ماه

شکل‌گیری ماه

ماه و زمین به‌گونهٔ هم‌زمان و حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش شکل گرفتند. جِرم ماه ۱/۸۱ام جِرم زمین است این‌که ماه دقیقاً چگونه به‌وجود آمده، هنوز معلوم نشده‌است. ممکن است همراه با زمین در اوایل شکل‌گیری سامانهٔ خورشیدی شکل گرفته‌باشد، یا این‌که بعدها جذب میدان جاذبه شده و در مدار زمین قرار گرفته‌است. نظریه‌ای که بیش از دیگر نظریه‌ها پذیرفته شده، این است که ماه از برخورد یک سیارک به‌اندازهٔ مریخ به زمین به‌وجود آمده‌است.
اثرات متقابل جاذبه‌های زمین و ماه بر همدیگر باعث افزایش مدت حرکت وضعیِ هر دو جسم شده‌است. برای نمونه، زمانی مدت حرکت وضعیِ زمین (طول شبانه‌روز) تنها ۱۰ ساعت بوده، اما این زمان به ۲۴ ساعت کنونی افزایش یافته‌است. اگر این روند همچنان ادامه پیدا کند، طول ماه‌ها به ۴۷ روز خواهد رسید. اما مقیاس زمانیِ این روند بسیار بلندتر از طول عمر خورشید بوده؛ بنابراین، سامانهٔ خورشیدی عمر کافی برای رسیدن به آن زمان را نخواهد داشت. قطر خورشید ۴۰۰برابر قطر ماه و فاصلهٔ آن از زمین نیز ۴۰۰برابر فاصلهٔ ماه از زمین است. این اتفاق باعث می‌شود تا هم ماه و هم خورشید به یک اندازه به نظر رسیده و درهنگام خورشیدگرفتگی، همهٔ سطح خورشید گرفته شود.

شواهد جدید

در پژوهشی در ژوئن ۲۰۱۴ (خرداد ۱۳۹۳)، شواهد جدیدی از نحوهٔ به‌وجود آمدن کرهٔ ماه به‌دست آمد. به‌نظر پژوهشگران، احتمالاً کرهٔ زمین در «دورهٔ جوانی» با یک کرهٔ دیگر به‌اندازهٔ کرهٔ مریخ، که دانشمندان آن را سیارهٔ تیا (دارای نوع خاصی از اتم اکسیژن) نام‌گذاری کردند، برخورد کرد و نتیجهٔ آن، انفجاری عظیم و ایجاد «ابر عظیمی» از قطعات و گردوخاک این دو کره در فضا بود. کرهٔ ماه از به هم پیوستن این قطعات پدید آمد.
پژوهشگران، در پی آزمایش دوبارهٔ نمونه‌های موجود از خاک کرهٔ ماه با استفاده از روش‌های جدید علمی، دریافتند که این نمونه‌ها علاوه بر ترکیبات شبیه آنچه در خاک کرهٔ زمین یافت می‌شود، حاوی ترکیبات متفاوتی هم هستند. نمونه‌هایی که پژوهشگران مورد آزمایش قرار دادند، توسط سفینه‌های آمریکایی آپولو ۱۱، آپولو ۱۲ و آپولو ۱۶ بین سال‌های ۱۹۶۹ تا ۱۹۷۲ از سطح ماه برداشته و به زمین آورده شده‌بود.

ویژگی‌های فیزیکی

بر طبق یافته های جدید آب در ماه موجود است و برخلاف زمین، ماه دارای هوا، زندگی و میدان مغناطیسی نیست. نمی‌توان گفت که ماه کاملاً غیرفعال است، زیرا «ماه‌لرزه» را باید نشانه‌ای از وجود نوعی حرکت در درون آن دانست. ماه در دوران گذشته، آتشفشانهایی داشته‌است؛ اما غالب حفره‌هایی را که در آن می‌بینیم، نتیجه اصابت سنگ‌های آسمانی در اولین روزهای شکل‌گیری آن است. بعضی از این حفره‌ها عظیمند برای نمونه عمق حفره نیوتون ۸٬۰۰۰ متر است. هنگامی که سفینه فضایی شوروی به نام لونا ۳ از پشت ماه عکس گرفت، دانشمندان دیدند که روی پنهان ماه درست مانند روی آشکار آن نیست. در آنجا، تعداد حفره‌ها بسیار بیشتر بود؛ اما به‌طور کلی، از حفره‌های روی آشنای ماه کوچک‌تر بودند.

