مسافة قمرية (علم الفلك)

المسافة القمرية (LD أو ) وتسمى أيضاً مسافة الأرض والقمر، أو المسافة إلى القمر،(بالإنجليزية: Lunar distance )‏. هي وحدة قياس تستخدم في علم الفلك. المسافة القمرية يقصد بها متوسط المسافة من مركز الأرض إلى مركز القمر. وبشكل تقني، هي نصف المحور الرئيسي للمدار القمري الأرضي المركز. وقد تشير أيضا إلى المسافة الزمنية المتوسطة بين مركزي الأرض والقمر، أو أقل شيوعا، المسافة الآنية بين الأرض والقمر. المسافة القمرية تبلغ حوالي 384,402 كم (ربع مليون ميل)، وهذا هو متوسط المسافة بين القمر والأرض.[1]

تقارن هذة الصورة بين حجم القمر الظاهري عندما يكون أقرب وأبعد من الأرض (قبا).

يبلغ متوسط نصف المحور الرئيسي 384,402 كم (238,856 ميل)[2]، وتبلغ المسافة المتوسطة بين مراكز الأرض والقمر 385,000,6 كم (239,228.3 ميل). المسافة الفعلية تتغير خلال مسار مدار القمر، من 356,500 كم (221,500 ميل) في الحضيض إلى 406,700 كم (252,700 ميل) في الأوج، مما يؤدي إلى فارق نطاق قدرة 50,200 كم (لأن مدار القمر حول الأرض ليس دائرة تماما، وأنما المدار بيضويا بعض الشيء؛ لذلك يوصف علميًا بأنه في شكل قطع ناقص.) .[3]

الاستخدام والأهميةعدل

تستخدم المسافة القمرية عادةً للتعبير عن مسافة لقاءات الأجسام القريبة من الأرض.[4] المسافة القمرية هي أيضًا معطيات فلكية مهمة؛ ودقة هذا القياس إلى جزء قليل في تريليون له آثار مفيدة لاختبار نظريات الجاذبية مثل النسبية العامة،[5] ولصقل القيم الفلكية الأخرى مثل كتلة الأرض.[6] ونصف قطر الأرض[7]، ودورانها.[8] القياس مفيد أيضا في توصيف نصف القطر القمري، كتلة الشمس والمسافة إلى الشمس.

 
المسافة بين الأرض والقمر -الحجم والمسافة بمقياس أصلي

وتجرى قياسات ملليمترية دقيقة للمسافة القمرية عن طريق قياس الوقت الذي يستغرقه الضوء للتنقل بين محطات ليدار على الأرض والعواكس الموضوعة على سطح القمر. والقمر يبتعد عن الأرض بمعدل متوسط يبلغ 3.8 سم (1.5 بوصة) في السنة، على النحو الذي كشفت عنه تجربة المجال الليزري القمري .[9][10][11]

الاختلافعدل

 
ميسان القمر

المسافة القمرية الحظية تتغير باستمرار. وفي الواقع المسافة الحقيقية بين القمر والأرض يمكن أن تتغير بمقدار 75 م/ث [3] أو أكثر من 000, 1 كيلومتر في غضون 6 ساعات فقط، بسبب حركة القمر حول الأرض في مدارة المرجح والغير دائري.[12] وهناك تأثيرات أخرى تؤثر أيضا على المسافة القمرية.

الاضطرابات والانحرافعدل

يمكن قياس المسافة إلى القمر بدقة 2 مم على مدى معاينة لمدة ساعة واحدة [13] مما يؤدي إلى شك كلي قدرة 2-3 سم لمتوسط المسافة. ومع ذلك، ونظرا لمدار القمر البيضاوي الشكل مع تغير الانحراف، تختلف المسافة الحظية خلال دورة القمر الشهرية. وعلاوة على ذلك، فإن المسافة تضطرب بسبب آثار جاذبية مختلف الأجسام الفلكية - والأهم من ذلك الشمس وأقل من ذلك تأثير جاذبية المشتري. وهناك قوى أخرى مسؤولة عن الاضطرابات الضئيلة وهي الكواكب الأخرى في النظام الشمسي، والكويكبات، وقوى المد والجزر الفلكية، والآثار النسبية.[14] ويساهم تأثير الضغط الإشعاعي من الشمس بمقدار ±3.6 مـم على المسافة القمرية.[13]

