Солнце уходит: Что отталкивает Землю?
Измерить точное расстояние от Земли до Солнца астрономы пытались с глубокой древности. Одна из самых первых известных нам величин дана в III веке до н.э. Аристархом Самосским — кстати, этот древний грек первым предложил гелиоцентрическую, а не геоцентрическую систему мира. Он оценил дистанцию до светила в 20 раз больше, чем до Луны. Это, конечно, неверная величина: на самом деле, Солнце находится от нас в 400 с лишним раз дальше, чем Луна. Кстати, при этом оно и примерно в 400 раз больше, отчего видимые угловые размеры Солнца и Луны одинаковы. Простое ли это совпадение? Ответ можно найти в заметке «Большая удача».
К концу ХХ в. ученые уже гораздо лучше понимали движение небесных тел. С помощью современных радаров, фиксируя возвращение отраженного ими сигнала, а также и благодаря космическим зондам, дистанция от Земли до Солнца была установлена с высокой точностью. Существующая цифра — 149 597 870 696 м — с ошибкой не более 0,1 м. Однако на этом история отнюдь не закончилась.
В 2004 г. российские физики Грегорий Красинский и Виктор Брумберг, проведя точные расчеты, показали, что Земля понемногу отдаляется от Солнца. Медленно — не более 15 см в год — но вполне существенно. Что же «отталкивает» нас от нашей звезды?
Одно из предположений состоит в том, что Солнце непрерывно теряет массу. Изрыгая в пространство огромные потоки материи и энергии, излучения и солнечного ветра, оно «легчает» и, соответственно, ослабевает его гравитационное притяжение. Однако, по тем или иным причинам, такое объяснение не полностью устроило астрономов. Выдвигались и другие версии, куда более экзотические — скажем, в изменении фундаментальной гравитационной постоянной (G), во влиянии расширения Вселенной или даже темной материи. Ни одна из гипотез пока не получила окончательной поддержки.
А недавно группа ученых во главе с Такахо Миурой (Takaho Miura) представили статью, в которой выдвигают собственную версию. По их мнению, Солнце и Земля «отталкивают» друг друга под воздействием приливных сил. Это — силы, которые действуют на достаточно протяженные объекты, оказавшийся в неоднородном гравитационном поле. Приливные силы, как считается, вызывают и постепенное отдаление от нас Луны, и постепенное замедление скорости вращения нашей планеты.
Дело в том, что притяжение спутника создает на обращенной к нему стороне Земли приливную волну, которая бежит следом за вращающейся Луной, с запада на восток, и в идеале совершала бы полный круг за лунный месяц.
В то же время, Земля «под» этой волной тоже вращается, причем куда быстрее Луны (оборот происходит за сутки), и в итоге на приливную волну постоянно «набегают» восточные берега материков. Поэтому приливная волна всегда опережает вращение Луны, и вся масса этой воды смещена с прямого отрезка, соединяющего центры масс Земли и Луны. Ее притяжение и создает дополнительную силу, действующую перпендикулярно этому отрезку.
Эта приливная сила и вызывает несильное, но постоянное ускорение Луны в ее вращении, что по закону сохранения импульса вызывает замедление вращения Земли. И, конечно, сама Луна, увеличив скорость, увеличивает импульс и переходит на более высокую орбиту. Каждый год она удаляется от нас примерно на 4 см, а сама планета совершает полный оборот примерно на 0,000017 с дольше.
По мнению Такахо Миуры и его коллег, эти же силы вызывают и увеличение расстояния между Землей и Солнцем. Как ни крохотна Земля в сравнении со звездой, она все же вызывает в ней нечто вроде «приливной волны». Ученые рассчитали, что это воздействие — аналогично тому, что происходит в системе Земля-Луна — должно замедлять вращение Солнца примерно на 0,00003 с в год и, соответственно, удалять нашу планету от нашей же звезды.
По публикации Sky&Telescope