Взвешивание Луны

Массу спутника определить трудно потому, что она обычно мала по сравнению с массой планеты, вокруг которой данный спутник обращается. Влияние Земли на движение Луны легко может быть измерено, но масса Луны так мала, что она лишь очень незначительно влияет на движение Земли. Центр Земли движется вокруг общего центра тяжести Земли и Луны по очень маленькой орбите, по своей форме в точности подобной орбите Луны. Если бы Землю и Луну можно было соединить невесомым стержнем и этот стержень уравновесить на острие ножа в однородном поле тяготения, то стержень должен был бы опираться на нож в той точке, где находится общий центр тяжести Земли и Луны (см. рис. 31). Именно эта точка совершает обращение вокруг Солнца по плавной эллиптической орбите. Определяя точное расстояние центра тяжести системы от центра Земли, мы можем измерить массу Луны (рис. 32). Отношение маленькой орбиты центра Земли к большой орбите Луны равно отношению массы Луны к массе Земли. Центр тяжести находится на расстоянии примерно 4800 км от центра Земли, откуда мы заключаем, что масса Луны составляет всего 1/81,56 (или около 4800:384 000) массы Земли. Обладая такой малой массой, всего 81 000 000 000 000 000 000 т, Луна является такой же крошечной частицей солнечной системы, как капля воды в бочке, вместимостью в 200 литров.

Рис. 31. Центр тяжести - точка равновесия. Схема начерчена совершенно точно для двух шаров одинаковой 'плотности, соединённых невесомым стержнем

Рис. 32. Движение Луны вокруг центра тяжести системы Земля-Луна. Центр тяжести движется по плавному эллипсу вокруг Солнца. Размеры преувеличены, но относительные положения центра Земли даны правильно