ความรู้!

ลำดับตอนที่ #348 : ดวงจันทร์

ดวงจันทร์ เป็นดาวบริวารเพียงดวงเดียวของโลก มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3,476 กิโลเมตร^[1] หรือประมาณหนึ่งในสี่ของโลก (เป็นดาวเคราะห์บริวารที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับที่ 5 ในระบบสุริยะ) และมีระยะห่างจากโลกเฉลี่ย 384,403 กิโลเมตร ดวงจันทร์มีมวลเพียงประมาณ 2% ของมวลของโลก และแรงโน้มถ่วงเป็น 17% ของโลก สามารถเขียนแทนได้ด้วยสัญลักษณ์ ☾ ปี พ.ศ. 2512 (ค.ศ. 1969) นีล อาร์มสตรอง และ บัซซ์ อัลดริน นักบินอวกาศขององค์การนาซา เป็นมนุษย์ 2 คนแรกที่เหยียบลงบนพื้นดินของดวงจันทร์ กฎหมายอวกาศถือว่าดวงจันทร์เป็นสมบัติร่วมกันของมนุษยชาติ ตามสนธิสัญญาที่ใช้บังคับกิจกรรมของรัฐบนดวงจันทร์ ดวงดาว และวัตถุอวกาศอื่นๆ ค.ศ. 1979

ดวงจันทร์มีการหมุนรอบตัวเองแบบที่เรียกว่า การหมุนสมวาร (synchronous rotation) คือคาบการหมุนรอบตัวเองกับคาบการโคจรรอบโลกมีค่าเท่ากัน โดยดวงจันทร์ใช้เวลาโคจรรอบประมาณ 27.3 วัน เป็นผลให้ดวงจันทร์หันด้านเดียวเข้าหาโลก เรียกด้านที่หันเข้าหาเราว่า "ด้านใกล้" (near side) ส่วนด้านตรงข้าม คือ "ด้านไกล" (far side) เป็นด้านที่เราไม่สามารถมองเห็นได้ อย่างไรก็ตาม ดวงจันทร์มีการแกว่งเล็กน้อย ทำให้เรามีโอกาสมองเห็นพื้นผิวดวงจันทร์ได้มากกว่า 50% อยู่เล็กน้อย ในอดีต ด้านไกลของดวงจันทร์เป็นด้านที่ลึกลับอยู่เสมอ จนกระทั่งถึงยุคที่เราสามารถส่งยานอวกาศออกไปถึงดวงจันทร์ได้ สิ่งหนึ่งที่แตกต่างระหว่างด้านใกล้กับด้านไกล คือ ด้านไกลไม่มีพื้นที่ราบคล้ำที่เรียกว่า "มาเร" (แปลว่าทะเล) กว้างขวางมากเหมือนอย่างด้านใกล้

[แก้] กำเนิดดวงจันทร์และธรณีวิทยา

ในยุคแรก ๆ คาดเดากันว่าดวงจันทร์เคยเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกโลก แต่เปลือกโลกส่วนนั้นได้กระเด็นออกไปโดยมีสาเหตุจากแรงหนีศูนย์กลาง ทิ้งร่องรอยเป็นแอ่งของมหาสมุทรขนาดใหญ่บนโลก อย่างไรก็ตามแนวคิดนี้ไม่น่าจะเป็นไปได้ เพราะโลกจะต้องหมุนรอบตัวเองเร็วมาก บางคนบอกว่าดวงจันทร์อาจก่อตัวขึ้นที่อื่น แต่พลัดหลงมาอยู่ใกล้โลกจึงถูกโลกจับไว้เป็นดาวบริวาร

บางคนเสนอว่า โลกและดวงจันทร์อาจเกิดขึ้นมาพร้อม ๆ กันขณะที่ระบบสุริยะก่อตัว แต่ทฤษฎีนี้ไม่สามารถอธิบายได้ว่าเหล็กในดวงจันทร์พร่องไปไหน อีกทฤษฎีหนึ่งกล่าวว่า ดวงจันทร์อาจก่อตัวจากการสะสมหลอมรวมของดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็ก

ทฤษฎีที่ยอมรับกันมากที่สุดในปัจจุบัน คือ ทฤษฎีการชนครั้งใหญ่ กล่าวว่ามีวัตถุขนาดดาวอังคารโคจรมาชนโลก ในช่วงที่โลกกำลังก่อตัวขึ้นใหม่ ๆ ทำให้เนื้อโลกบางส่วนที่ยังร้อนอยู่กระเด็นออกไป และรวมตัวกันเป็นดวงจันทร์

