Atstumas iki Mėnulio, jo dydis ir kilmė: 384 400 km ir kiti Mėnulio skaičiai

Vidutinis atstumas iki Mėnulio – 384 400 km: tarp Žemės ir Mėnulio tilptų maždaug 30 Žemės dydžio rutulių. Mėnulio skersmuo – 3 474,8 km, tai 3,67 karto mažiau nei Žemės, o masė mažesnė 81 kartą. Aplink Žemę jis apskrieja per 27,32 paros, tačiau fazės pasikartoja kas 29,53 paros. Šviesa nuo Mėnulio mus pasiekia per 1,28 sekundės. Žemiau – iš kur šie skaičiai, kodėl Mėnulis nenukrenta ant Žemės, kaip jis atsirado ir kodėl Baltijos jūroje beveik nėra potvynių.

Kas yra Mėnulis ir kodėl jį matome

Mėnulis – vienintelis gamtinis Žemės palydovas ir artimiausias mums dangaus kūnas. Tai kietas uolinis rutulys su pluta, mantija ir nedideliu geležingu branduoliu. Pats jis nešviečia: matome Saulės šviesą, atsispindėjusią nuo jo paviršiaus. Atspindi Mėnulis prastai – Visuotinės lietuvių enciklopedijos (VLE) duomenimis, jo vidutinis geometrinis albedas tėra 0,12, tai yra paviršius gana tamsus. Vis dėlto per pilnatį jo ryškis siekia −12,7 – tai maždaug 400 000 kartų silpniau už Saulę, bet pakanka, kad naktį mestų šešėlius.

Saulė visada apšviečia pusę Mėnulio rutulio. Kiek tos apšviestos pusės matome iš Žemės, priklauso nuo Mėnulio padėties orbitoje – taip atsiranda fazės. Kaip atskirti augantį Mėnulį nuo dylančio, aiškiname dalyje apie priešpilnį ir delčią, o kokia fazė šiandien, rodo Mėnulio kalendorius.

Koks atstumas iki Mėnulio

Mėnulio orbita – ne apskritimas, o šiek tiek ištęsta elipsė (ekscentricitetas 0,0549), todėl atstumas nuolat kinta. Artimiausias orbitos taškas vadinamas perigėjumi, tolimiausias – apogėjumi.

Rodiklis	Atstumas nuo Žemės centro
Vidutinis atstumas (orbitos didysis pusašis)	384 400 km
Vidutinis perigėjus	363 300 km
Vidutinis apogėjus	405 500 km
Kraštutinės ribos dėl orbitos trikdymų	nuo 356 400 iki 406 700 km

Dėl to kinta ir regimasis Mėnulio dydis danguje – nuo 0,489° iki 0,559°. Kai pilnatis sutampa su perigėjumi, ji atrodo didesnė ir ryškesnė; apie tai – dalyje apie supermėnulį.

Kiek laiko truktų kelionė

• Šviesa ir radijo signalas – 1,28 sekundės į vieną pusę (384 400 km padalijus iš šviesos greičio), pirmyn ir atgal – apie 2,6 sekundės.
• Erdvėlaivis. „Apollo 11“ į orbitą aplink Mėnulį įskriejo praėjus maždaug 75 valandoms 50 minučių nuo starto, tai yra po trijų parų.
• Automobilis, važiuodamas 100 km/h, – 3 844 valandas, arba 160 parų.

Kaip atstumas išmatuojamas milimetrų tikslumu

„Apollo 11“, „Apollo 14“ ir „Apollo 15“ astronautai Mėnulyje paliko šviesos atšvaitus – kvarco stiklo prizmių rinkinius (pirmuosiuose dviejuose po 100 prizmių, trečiajame – 300). Jiems nereikia energijos, todėl jie veikia iki šiol. Observatorijos Naujojoje Meksikoje, Prancūzijoje, Italijoje ir Vokietijoje siunčia į juos lazerio impulsus ir matuoja, per kiek laiko šviesa grįžta. Pasak NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorijos, taip atstumas nustatomas kelių milimetrų tikslumu.

Būtent šie matavimai parodė, kad Mėnulis nuo Žemės tolsta apie 3,8 cm per metus – maždaug 3 mm per mėnesį. Priežastis – potvyniai: vandenynų potvynio kauburys šiek tiek lenkia Mėnulį ir savo trauka jį greitina, todėl orbita plečiasi, o Žemės sukimasis tuo pat metu lėtėja.

