הירח מלווה את כוכב הלכת שלנו במסעו הקוסמי הגדול כבר כמה מיליארדי שנים. והיא מראה לנו, בני כדור הארץ, ממאה למאה תמיד את אותו נוף ירח. למה אנחנו מתפעלים רק צד אחד של הלוויין שלנו? האם הירח מסתובב על צירו, או שהוא צף ללא תנועה בחלל החיצון?
מאפיינים של שכנתנו בחלל
ישנם לוויינים במערכת השמש גדולים בהרבה מהירח. גנימד הוא ירח של צדק, למשל, כבד פי שניים מהירח. אבל מצד שני, זהו הלוויין הגדול ביותר ביחס לכוכב האם. מסתו היא יותר מאחוז מזו של כדור הארץ, וקוטרו כרבע מזה של כדור הארץ. אין יותר פרופורציות כאלה במשפחת כוכבי הלכת השמשיים.
בואו ננסה לענות על השאלה האם הירח מסתובב סביב צירו על ידי התבוננות מקרוב יותר בשכן החלל הקרוב ביותר שלנו. על פי התיאוריה המקובלת כיום בחוגים מדעיים, כוכב הלכת שלנו רכש לוויין טבעי בעודו פרוטופלנט - לא מקורר לחלוטין, מכוסה באוקיינוס של נוזל אדום-לוהטלבה, כתוצאה מהתנגשות עם כוכב לכת אחר, קטן יותר בגודלו. לכן, ההרכבים הכימיים של קרקעות הירח והיבשתיות שונות במקצת - הליבות הכבדות של כוכבי הלכת המתנגשים התמזגו, וזו הסיבה שהסלעים היבשתיים עשירים יותר בברזל. הירח קיבל את שרידי השכבות העליונות של שני פרוטו-כוכבי הלכת, יש עוד אבן.
האם הירח מסתובב
למען הדיוק, השאלה אם הירח מסתובב אינה נכונה לחלוטין. אחרי הכל, כמו כל לוויין במערכת שלנו, הוא מסתובב סביב כוכב האם ויחד איתו מסתובב סביב הכוכב. אבל, הסיבוב הצירי של הירח אינו רגיל לגמרי.
לא משנה איך אתה מסתכל על הירח, הוא תמיד מופנה אלינו על ידי מכתש טיכו וים השלווה. "האם הירח מסתובב על צירו?" - ממאה למאה תושבי כדור הארץ שאלו את עצמם שאלה. למען האמת, אם אנו פועלים עם מושגים גיאומטריים, התשובה תלויה במערכת הקואורדינטות שנבחרה. יחסית לכדור הארץ, הסיבוב הצירי של הירח אכן נעדר.
אבל מנקודת מבטו של צופה הממוקם על קו השמש-כדור הארץ, הסיבוב הצירי של הירח ייראה בבירור, וסיבוב קוטבי אחד עד שבריר שנייה יהיה שווה לאורך ל- המסלול.
מעניין שתופעה זו אינה ייחודית במערכת השמש. אז, הלוויין של כוכב הלכת הננסי פלוטו כרון תמיד מסתכל על כוכב הלכת שלו עם צד אחד, הלוויינים של מאדים - דימוס ופובוס - מתנהגים באותו אופן.
בשפה המדעית, זה נקרא סיבוב סינכרוני או נעילת גאות ושפל.
מהו הגאות?
כדי להבין את המהות של תופעה זו וכדי לענות בביטחון על השאלה האם הירח מסתובב סביב הציר שלו, יש צורך לנתח את המהות של תופעות גאות ושפל.
בואו נדמיין שני הרים על פני הירח, שאחד מהם "מסתכל" ישירות על כדור הארץ, השני ממוקם בנקודה ההפוכה של כדור הירח. ברור שאם שני ההרים לא היו חלק מאותו גוף שמימי, אלא מסתובבים סביב הפלנטה שלנו באופן עצמאי, הסיבוב שלהם לא יכול להיות סינכרוני, זה הקרוב יותר, לפי חוקי המכניקה הניוטונית, צריך להסתובב מהר יותר. זו הסיבה שהמסות של כדור הירח, הממוקמות בנקודות מנוגדות לכדור הארץ, נוטות "לברוח זו מזו".
איך הירח "עצר"
איך כוחות גאות ושפל פועלים על גוף שמימי מסוים, נוח לפרק בדוגמה של הפלנטה שלנו. הרי גם אנחנו מסתובבים סביב הירח, או יותר נכון הירח וכדור הארץ, כמו שצריך להיות באסטרופיזיקה, "רוקדים" סביב מרכז המסה הפיזי.
כתוצאה מפעולת כוחות הגאות והשפל, הן בנקודה הקרובה והן בנקודה הרחוקה ביותר מהלוויין, מפלס המים המכסה את כדור הארץ עולה. יתרה מכך, המשרעת המקסימלית של הגאות והשפל יכולה להגיע ל-15 מטרים או יותר.
תכונה נוספת של תופעה זו היא ש"גבשושיות" הגאות והגאות הללו מסתובבות מדי יום על פני כוכב הלכת נגד סיבובו, ויוצרות חיכוך בנקודות 1 ו-2, ובכך עוצרות לאט את סיבובו של כדור הארץ.
השפעת כדור הארץ על הירח חזקה הרבה יותר בשלהבדל מסה. ולמרות שאין אוקיינוס על הירח, כוחות גאות ושפל פועלים באותה מידה על סלעים. והתוצאה של עבודתם ברורה.
אז האם הירח מסתובב על צירו? התשובה היא כן. אבל הסיבוב הזה קשור קשר הדוק לתנועה סביב כדור הארץ. כוחות גאות ושפל יישרו את הסיבוב הצירי של הירח עם הסיבוב המסלולי שלו במשך מיליוני שנים.
מה לגבי כדור הארץ?
אסטרופיזיקאים אומרים שמיד לאחר ההתנגשות הגדולה שגרמה להיווצרות הירח, המהירות הזוויתית של סיבוב כוכב הלכת שלנו הייתה גבוהה בהרבה ממה שהיא כעת. ימים ארכו לא יותר מחמש שעות. אבל כתוצאה מחיכוך גלי הגאות על קרקעית האוקיינוס, שנה אחר שנה, מילניום אחר אלף, הסיבוב הואט, והיום הנוכחי נמשך 24 שעות.
בממוצע, כל מאה מוסיפה 20-40 שניות לימינו. מדענים מציעים שבעוד כמה מיליארדי שנים, כוכב הלכת שלנו יסתכל על הירח באותו האופן שבו ירח מסתכל עליו, כלומר בצד אחד. נכון, סביר להניח שזה לא יקרה, שכן עוד קודם לכן השמש, לאחר שהפכה לענק אדום, "תבלע" גם את כדור הארץ וגם את הלוויין הנאמן שלו, הירח.
אגב, כוחות גאות ושפל נותנים לבני כדור הארץ לא רק לעלות ויורדת במפלס האוקיינוסים בעולם ליד קו המשווה. על ידי השפעה על מסת המתכות בליבת כדור הארץ, עיוות המרכז החם של כוכב הלכת שלנו, הירח עוזר לשמור אותו במצב נוזלי. ובזכות הליבה הנוזלית הפעילה, לכוכב שלנו יש שדה מגנטי משלו, המגן על הביוספרה כולה מרוח השמש הקטלנית וקרניים קוסמיות קטלניות.
