Khoảng cách Mặt Trăng (thiên văn học) – Wikipedia tiếng Việt

Khoảng cách Trái Đất – Mặt Trăng tức thời, hay khoảng cách tới Mặt Trăng, là khoảng cách từ tâm của Trái Đất đến tâm của Mặt Trăng. Khoảng cách Mặt Trăng (ký hiệu: LD hay

Δ

⊕
L

{\textstyle \Delta _{\oplus L}}

), hay khoảng cách đặc trưng Trái Đất – Mặt Trăng, là một đơn vị đo khoảng cách trong thiên văn học. Một cách chính xác hơn, nó bằng độ dài bán trục lớn của quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất. Khoảng cách Mặt Trăng xấp xỉ 400.000 km, bằng khoảng một phần tư của một triệu dặm hay 1,28 giây ánh sáng, và khoảng 30 lần đường kính Trái Đất. Một đơn vị thiên văn ít hơn một chút so với 400 lần khoảng cách Mặt Trăng.

Bán trục lớn có giá trị độ dài bằng 384399 km. [ 1 ] [ 2 ] Khoảng cách trung bình theo thời hạn giữa các tâm của Trái Đất và của Mặt Trăng là 385000,6 km. Khoảng cách thực sự biến hóa trên suốt quỹ đạo của Mặt Trăng, từ 356500 km tại điểm cận địa tới 406700 km tại điểm viễn địa, dẫn đến khoảng chênh lệch 50200 km. [ 3 ]

Khoảng cách Mặt Trăng thường được sử dụng để mô tả khoảng cách tới các thiên thể gần Trái Đất.[4] Bán trục lớn của quỹ đạo Mặt Trăng là một dữ liệu thiên văn quan trọng; đo khoảng chính xác tới từng milimet sẽ xác định được bán trục lớn chính xác tới cỡ một vài decimet; nó có những hệ quả ứng dụng để kiểm tra các lý thuyết hấp dẫn như thuyết tương đối rộng,[5] và để tinh chỉnh các giá trị thiên văn khác như khối lượng Trái Đất,[6] bán kính Trái Đất,[7] và chu kỳ tự quay của Trái Đất.[8] Phép đo đạc cũng có những ứng dụng trong việc đặc trưng hóa bán kính Mặt Trăng, khối lượng của Mặt Trời và khoảng cách tới Mặt Trời.

Các phép đo đúng chuẩn tới cỡ milimet của khoảng cách Mặt Trăng được thực thi bằng cách đo thời hạn để ánh sáng truyền từ trạm phát trên Trái Đất tới các mạng lưới hệ thống phản xạ ngược đặt trên Mặt Trăng. Mặt Trăng đang chuyển dời ngày càng xa dần Trái Đất với vận tốc trung bình 3,8 cm ( 1,5 in ) mỗi năm, điều này được phát hiện bởi Thí nghiệm đo khoảng cách đến Mặt Trăng bằng tia laser. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

• Một AU, hay đơn vị thiên văn bằng

  389

  khoảng cách Mặt Trăng.[15]

• Một năm ánh sáng bằng 24.611.700 LD.[15][16]
• Quỹ đạo địa tĩnh (GEO) ở khoảng cách

  42164 km

  tính từ tâm Trái Đất, hay

  1/9,117

  LD =

  0,10968

  LD

Sự biến thiên[sửa|sửa mã nguồn]

Khoảng cách Mặt Trăng tức thời đang liên tục biến hóa. Trên trong thực tiễn, khoảng cách thực sự giữa Mặt Trăng và Trái Đất hoàn toàn có thể biến hóa nhanh đến 75 mét trên giây, [ 3 ] hay hơn 1.000 km ( 620 mi ) trong 6 giờ, do quỹ đạo không tròn của nó. [ 17 ] Có nhiều yếu tố khác cũng ảnh hưởng tác động đến khoảng cách Mặt Trăng, 1 số ít được diễn đạt trong phần này . Khoảng cách nhỏ nhất, trung bình, và lớn nhất của Mặt Trăng từ Trái Đất với đường kính góc của nó khi nhìn từ bề mặt Trái Đất theo tỉ lệ

Nhiễu loạn mê hoặc và độ lệch tâm[sửa|sửa mã nguồn]

