Солнечная система полна парадоксов, но некоторые из них выглядят уже через чур вопиющими.
С древности люди обратили внимание на то, что Луна обращена к Земле всегда одной стороной. Это её свойство относили к особенностям вращения вокруг собственной оси, на подобии собственного вращения Земли. Только Земля делала полный оборот вокруг собственной оси за 24 часа, а Луна за время прохождения полной орбиты - 27,31 суток.
Такая интерпретация наблюдаемого свойства Луны продолжалась до 1543 г., когда была опубликована работа Коперника «Об обращении небесных сфер», где он впервые вводит такое понятие как деклинационное движение, т.е. конусное вращение земной оси вокруг условной оси расположенной строго перпендикулярно плоскости земной эклиптики.
В 1624 г. Галилей в «Послании к Франческо Инголии» объясняет природу этого движения, исходя из принципа относительности: неподвижное тело приобретает виртуальное вращение относительно своего предполагаемого центра вращения. [1]
Иными словами Луна ведёт себя весьма естественно, так, как это предписано ей законами природы, но вот планеты Солнечной системы, почему-то эти же самые законы игнорируют.
Наблюдая за сменой времён года, учёные установили, что это обусловлено наклоном земной оси вращения. При этом земная ось, как и оси других планет, не выполняет предписания деклинационного движения и вместо того чтобы все время обращаться к Солнцу одним и тем же полюсом, движется по орбите параллельно самой себе и большой полуоси орбиты.
Единственным объяснением этого парадокса является, то, что взаимодействие Земли с галактическим гравитационным центром сильнее, чем с Солнцем, как минимум в 1000 раз. При этом галактический центр находится на расстоянии около 8,5 кпк. Если сравнивать это расстояние с расстоянием между Землёй и Солнцем, то в этих пропорциях Земля просто находится на поверхности Солнца и то, что она при этом игнорирует её влияние, хотя, как и положено ей прилежно исполняет орбитальный «танец», просто не укладывается в голове.
Для того, чтобы на этом расстоянии галактический гравитационный центр мог таким образом взаимодействовать с Землёй его масса должна быть около 10^54 масс Солнца. По современным оценкам она не превышает 10^10 масс Солнца.
Парадоксальность ситуации заключается в том, что в этом случае мы сталкиваемся с двумя антагонистами. С одной стороны Солнце удерживающее Землю на своей орбите, с другой - галактический гравитационный центр являющийся центром вращения Солнечной системы на столько сильный, что подавляет влияние Солнца на его планеты, но при этом сохраняет их орбиты.
Объяснение этого парадокса возможно связано с тем, что закон всемирного тяготения в ньютоновской интерпретации имеет ограниченное пространственное применение и в межзвёздном пространстве обусловлен иными параметрами. [2]
Мнимый парадокс.
Если сравнить гравитационное взаимодействие Луны с Землёй и Солнцем, то окажется, что Солнце в 2,2 раза сильнее притягивает к себе Луну, чем Земля, что в значительной степени, должно вытягивать орбиту Луны в направлении Солнца.
Fз/Fc = (Мз / Мс) * (Rс / Rз)^2
Мз = 5,97*10^24 кг - масса Земли;
Мс = 1,989*10^30 кг – масса Солнца;
Rз = 0,384 млн.км – расстояние от Луны до Земли;
Rc = 149,6 млн.км – расстояние от центра лунной орбиты до Солнца.
(5,97*10^24 / 1,989*10^30) * (149,6 / 0,384)^2 = 0,456
Таким образом, на Луну действуют две гравитационные силы Fз и Fс, причём Fс = 2,195 Fз
Когда Луна находится между Землёй и Солнцем на неё действует гравитационная сила:
dF1 = 2,2 Fз – Fз = 1,2 Fз
Когда Луна находится в позиции за Землёй по отношению к Солнцу, то на неё соответственно воздействует сила двух гравитационных центров:
dF2 = 2,2 Fз + Fз = 3,2 Fз
Для понимания этого парадокса необходимо сравнить центробежные силы, которые действуют на Луну.
F1 = 2,706*10^(-3)Мл Н – центробежная сила вращения Луны вокруг Земли;
F2 = 5,936*10^(-3)Мл Н – центробежная сила вращения Луны вокруг Солнца.
Мл - масса Луны.
F2/F1 = 2,194
Поскольку центробежная сила вращения Луны вокруг Солнца компенсирует силу гравитационного притяжения Солнца в любой точке её сложной орбиты, Луна находится под воздействием только центробежной силы и гравитационного взаимодействия вращения вокруг Земли.
Не смотря на то, что мнимый парадокс подтверждает объективность закона всемирного тяготения Ньютона, деклинационное движение планет, ориентированных на галактический гравитационный центр, позволяет усомниться в его всеобщности.
[1] Подробнее о деклинационном движении см. «О деклинационном движении» в разделе «Астрономия».
[2] Подробнее об этом вопросе см. «Галактическая гравитация» в разделе «Астрономия».