القيمعدل

المسافة القمرية معبر عنها بوحدات أخرى
الوحدة القيمة المتوسطة الشك مصدر
متر 3.84402×108 1.1 مـم [2]
كيلومتر 384402 1.1 مـم [2]
ميل 238,856 0.043 بوصة [2]
قطر أرضي 60.32 [15]
و.ف 1/388.6 = 0.00257 [16][17]
ثانية ضوئية 1.282 s 37.5 [[بيكو ثانية]] [2]

ويمكن أن تتغير المسافة القمرية المقاسة بأكثر من 21000 كم من القيمة المتوسطة طوال شهر نموذجي. هذه الاضطرابات مفهومة جيدا[18] ويمكن تحديد المسافة القمرية بدقة على مدى آلاف السنين.[14]

 
أدوار القمر وبعدة عن الأرض في عام 2014.

التاريخ المداريعدل

يزداد متوسط المسافة القمرية مع مرور الزمن، مما يعني أن القمر كان أقرب في الماضي. وهناك أدلة جيولوجية أن متوسط المسافة القمرية كان حوالي 52 قطر أرضي خلال عصر ما قبل الكمبري. 2500 مليون سنة BP.[19]

فرضية التصادم العملاق التي تشرح أصل القمر، هي نظرية مقبولة على نطاق واسع، تنص على أن القمر قد نشأ نتيجة تصادم كارثي بين كوكب آخر بحجم المريخ والأرض، مما أدى إلى إعادة تراكم الشظايا عند مسافة أولية قدرها 3.8 قطر أرضي.[20] وفي هذه النظرية تفترض أن التصادم الأولي حدث قبل 4.5 بليون سنة[21]

حتى أواخر الستينات كانت جميع قياسات المسافة القمرية تستند على قياسات الزاوية البصرية.شكل عصر الفضاء نقطة تحول أدت إلى تقدم كبير في ضبط ودقة معرفتنا بهذه القيمة. وخلال الخمسينات والستينات، أجريت تجارب تستخدم الرادار والليزر والمركبة الفضائية ونمذجة الحاسوب.[22]