Khoảng cách tới Mặt Trăng hoàn toàn có thể được đo với độ đúng mực tới 2 mm trong khoảng thời hạn lấy mẫu 1 giờ, [ 18 ] dẫn đến độ bất định toàn diện và tổng thể vào cỡ một decimet so với bán trục lớn. Tuy nhiên, do quỹ đạo hình elip của nó với độ lệch tâm đổi khác, khoảng cách tức thời biến hóa theo chu kỳ luân hồi hàng tháng. Hơn nữa, khoảng cách chịu tác động ảnh hưởng nhiễu loạn bởi các hiệu ứng mê hoặc của các thiên thể khác nhau – đáng kể nhất là Mặt Trời và ít hơn là Sao Kim và Sao Mộc. Các loại lực khác gây ra nhiễu loạn nhỏ là : lực mê hoặc so với các hành tinh khác và các tiểu hành tinh trong Hệ Mặt Trời ; các lực thủy triều ; và các hiệu ứng tương đối tính. [ 19 ] [ 20 ] Ảnh hưởng của áp suất bức xạ từ Mặt Trời góp phần một lượng ± 3,6 mm vào khoảng cách Mặt Trăng. [ 18 ]Mặc dù độ bất định tức thời chỉ vào cỡ vài milimet, khoảng cách Mặt Trăng đo được hoàn toàn có thể biến hóa tới hơn 21000 km so với giá trị trung bình trong suốt thời hạn một tháng nổi bật. Những yếu tố nhiễu loạn này đã được hiểu rõ [ 21 ] và khoảng cách Mặt Trăng trong vài nghìn năm hoàn toàn có thể được quy mô hóa đúng mực. [ 19 ]
Khoảng cách từ Mặt Trăng tới Trái Đất và các pha Mặt Trăng vào năm năm trước. Các pha Mặt Trăng : 0 ( 1 ) – trăng non, 0,25 – bán nguyệt đầu tháng, 0,5 – trăng tròn, 0,75 – bán nguyệt cuối tháng . Biến thiên của khoảng cách giữa tâm của Mặt Trăng và Trái Đất trong thời hạn 700 ngày .

Tiêu tán thủy triều[sửa|sửa mã nguồn]

Do ảnh hưởng tác động của các lực thủy triều, mô men động lượng của sự tự quay của Trái Đất được truyền từ từ tới quỹ đạo của Mặt Trăng. [ 22 ] Kết quả là vận tốc quay của Trái Đất đang ngày càng giảm ( với vận tốc 2,4 milimet trên một thế kỷ ), [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] và quỹ đạo Mặt Trăng đang từ từ lan rộng ra. Tốc độ rời xa ở hiện tại là 3,830 ± 0,008 cm mỗi năm. [ 21 ] [ 24 ] Tuy nhiên, người ta cho rằng vận tốc này chỉ mới tăng lên gần đây, bởi vận tốc rời xa 3,8 cm / năm sẽ có nghĩa là tuổi của Mặt Trăng chỉ có 1,5 tỉ năm, trong khi số tuổi được giới khoa học đồng thuận là khoảng 4 tỉ năm. [ 27 ] Tốc độ rời xa cao không bình thường này cũng được Dự kiến là sẽ liên tục ngày càng tăng. [ 28 ]Khoảng cách Mặt Trăng được Dự kiến là sẽ liên tục tăng cho đến khi ( trên kim chỉ nan ) hệ Trái Đất và Mặt Trăng trở nên khóa thủy triều, tựa như như Diêm Vương Tinh và mặt trăng Charon. Điều này sẽ xảy ra khi thời hạn chu kỳ luân hồi quỹ đạo của Mặt Trăng bằng chu kỳ luân hồi tự quay của Trái Đất, được ước tính sẽ bằng 47 chu kỳ luân hồi tự quay ( ngày ) hiện tại của tất cả chúng ta. Hai thiên thể khi đó sẽ ở trạng thái cân đối, và không còn sự trao đổi động năng quay. Tuy nhiên, các quy mô Dự kiến rằng cần phải mất 50 tỉ năm để đạt tới trạng thái này, [ 29 ] tức là lâu hơn đáng kể so với tuổi thọ được dự trù của hệ Mặt Trời .