Kiek kartų Mėnulis mažesnis už Žemę

Atsakymas priklauso nuo to, ką lyginame. Pagal skersmenį Mėnulis mažesnis 3,67 karto, pagal tūrį – apie 49 kartus, pagal masę – apie 81 kartą. Masės skirtumas didesnis už tūrio, nes Mėnulio medžiaga retesnė: jo vidutinis tankis sudaro tik 61 % Žemės tankio.

Rodiklis	Mėnulis	Žemė	Santykis
Vidutinis skersmuo	3 474,8 km	12 742 km	3,67 karto mažesnis
Masė	7,346 × 10²² kg	5,972 × 10²⁴ kg	81 kartą mažesnė
Tūris	2,197 × 10¹⁰ km³	108,321 × 10¹⁰ km³	49 kartus mažesnis
Vidutinis tankis	3 344 kg/m³	5 513 kg/m³	0,61
Laisvojo kritimo pagreitis paviršiuje	1,62 m/s²	9,80 m/s²	apie 1/6
Greitis, kurio reikia ištrūkti iš traukos	2,38 km/s	11,2 km/s	0,21
Vienas apsisukimas apie ašį	27,32 paros (655,72 val.)	23,93 val.	–
Para (nuo vidurdienio iki vidurdienio)	29,53 Žemės paros	24 val.	–
Ašies posvyris į orbitos plokštumą	6,68°	23,44°	–
Paviršiaus temperatūra	nuo maždaug −173 °C iki +127 °C	vidutiniškai +15 °C	–

Sunkio jėga, temperatūra, atmosfera ir vanduo

Sunkis. Laisvojo kritimo pagreitis Mėnulio paviršiuje – 1,62 m/s², šešis kartus mažesnis nei Žemėje. 60 kg sveriantis žmogus ten jaustųsi lyg svertų 10 kg, todėl astronautai filmuotoje medžiagoje ne eina, o šuoliuoja.

Temperatūra. NASA duomenimis, Saulės apšviestas paviršius įkaista maždaug iki +127 °C, o tamsoje atvėsta iki maždaug −173 °C. Tokį skirtumą lemia ilga para ir oro nebuvimas. Mėnulio gruntas (regolitas) šilumą praleidžia labai prastai: VLE nurodo, kad jau 1 metro gylyje temperatūra dieną ir naktį beveik vienoda.

Atmosfera. Mėnulis dėl mažos masės tankios atmosferos neišlaiko. Jį gaubia tik egzosfera – itin išretėjęs dujų sluoksnis, kuriame viename kubiniame centimetre molekulių yra maždaug milijoną milijardų (10¹⁵) kartų mažiau nei Žemės ore. Visa Mėnulio atmosfera sveria apie 25 tonas; joje aptinkama helio, neono, vandenilio ir argono. Nuo Saulės spinduliuotės ir meteoroidų ji nesaugo.

Vanduo. „Apollo“ mėginiai atrodė visiškai sausi, bet 2008 m. Indijos zondas „Chandrayaan-1“ pirmą kartą patikimai užfiksavo vandens pėdsakus, o 2018 m. paskelbta jo duomenų analizė patvirtino ledą ašigalių krateriuose, kurių dugno Saulė niekada neapšviečia. 2020 m. NASA observatorija SOFIA rado vandens molekulių ir Saulės apšviestame Klavijaus krateryje – maždaug 0,35 litro kubiniame metre grunto.

Per kiek laiko Mėnulis apskrieja aplink Žemę

Yra du teisingi atsakymai, nes skaičiuoti galima dviem būdais:

• 27,32 paros – siderinis (žvaigždinis) mėnuo. Per tiek laiko Mėnulis apskrieja visą ratą žvaigždžių atžvilgiu.
• 29,53 paros – sinodinis mėnuo. Tiek laiko praeina nuo vienos jaunaties iki kitos, tai yra per tiek pasikartoja fazės.

Skirtumas atsiranda todėl, kad Žemė pati skrieja aplink Saulę. Kol Mėnulis apsuka vieną ratą, Žemė savo orbita pasislenka maždaug 27°, tad Saulė, Žemė ir Mėnulis dar nebūna išsirikiavę taip pat, kaip prieš mėnesį. Mėnulis per parą danguje pasislenka vidutiniškai 13,23°, todėl jam reikia dar apie 2,2 paros „pasivyti“. Dėl to paties kasdienio poslinkio jis kiekvieną parą teka ir kulminuoja maždaug 50 minučių vėliau.