مراجععدل

  1. ^ Groten, Erwin (1 April 2004). "Fundamental Parameters and Current (2004) Best Estimates of the Parameters of Common Relevance to Astronomy, Geodesy, and Geodynamics by Erwin Groten, IPGD, Darmstadt" (PDF). Journal of Geodesy. 77 (10–11): 724–797. Bibcode:2004JGeod..77..724.. doi:10.1007/s00190-003-0373-y. مؤرشف من الأصل (PDF) في 11 أغسطس 2017. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. أ ب ت ث ج Battat, J. B. R.; Murphy, T. W.; Adelberger, E. G. (January 2009). "The Apache Point Observatory Lunar Laser-ranging Operation (APOLLO): Two Years of Millimeter-Precision Measurements of the Earth-Moon Range". Astronomical Society of the Pacific. 121 (875): 29–40. Bibcode:2009PASP..121...29B. doi:10.1086/596748. JSTOR 10.1086/596748. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. أ ب Murphy, T W (1 July 2013). "Lunar laser ranging: the millimeter challenge" (PDF). Reports on Progress in Physics. 76 (7): 2. arXiv:1309.6294. Bibcode:2013RPPh...76g6901M. doi:10.1088/0034-4885/76/7/076901. مؤرشف من الأصل (PDF) في 10 أبريل 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. ^ "NEO Earth Close Approaches". Neo.jpl.nasa.gov. مؤرشف من الأصل في 07 مارس 2014. اطلع عليه بتاريخ 22 فبراير 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  5. ^ Williams, J. G.; Newhall, X. X.; Dickey, J. O. (15 June 1996). "Relativity parameters determined from lunar laser ranging" (PDF). Physical Review D. 53 (12): 6730–6739. Bibcode:1996PhRvD..53.6730W. doi:10.1103/PhysRevD.53.6730. مؤرشف من الأصل (PDF) في 15 أكتوبر 2006. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  6. ^ Shuch, H. Paul (July 1991). "Measuring the mass of the earth: the ultimate moonbounce experiment" (PDF). Proceedings, 25th Conference of the Central States VHF Society. American Radio Relay League: 25–30. مؤرشف من الأصل (PDF) في 18 يناير 2017. اطلع عليه بتاريخ 28 فبراير 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  7. ^ Fischer, Irene (August 1962). "Parallax of the moon in terms of a world geodetic system" (PDF). The Astronomical Journal. 67: 373. Bibcode:1962AJ.....67..373F. doi:10.1086/108742. مؤرشف من الأصل (PDF) في 21 مايو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  8. ^ Dickey, J. O.; Bender, P. L.; et al. (22 July 1994). "Lunar Laser Ranging: A Continuing Legacy of the Apollo Program" (PDF). Science. 265 (5171): 482–490. Bibcode:1994Sci...265..482D. doi:10.1126/science.265.5171.482. PMID 17781305. مؤرشف من الأصل (PDF) في 4 مارس 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  9. ^ "Is the Moon moving away from the Earth? When was this discovered? (Intermediate) - Curious About Astronomy? Ask an Astronomer". Curious.astro.cornell.edu. مؤرشف من الأصل في 27 يوليو 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  10. ^ C.D. Murray & S.F. Dermott (1999). Solar System Dynamics. Cambridge University Press. صفحة 184. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  11. ^ Dickinson, Terence (1993). From the Big Bang to Planet X. Camden East, Ontario: Camden House. صفحات 79–81. ISBN 0-921820-71-2. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  12. ^ Zuluaga, Jorge I.; Figueroa, Juan C.; Ferrin, Ignacio (19 May 2014). "The simplest method to measure the geocentric lunar distance: a case of citizen science". arXiv:1405.4580. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  13. أ ب Reasenberg, R.D.; Chandler, J.F; et al. "Modeling and Analysis of the APOLLO Lunar Laser Ranging Data". ArXiv.org. Cornell University Library. مؤرشف من الأصل في 21 أغسطس 2017. اطلع عليه بتاريخ 19 أغسطس 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  14. أ ب Vitagliano, Aldo (1997). "Numerical integration for the real time production of fundamental ephemerides over a wide time span" (PDF). Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 66 (3): 293–308. Bibcode:1996CeMDA..66..293V. doi:10.1007/BF00049383. مؤرشف من الأصل (PDF) في 29 يناير 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  15. ^ Lasater, A. Brian (2007). The dream of the West : the ancient heritage and the European achievement in map-making, navigation and science, 1487-1727. Morrisville: Lulu Enterprises. صفحة 185. ISBN 978-1-4303-1382-3. مؤرشف من الأصل في 29 يناير 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  16. ^ Leslie, William T. Fox ; illustrated by Clare Walker (1983). At the sea's edge : an introduction to coastal oceanography for the amateur naturalist. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall. صفحة 101. ISBN 978-0130497833. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  17. ^ Williams, Dr. David R. (18 November 2015). "Planetary Fact Sheet - Ratio to Earth Values". NASA Goddard Space Flight Center. مؤرشف من الأصل في 11 مايو 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  18. ^ Folkner, W. M.; Williams, J. G.; et al. (February 2014). "The Planetary and Lunar Ephemerides DE430 and DE431" (PDF). The Interplanetary Network Progress Report. 42-169. مؤرشف من الأصل (PDF) في 5 مارس 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  19. ^ Walker, James C. G.; Zahnle, Kevin J. (17 April 1986). "Lunar nodal tide and distance to the Moon during the Precambrian". Nature. 320 (6063): 600–602. Bibcode:1986Natur.320..600W. doi:10.1038/320600a0. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  20. ^ Canup, R. M. (17 October 2012). "Forming a Moon with an Earth-like Composition via a Giant Impact". Science. 338 (6110): 1052–1055. Bibcode:2012Sci...338.1052C. doi:10.1126/science.1226073. PMID 23076098. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  21. ^ "The Theia Hypothesis: New Evidence Emerges that Earth and Moon Were Once the Same". The Daily Galaxy. 2007-07-05. مؤرشف من الأصل في 16 يونيو 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  22. ^ Newhall, X.X; Standish, E.M; Williams, J. G. (Aug 1983). "DE 102 - A numerically integrated ephemeris of the moon and planets spanning forty-four centuries". Astronomy and Astrophysics. 125 (1): 150–167. Bibcode:1983A&A...125..150N. ISSN 0004-6361. مؤرشف من الأصل في 14 مارس 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)