Lịch sử quỹ đạo[sửa|sửa mã nguồn]

Các phép đo bằng laser cho thấy rằng khoảng cách Mặt Trăng trung bình đang ngày càng tăng, từ đó hoàn toàn có thể suy ra rằng trong quá khứ Mặt Trăng đã từng gần Trái Đất hơn, và thời hạn một ngày trên Trái Đất là ngắn hơn. Nghiên cứu về hóa thạch của động vật hoang dã thân mềm từ thời kỳ Campanian ( 80 triệu năm trước ) cho thấy rằng thời đó một năm có 372 ngày ( một ngày gồm 23 giờ 33 phút ), từ đó suy ra khoảng cách Mặt Trăng khi đó bằng 60,05 R 🜨 ( 383.000 km ). [ 22 ] Các chứng cứ địa chất cho thấy khoảng cách Mặt Trăng trung bình bằng 52 R 🜨 ( 332.000 km ) vào thời kỳ Tiền Cambri ; 2500 triệu năm trước thời gian hiện tại. [ 27 ]

Giả thuyết vụ va chạm lớn, một giả thuyết được chấp nhận rộng rãi, phát biểu rằng Mặt Trăng được tạo ra là kết quả của một vụ va chạm khốc liệt giữa Trái Đất sơ khai và một hành tinh khác, dẫn đến sự tích tụ lại các mảnh vỡ ở khoảng cách ban đầu 3,8 R🜨 (24.000 km).[30] Trong giả thuyết này, vụ va chạm ban đầu được cho là đã xảy ra 4,5 tỉ năm về trước.[31]

Lịch sử đo đạc[sửa|sửa mã nguồn]

Cho đến cuối những năm 1950, toàn bộ các phép đo khoảng cách Mặt Trăng đều dựa trên phép đo góc quang học : phép đo đúng mực sớm nhất là của Hipparchus vào thế kỷ thứ 2 trước Công Nguyên. Thời đại Không gian ghi lại một bước ngoặt khi độ đúng mực của giá trị này đã được cải tổ nhiều. Trong những thập niên 1950 và 1960, đã có các thí nghiệm sử dụng radar, laser và tàu thiên hà, được thực thi với ứng dụng của quy trình giải quyết và xử lý và quy mô hóa máy tính. [ 32 ]Phần này nhằm mục đích minh họa 1 số ít giải pháp xác lập khoảng cách Mặt Trăng có ý nghĩa lịch sử vẻ vang hoặc mê hoặc, và không nhằm mục đích mục tiêu trở thành một list vừa đủ hay triệt để .
Phương pháp cổ nhất để xác lập khoảng cách Mặt Trăng tương quan đến việc đo góc giữa Mặt Trăng và một điểm tham chiếu đã chọn đồng thời từ nhiều khu vực khác nhau, rồi dùng đo lường và thống kê hình học để tìm ra khoảng cách. Sự đồng điệu hóa hoàn toàn có thể được phối hợp bằng cách thực thi phép đo vào một thời gian đã thống nhất trước, hoặc trong khi diễn ra một sự kiện mà toàn bộ các bên đều quan sát được. Trước khi có các thời kế cơ học đúng mực, sự kiện đồng nhất được sử dụng thường là một nguyệt thực, hoặc thời gian Mặt Trăng đi qua đường kinh tuyến ( nếu những người quan sát đều có chung kinh độ ). Kỹ thuật đo đạc này được gọi là thị sai Mặt Trăng .Để tăng độ đúng chuẩn, một vài sự hiệu chỉnh phải được thực thi, ví dụ như kiểm soát và điều chỉnh góc đo được để tính đến sự khúc xạ và rơi lệch của ánh sáng khi truyền qua khí quyển .
Những nỗ lực khởi đầu để đo khoảng cách tới Mặt Trăng tận dụng các quan sát về nguyệt thực, phối hợp với hiểu biết về nửa đường kính Trái Đất, và hiểu biết rằng Mặt Trời ở xa hơn nhiều so với Mặt Trăng. Bằng cách quan sát vị trí hình học của một nguyệt thực, khoảng cách Mặt Trăng hoàn toàn có thể tính được nhờ sử dụng lượng giác .Các ghi chép sớm nhất về nỗ lực đo khoảng cách Mặt Trăng sử dụng kỹ thuật này là do nhà thiên văn và toán học Hy Lạp Aristarchus xứ Samos ở thế kỷ thứ 4 TCN [ 33 ] và sau đó là Hipparchus, với các thống kê giám sát cho hiệu quả 59 – 67 R 🜨 ( 376,000 – 427,000 km hay 233,000 – 265,000 mi ). [ 34 ] Phương pháp này sau đó được tìm thấy trong khu công trình của Ptolemy, [ 35 ] ông đã tính ra hiệu quả là 64 1 ⁄ 6 R 🜨 ( 409,000 km hay 253,000 mi ) ở điểm xa nhất. [ 36 ]

Quá cảnh kinh tuyến[sửa|sửa mã nguồn]