แรงไทดัลทำให้ดวงจันทร์มีรูปร่างเป็นทรงรีอยู่เล็กน้อย โดยมีแกนหลัก (แกนด้านยาว) ของวงรีชี้มายังโลก

[แก้] พื้นผิวของดวงจันทร์

ดวงจันทร์ใช้เวลาในการหมุนรอบตัวเองที่ได้จังหวะพอดีกับวิถีการโคจรรอบโลก ซึ่งเมื่อเรามองดวงจันทร์จากพื้นโลกจะมองเห็นดวงจันทร์เพียงด้านเดียวตลอดเวลา ในประวัติศาสตร์ยุคแรกของดวงจันทร์ การหมุนของมันช้าและกลายเป็นถูกล็อกอยู่ในลักษณะนี้ เป็นผลมาจากปรากฏการณ์ความฝืด และมีความสัมพันธ์กับปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงบนโลก

เมื่อนานมาแล้ว ขณะที่ดวงจันทร์ยังคงหมุนเร็วกว่าในปัจจุบัน รอบโป่งในปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงมาก่อนแนวโลก-ดวงจันทร์ เพราะว่ามันไม่สามารถดึงรอยโป่งของมันกลับคืนได้อย่างรวดเร็วพอที่จะรักษาระยะของรอยโป่งระหว่างมันกับโลก การหมุนของมันขจัดรอยโป่งนอกเหนือจากแนวโลก-ดวงจันทร์ รอยโป่งที่อยู่นอกเส้นโลก-ดวงจันทร์นี้ทำให้เกิดการบิด ซึ่งลดความเร็วของการหมุนของดวงจันทร์ลง เมื่อการหมุนของดวงจันทร์ช้าลงจนเหมาะสมกับการโคจรรอบโลก เมื่อนั้นรอยโป่งของมันจึงหันหน้าเข้าหาโลกเสมอ รอยโป่งอยู่ในแนวเดียวกับโลก และรอยบิดของมันก็จึงหายไป นี่คือเหตุผลว่าทำไมดวงจันทร์จึงใช้เวลาในการหมุนรอบตัวเองพอๆ กับการโคจรรอบโลก

มีความผันผวนเล็กน้อย (ไลเบรชัน) ในมุมองศาของดวงจันทร์ซึ่งเราได้เห็น เราจึงมองเห็นพื้นผิวของดวงจันทร์ทั้งหมดประมาณ 59% ของพื้นผิวทั้งหมดของดวงจันทร์

ด้านที่มองเห็นจากโลกจะถูกเรียกว่า "ด้านใกล้" และด้านที่อยู่ตรงข้ามเรียกว่า "ด้านไกล" ด้านไกลของดวงจันทร์ต่างจากด้านมืดของดาวพุธคือ ด้านมืดของดาวพุธเป็นด้านที่ไม่ถูกแสงอาทิตย์ส่องเลย แต่ด้านไกลของดวงจันทร์นั้นบางครั้งก็เป็นด้านที่ได้รับแสงอาทิตย์และหันหน้าเข้าหาโลก ซึ่งจะเกิดขึ้นเดือนละครั้งระหว่างช่วงข้างขึ้น ด้านไกลของดวงจันทร์ได้ถูกถ่ายรูปโดยยานลูน่า 3 ของโซเวียตในปี 1959 หนึ่งในลักษณะภูมิประเทศที่ทำให้สังเกตได้ว่าเป็นดวงจันทร์ด้านไกลคือมันมีที่ราบคล้ำหรือ "มาเร" น้อยกว่าด้านใกล้มาก

[แก้] โครงสร้างทางกายภาพ

ดวงจันทร์เป็นดาวเคราะห์ที่ประกอบด้วยองค์ประกอบอันหลากหลาย ที่มีความแตกต่างทางเคมีภูมิวิทยาอย่างชัดเจนระหว่างส่วนของพื้นผิว ส่วนของเปลือก และส่วนของแกน เชื่อว่าลักษณะทางโครงสร้างเช่นนี้เป็นผลมาจากการก่อตัวขึ้นเป็นส่วนๆ จากทะเลแมกม่าที่เกิดขึ้นหลังจากการกำเนิดดาวเคราะห์ไม่นานนัก คือราว 4.5 พันล้านปีที่แล้ว พลังงานที่ใช้ในการหลอมเหลวผิวชั้นนอกของดวงจันทร์เชื่อว่าเกิดจากการปะทะครั้งใหญ่ ซึ่งให้เกิดระบบการโคจรระหว่างโลกกับดวงจันทร์ขึ้น