Aplink Žemę Mėnulis skrieja vidutiniškai 1,022 km/s, arba apie 3 680 km/h, greičiu. Jo orbita į Žemės orbitos plokštumą pasvirusi 5,145° – todėl užtemimai vyksta ne kiekvieną mėnesį, o tik tada, kai pilnatis ar jaunatis sutampa su orbitų susikirtimo taškais (datos – užtemimų kalendoriuje).

Ar Mėnulis sukasi aplink savo ašį ir kodėl matome tik vieną jo pusę

Taip, sukasi – bet vieną kartą apsisuka lygiai per tiek pat laiko, per kiek apskrieja Žemę: per 27,32 paros. Toks sukimasis vadinamas sinchroniniu, o pati būsena – potvyniniu prirakinimu. Jis nėra atsitiktinis: Žemės trauka šiek tiek ištempia Mėnulį (jo ilgoji ašis, nukreipta į Žemę, yra maždaug 5 km ilgesnė už kitas dvi) ir ilgainiui pristabdė jo sukimąsi tiek, kad viena pusė liko nuolat atsukta į mus.

Vis dėlto matome ne lygiai pusę, o 59 % Mėnulio paviršiaus. Dėl elipsinės orbitos ir pasvirusios ašies Mėnulis žiūrint iš Žemės truputį svyruoja – tai vadinama libracija, ir ji leidžia pažvelgti šiek tiek „už krašto“. Likusius 41 % žmonija pirmą kartą išvydo 1959 m., kai nuotraukas perdavė sovietų zondas „Luna 3“.

Posakis „tamsioji Mėnulio pusė“ klaidina. Nematomoji pusė gauna tiek pat Saulės šviesos kaip ir matomoji: per jaunatį, kai mums Mėnulis tamsus, būtent ji yra visiškai apšviesta. Kiekviename Mėnulio taške diena ir naktis trunka beveik po 15 Žemės parų, nes Mėnulio para lygi sinodiniam mėnesiui – 29,53 paros. Ką matomoje pusėje galima įžiūrėti plika akimi ir pro žiūronus, aprašyta dalyje apie Mėnulio jūras ir kraterius.

Kodėl Mėnulis nenukrenta ant Žemės

Iš tikrųjų Mėnulis krinta visą laiką – tik nepataiko. Žemės trauka jį nuolat traukia žemyn, bet Mėnulis tuo pat metu lekia į šoną maždaug 1 km/s greičiu. Per vieną sekundę jis nuskrieja apie kilometrą į priekį ir vos apie 1,4 mm priartėja prie Žemės – lygiai tiek, kiek per tą kilometrą „nusilenkia“ apvali orbita. Todėl atstumas iš esmės nesikeičia, o kritimas virsta skriejimu ratu.

Jei Mėnulis staiga sustotų, jis nukristų ant Žemės; jei išnyktų Žemės trauka – nulėktų tiesia linija tolyn. Taigi į klausimą, kodėl Mėnulis skrieja aplink Žemę, atsakymas dvigubas: jį laiko Žemės gravitacija, o nukristi neleidžia paties Mėnulio greitis, išlikęs nuo jo susidarymo laikų. Kosmose nėra oro, kuris tą greitį slopintų.

Kaip atsirado Mėnulis

Labiausiai pagrįsta yra didžiojo smūgio hipotezė. Maždaug prieš 4,5 mlrd. metų, netrukus po Saulės sistemos susidarymo, į jauną Žemę rėžėsi maždaug Marso dydžio kūnas, pavadintas Tėja – graikų mitologijos titanidės, Mėnulio deivės Selenės motinos, vardu. Smūgis į kosmosą išsviedė išsilydžiusios ir išgaravusios medžiagos, iš kurios aplink Žemę susiformavo Mėnulis. NASA ir Daramo universiteto kompiuterinis modeliavimas rodo, kad tai galėjo įvykti vos per kelias valandas.