Một cuộc viễn chinh của nhà thiên văn người Pháp A.C.D. Crommelin đã quan sát được sự quá cảnh kinh tuyến của Mặt Trăng trong cùng một đêm từ hai khu vực khác nhau. Các phép đo cụ thể từ năm 1905 tới 1910 đã đo được góc cao vào thời gian một hố trên Mặt Trăng đơn cử ( Mösting A ) cắt qua đường kinh tuyến trời địa phương, từ các trạm thiên văn tại Greenwich và tại Mũi Hảo Vọng. [ 37 ] Khoảng cách được tính có độ bất định 30 km, và đây là giá trị đúng mực nhất hoàn toàn có thể trong nửa thế kỷ tiếp theo .

Sự che khuất[sửa|sửa mã nguồn]

Bằng cách ghi lại thời gian khi Mặt Trăng che lấp một ngôi sao 5 cánh phía sau, ( hay bằng cách tựa như, đo góc giữa Mặt Trăng và một ngôi sao 5 cánh nền vào một thời gian đã định trước ) khoảng cách Mặt Trăng hoàn toàn có thể được xác lập, miễn là các đo đạc được triển khai ở nhiều khu vực khác nhau với khoảng cách đã biết .Các nhà thiên văn O’Keefe và Anderson đã tính được khoảng cách Mặt Trăng băgf cách quan sát bốn sự che khuất tại chín khu vực vào năm 1952. [ 38 ] Họ đã tính được độ dài bán trục lớn là 384,4076 ± 47 km ( 238.859,8 ± 2,9 mi ). Giá trị này đã được điều khiển và tinh chỉnh vào năm 1962 bởi Irene Fischer, người đã phối hợp và update tài liệu trắc địa để tính ra giá trị 384,4037 ± 2 km ( 238.857,4 ± 1 mi ). [ 7 ]
Một thực nghiệm đã được thực thi năm 1957 tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ sử dụng tín hiệu vọng từ sóng radar để xác lập khoảng cách Trái Đất-Mặt Trăng. Các xung radar lê dài 2 us đã được phát đi từ một đĩa radio đường kính 50 foot ( 15 m ). Sau khi sóng radio vọng từ mặt phẳng của Mặt Trăng, tín hiệu quay trở lại được phát hiện và thời hạn trễ được đo. Tuy nhiên, trên trong thực tiễn, tỉ số tín hiệu so với nhiễu là quá thấp đến hơn cả không hề đưa ra một phép đo đúng mực một cách đáng đáng tin cậy. [ 39 ]Thực nghiệm đã được triển khai một lần nữa vào năm 1958 tại Cơ sở Radar Hoàng gia, ở Anh. Các xung radar lê dài 5 us đã được phát với hiệu suất cực lớn 2 megawatt, với vận tốc lặp 260 xung mỗi giây. Thời gian trễ của tín hiệu vọng đã được đo. Nhiều tín hiệu được tổng hợp để thu được tín hiệu đáng an toàn và đáng tin cậy bằng cách chồng chập các đường của máy ghi giao động trên tấm phim ảnh. Từ các phép đo này, khoảng cách được tính ra với độ bất định 1,25 km ( 0,777 mi ). [ 40 ]Những thực nghiệm bắt đầu được dự tính chỉ là chứng tỏ khái niệm và chỉ lê dài trong một ngày. Các thực nghiệm tiếp theo trong một tháng đã tính ra độ dài bán trục lớn 384,402 ± 12 km ( 238,856 ± 0,75 mi ), [ 41 ] con số đo khoảng cách Mặt Trăng đúng chuẩn nhất thời bấy giờ .

Đo khoảng cách bằng laser[sửa|sửa mã nguồn]

Thí nghiệm đo khoảng cách đến Mặt Trăng bằng tia laser trong trách nhiệm Apollo 11Một thí nghiệm đo thời hạn truyền khứ hồi của các xung laser được phát từ Trái Đất và phản xạ quay trở lại từ mặt phẳng Mặt Trăng đã được triển khai năm 1962, bởi một nhóm nghiên cứu và điều tra từ Viện Công nghệ Massachusetts, và một nhóm điều tra và nghiên cứu Liên Xô tại Trạm quan trắc Vật lý thiên văn Crimea. [ 42 ]Trong các trách nhiệm Apollo năm 1969, các phi hành gia đã đặt các bộ phản xạ ngược trên mặt phẳng của Mặt Trăng nhằm mục đích mục tiêu tinh chỉnh độ đúng mực và độ tập trung chuyên sâu phép đo của kỹ thuật này. Các phép đo vẫn đang được thực thi và tương quan đến nhiều trạm laser. Độ tập trung chuyên sâu phép đo tức thời của các thí nghiệm đo khoảng cách Mặt Trăng bằng tia laser hoàn toàn có thể đạt tới độ phân giải cỡ vài millimet, và là chiêu thức xác lập khoảng cách Mặt Trăng đáng an toàn và đáng tin cậy nhất tới giờ đây. Giá trị bán trục lớn đã được xác lập bằng 384,399. 0 km. [ 2 ]

