москва «Наука», 1979, 403 с.
2. Шевченко В.В., Бусарев В.В., Сурдин В.Г. Физические условия вблизи Луны и планет Солнечной системы// Сборник «Модель космоса», 2007, Москва, «КДУ», том 3, с. 794-861.
3. Muller P.M., Sjogren W.l. Lunar gravimetry and mascons. // Appl. Mech. Revs., 1969, v.22, N 3, p. 955-959.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие гравитационного поля как особого вида материи и его основные свойства. Сущность теории вихревых полей. Определение радиуса действия гравитационного поля. Расчет размеров гравитационных полей планет, их сравнение с расстоянием между ними.
реферат [97,9 K], добавлен 12.03.2014Гравитационное поле и его свойства. Направленность гравитационных сил, силовая характеристика гравитационного поля. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Понятие силы Лоренца, определение ее модуля и направления. Расчет обобщенной силы Лоренца.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 31.01.2013Фундаментальные понятия гравитационного поезда. Зависимость ускорения свободного падения от высоты. Понятие прямого тоннеля, типы тоннелей. Задачи о гравитационном поезде. Расчеты для Луны и Марса. Технические трудности, достижения гравитационного поезда.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 30.07.2011Основные положения специальной теории относительности. Проведение расчета эффекта искривления пространства на этапе математического описания гравитационного взаимодействия. Сравнительное описание математической и физической моделей гравитационного поля.
статья [42,4 K], добавлен 17.03.2011Магнитная восприимчивость диамагнитных и парамагнитных частиц, магнитофоретическое движение. Изучение поведения взвешенной в жидкости частицы под действием магнитного поля, путем микроскопирования на фоне гравитационного оседания в узком канале.
лабораторная работа [1,1 M], добавлен 26.08.2009Исследование гравитационного линзированных систем - один из приоритетных направлений современной астрофизики. Остаточная среднеквадратичная погрешность волнового фронта. Описание телескопа АЗТ-22 для получения изображений с высоким угловым разрешением.
статья [91,4 K], добавлен 22.06.2015Использование магнитокалорического эффекта в коллоидном растворе ферромагнитного однодоменного порошка. Энергия магнитного поля. Среднестатистическая скорость хаотического движения молекул в веществе. Использование свойства непрерывности струи жидкости.
статья [74,6 K], добавлен 24.10.2013Расчет напряженности и потенциала электрического поля, создаваемого заряженным телом. Распределение линий напряженности и эквипотенциальных линий вокруг тела. Электрическое поле, принцип суперпозиции. Связь между потенциалом и напряженностью поля.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 26.12.2011Понятие массы тела и центра масс системы материальных точек. Формулировка трех законов Ньютона, лежащих в основе классической механики и позволяющих записать уравнения движения для любой механической системы. Силы гравитационного притяжения и тяжести.
презентация [636,3 K], добавлен 21.03.2014Сравнение процессов излучения и движения под действием гравитационного поля. Построение физической и математической модели окружающего нас мира. Различные положения частицы потока относительно центра потока. Увеличение длин волн линий в спектре источника.
статья [581,6 K], добавлен 15.06.2014Гравитоны - это кванты гравитационного поля. М.П. Бронштейн - украинский физик, который в начале 30-х годов решился проквантовать гравитационное поле. Появление термина "гравитон" в 1934 г. в научно-популярной статье Д.И. Блохинцева и Ф.М. Гальперина.
реферат [16,4 K], добавлен 24.06.2010Понятие и функции тепловой трубы как устройства, обладающего свойством сверхтеплопроводности, работающее в высоком температурном диапазоне, в любом положении, независимо от наличия гравитационного поля. Ее внутреннее устройство и элементы, принцип работы.
презентация [600,2 K], добавлен 08.03.2015Сущность принципа относительности Эйнштейна, его роль в описании и изучении инерциальных систем отсчета. Понятие и трактовка теории относительности, постулаты и выводы из нее, практическое использование. Теория относительности для гравитационного поля.
реферат [14,5 K], добавлен 24.02.2009Определение потенциала электростатического поля и напряжения (разности потенциалов). Определение взаимодействия между двумя электрическими зарядами в соответствии с законом Кулона. Электрические конденсаторы и их емкость. Параметры электрического тока.
презентация [1,9 M], добавлен 27.12.2011История тепловых насосов. Рассмотрение применения и принципов действия установки. Описание термодинамических процессов и определение энергозатрат с рабочим телом, расчет данных. Изучение правил выбора оборудования: испарителя, конденсатора и компрессора.
курсовая работа [396,8 K], добавлен 20.02.2014Понятие и основные законы существования электрического поля. Сущность и устройство электрических машин, их функциональные особенности и сферы практического применения. Понятие погрешности прибора и ее определение. Средства измерения физических величин.
шпаргалка [999,1 K], добавлен 06.06.2013Электромагнитное поле. Система дифференциальных уравнений Максвелла. Распределение потенциала электрического поля. Распределения потенциала и составляющих напряженности электрического поля и построение графиков для каждого расстояния. Закон Кулона.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.05.2016Анализ гравитационных волн методом электромеханической аналогии. Теоретическое обоснование некоторых экспериментов Козырева, опыт по растворению сахара вблизи весов с гироскопом. Возможный факт существования гипотетических гравитационно-временных волн.
реферат [82,6 K], добавлен 04.09.2010Изучение электростатического поля системы заряженных тел, расположенных вблизи проводящей плоскости. Определение емкости конденсатора на один метр длины. Описание зависимости потенциала и напряженности в электрическом поле, составление их графиков.
контрольная работа [313,2 K], добавлен 20.08.2015Определение и свойства стационарных силовых полей. Необходимое и достаточное условие существования потенциального поля. Понятия градиента и ротора. Проверка потенциальности поля. Свойства эквипотенциальных поверхностей. Диссипативные силы сопротивления.
презентация [247,9 K], добавлен 28.09.2013