Iki „Apollo“ skrydžių buvo svarstoma, kad Žemė Mėnulį „pagavo“ arba kad abu kūnai susidarė greta iš tos pačios medžiagos. Šias versijas nustūmė į šalį 382 kg į Žemę pargabentų Mėnulio uolienų tyrimai:

• Mėnulio ir Žemės mantijos bazaltai labai panašūs, o deguonies izotopų santykis sutampa per tiksliai, kad tai būtų atsitiktinumas, – vadinasi, Mėnulio medžiaga kadaise buvo Žemės dalis;
• uolienų sudėtis rodo, kad jaunas Mėnulis buvo išsilydęs ir padengtas giliu magmos vandenynu – taip būna po labai galingo smūgio;
• Mėnulio uolienose mažai lengvai garuojančių elementų – jie galėjo išlėkti įkaitus;
• Mėnulio branduolys sudaro tik apie 1,6–1,8 % jo masės, o Žemės – apie 30 %; vienas iš aiškinimų – po smūgio sunkioji geležis liko Žemėje;
• uolienų amžius rodo, kad Mėnulis susiformavo praėjus maždaug 60 mln. metų nuo Saulės sistemos formavimosi pradžios.

Hipotezė dar tikslinama: neaišku, ar smūgis buvo vienas, ar keli, ir kodėl matomoji bei nematomoji Mėnulio pusės tokios skirtingos. Atsakymų tikimasi iš naujų mėginių – apie ekspedicijas pasakoja dalis apie skrydžius į Mėnulį.

Potvyniai ir atoslūgiai: kodėl Baltijoje jų beveik nėra

Mėnulio trauka arčiau esančius Žemės taškus veikia stipriau, tolimesnius – silpniau. Dėl šio skirtumo vandenynų vanduo susistumia į du kauburius – vieną Mėnulio pusėje, kitą priešingoje. Žemė sukasi, ir krantai per parą perplaukia abu kauburius, todėl daugumoje pakrančių būna du potvyniai ir du atoslūgiai per parą, o tarp dviejų potvynių praeina kiek daugiau nei 12 valandų. Kadangi Mėnulis per tą laiką pasislenka orbitoje, potvynių laikas kasdien vėluoja apie 50 minučių.

Prisideda ir Saulė: ji 27 mln. kartų masyvesnė už Mėnulį, bet apie 390 kartų toliau, todėl jos potvynius kelianti jėga nesiekia nė pusės Mėnulio jėgos. Per pilnatį ir jaunatį, kai Saulė, Žemė ir Mėnulis išsirikiuoja vienoje linijoje, abi jėgos susideda ir potvyniai būna aukščiausi. Maždaug po savaitės, per pusmėnulio fazes, jos veikia skersai viena kitos ir potvyniai būna silpniausi.

Lietuvos pajūryje viso to beveik nematyti. VLE duomenimis, potvyniai ir atoslūgiai Baltijos jūrai nebūdingi – ties Klaipėda jų aukštis tesiekia 4 cm. Baltija yra nedidelė ir sekli vidinė jūra (vidutinis gylis – 55 m), su Šiaurės jūra susisiekianti tik siaurais Zundo, Didžiojo Belto ir Mažojo Belto sąsiauriais, tad vandenyno potvynio banga į ją beveik neprasiskverbia, o savai bangai susidaryti jūra per maža. Kur kas labiau vandens lygį prie mūsų krantų kilnoja vėjas: jo sukeltos patvankos ir nuotvankos svyravimų amplitudė prie Lietuvos krantų viršija 2 metrus.

Kas būtų, jei Mėnulio nebūtų

• Potvyniai susilpnėtų, bet neišnyktų. Liktų tik Saulės keliami potvyniai, kurių jėga mažesnė nei pusė Mėnulio.
• Para būtų trumpesnė. Potvynių trintis stabdo Žemės sukimąsi: VLE duomenimis, para per 100 metų pailgėja 0,0015 sekundės. Jaunas Mėnulis buvo daug arčiau, o Žemė sukosi gerokai greičiau nei dabar; be Mėnulio stabdymo dabartinės 24 valandų paros nebūtų.
• Žemės ašis svyruotų labiau. Dabar Žemės ašies posvyris, nuo kurio priklauso metų laikai, kinta siaurose ribose – nuo 22,1° iki 24,5°, ir tai laikoma Mėnulio nuopelnu. Ankstesni skaičiavimai rodė, kad be Mėnulio posvyris galėtų svyruoti nuo 0° iki 85°. Naujesnis NASA Ameso tyrimų centro mokslininkų modeliavimas (2013 m.) situaciją švelnina: posvyris kistų gerokai labiau nei dabar, bet šimtus milijonų metų išliktų maždaug 20–25° pločio ribose.

Mėnulis tolsta tik po 3,8 cm per metus, tad per žmogaus gyvenimą atstumas padidėja mažiau nei trimis metrais – nė vienas iš šių pokyčių mums negresia.