Thiên văn nghiệp dư[sửa|sửa mã nguồn]

Thời tân tiến, với năng lực tiếp cận tới các thiết bị đo thời hạn đúng mực, camera kỹ thuật số với độ phân giải cao, bộ thu GPS, máy tính can đảm và mạnh mẽ và phương tiện đi lại tiếp thị quảng cáo gần như tức thời, các nhà thiên văn nghiệp dư ngày này hoàn toàn có thể triển khai các phép đo khoảng cách Mặt Trăng với độ đúng mực cao .Ngày 23 tháng 10 năm 2007, các bức ảnh về Mặt Trăng trong khi gần che khuất sao Regulus đã được chụp từ hai khu vực, ở Hy Lạp và Anh. Bằng cách đo góc thị sai giữa Mặt Trăng và ngôi sao 5 cánh nền đã chọn này, khoảng cách Mặt Trăng đã được tính. [ 43 ]Một dự án Bất Động Sản đầy tham vọng hơn với tên gọi ” Chiến dịch Aristarchus ” đã được triển khai vào lúc nguyệt thực ngày 15 tháng 4 năm năm trước. [ 17 ] Trong sự kiện này, những người tham gia được mời đến để chụp lại một chuỗi năm bức ảnh kỹ thuật số từ khi trăng mới mọc tới lúc đỉnh điểm ( thời gian với cao độ lớn nhất ) .

Phương pháp này tận dụng thực tế là Mặt Trăng là gần nhất với một người quan sát khi nó ở vị trí cao nhất trên bầu trời, so với khi nó đang ở trên đường chân trời. Mặc dù trông có vẻ như Mặt Trăng là to nhất khi nó gần đường chân trời, điều ngược lại mới đúng. Hiện tượng này được biết với tên gọi ảo giác Mặt Trăng. Lý do của sự khác biệt về khoảng cách là do khoảng cách giữa tâm của Mặt Trăng và tâm của Trái Đất là gần như không đổi trong suốt ban đêm, nhưng một người quan sát đứng trên bề mặt Trái Đất thực ra đang cách tâm Trái Đất một khoảng 1 bán kính Trái Đất. Do sự chênh lệch này, người quan sát là gần nhất với Mặt Trăng khi nó ở trên đỉnh đầu.

Các camera hiện đại bây giờ đã đạt đến mức độ phân giải có khả năng chụp ảnh Mặt Trăng với độ chuẩn xác đủ để nhận biết và quan trọng hơn là đo được sự thay đổi nhỏ này trong kích cỡ. Kết quả của thí nghiệm này được tính ra bằng LD = 6051+391
−419 R🜨. Giá trị được chấp nhận trong đêm đó là 60.61 R🜨, dẫn đến độ chính xác 3%. Phương pháp này có lợi thế là dụng cụ đo cần thiết duy nhất là một máy ảnh kỹ thuật số hiện đại (được trang bị thêm một đồng hồ chính xác, và một bộ thu GPS).

Một số giải pháp thực nghiệm khác để đo khoảng cách Mặt Trăng hoàn toàn có thể triển khai bởi các nhà thiên văn nghiệp dư tương quan tới :

• Chụp các bức ảnh của Mặt Trăng trước lúc nó đi vào vùng bóng nửa tối và sau khi nó đang bị che khuất hoàn toàn lúc nguyệt thực.
• Đo một cách chuẩn xác nhất có thể thời gian tiếp xúc bóng tối trong lúc nguyệt thực.
• Chụp các bức ảnh tốt nhất của nguyệt thực một phần khi hình dạng và kích cỡ của bóng của Trái Đất thấy được rõ nét nhất.
• Chụp một bức ảnh của Mặt Trăng cùng với các thiên thể nền ở trong cùng tầm nhìn, chẳng hạn Spica và Hỏa Tinh – từ nhiều nơi khác nhau.

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Source: https://vh2.com.vn
Category : Trái Đất