جو و خاک ماه

جو کره ماه نسبت به جوّ زمین بسیار رقیق و ناچیز است و به این دلیل صدا در جوّ ماه منتقل نمی‌شود و سطح ماه مکانی خاموش و بی‌صداست. فقدان جوّ واقعی به این معنی است که در سطح ماه، مولکول‌های هوا نیز وجود ندارند تا نور خورشید را بپراکنند و با این کار در آسمان ماه ایجاد رنگ کنند؛ به این دلیل، آسمان ماه همیشه سیاه است. نبودِ جو هم‌چنین باعث می‌شود که شهاب‌سنگ‌های کوچک و بزرگ که پیش از رسیدن به زمین در هوا می‌سوزند، در آسمان ماه نسوزند و به‌آسانی به سطح ماه برسند و با شدت به آن اصابت کنند.
در کرهٔ ماه همچنین سنگ بازالت به فراوانی یافت می‌شود. در زیر بیشتر سطح ماه، گدازه‌های بازالتی در جریان‌اند. پس از برخورد شهاب‌های کهن به سطح ماه به خاطر نازک شدن سطح، گدازههای بازالت به سطح راه یافت و بخش‌های عظیمی از رویه کره را پوشاند. این مناطق بازالتی و تیره‌رنگ کره ماه به نام دریاوارهای ماه شناخته می‌شوند.
خاک ماه تقریباً یک‌رنگ و در همه‌جا خاکستری‌رنگ است و با گرد و غباری پوشیده شده که اصطلاحاً خاکه‌سنگ نامیده می‌شود. ماه در زمین خود صفحات زمین‌ساختی ندارد و از آن‌جا که در کره زمین کوه‌ها در نتیجه فشرده شدن این صفحات به هم پدید می‌آیند در ماه پدیده کوهزایی منشأ زیرسطحی ندارد و تنها بر اثر برخورد شهاب‌ها است که ماه دارای پستی و بلندی‌هایی شده‌است. ماه مثل زمین روز و شب دارد. روز ماه آن قدر گرم است که می‌تواند سرب را ذوب کند. پدیدهُ تفاوت مفرط دمای شب با روز (°۱۵۳-) و (°۱۲۳+) درجه سلسیوس نتیجهُ دیگری از نبودن جو در ماه است.

دهانه‌ها و دریاوارها

بیش از ۳٫۵ میلیارد سال پیش، سطح ماه به شدت توسط شهاب‌سنگ‌ها بمباران شد و گودال‌های زیادی به نام دهانه در سطح آن به‌وجود آمدند. وسعت بعضی از این دهانه‌های برخوردی به ۳۰۰ کیلومتر (۱۸۵ مایل) می‌رسد که توسط دیواره‌هایی از کوه‌های سنگی که بر اثر برخورد شهاب سنگ‌ها به‌وجود آمده‌اند، محصور شده‌اند. بعضی از گودالها، دیوارهای تراس دار یا حلقه‌های کوهستانی هم مرکز داشته و در اکثر آن‌ها قله‌هایی نیز وجود دارند. دهانه‌هایی که رگه‌های بزرگ و درخشان توف نام دارند، بسیار تماشایی هستند. تعدادی از گودال‌های بزرگ‌تر از گدازه آتشفشانی پر شده و دریاهایی در سطح ماه به‌وجود آورده‌اند.
سوی رو به زمین کره ماه (سوی نزدیک)، ظاهری بسیار متفاوت نسبت به سوی دور آن دارد. علت آن اینست که پهنه‌های زیادی از این سوی ماه بر اثر فعالیت‌های آتشفشانی با گدازه‌های تیره‌رنگ پوشیده شده‌اند و آبگیروارهای گوناگونی را به‌وجود آورده‌اند ولی سوی دور ماه همچنان به شکل قدیم یعنی آکنده از گودال باقی‌مانده‌است.

حرکاتِ ماه

انسان‌ها از قدیم از کرهٔ ماه و چرخشِ منظم آن برای گاهشماری، به‌ویژه در کشاورزی بهره می‌گرفتند، مسافران و دریانوردان نیز از نور و حضورِ ماه برای جهت‌یابی و ناوبری استفاده می‌کردند؛ ماه هم‌چنین در اسطوره‌های اقوام حضور زیادی دارد و در برخی فرهنگ‌ها حتی آن را به عنوان یک ایزد پرستش می‌کرده‌اند. گرانش (جاذبه) ماه باعث به‌وجود آمدن جزر و مد آب‌های کره زمین می‌شود و گرانش کره ماه هم‌چنین باعث باثبات ماندن محور گردش زمین به دور خود می‌شود که در صورت عدم وجود ماه، انحراف محوری زمین مرتباً تغییر می‌کرد و این امر باعث آشفته شدن آب و هوا و فصل‌ها در زمین می‌شد.
نیمکره‌ای از ماه در اثر پدیدهُ قفل جزر و مدی به‌طور دائمی رو به زمین قرار دارد که سمت پیدای ماه نامیده می‌شود. نیمه پنهان ماه را سمت پنهان ماه می‌نامند.
ماه هر سال ۲ سانتیمتر از زمین دور می‌شود.

حرکت انتقالی، وضعی و شبانه‌روز ماه

از آنجا که همیشه یک سمت ماه به سوی زمین است؛ به‌طور متوسط، ماه در هر ۲۷٫۳۲۱۶۶۱ روز یک بار تناوب مداری یا نجومی دارد (یعنی نسبت به یک ستاره ثابت یکبار بدور زمین حرکت انتقالی دارد) که با حرکت وضعی آن نیز برابر است؛ و به‌طور متوسط در هر ۲۹٫۵۳۰۵۸۹ روز یک بار تناوب هلالی دارد (یعنی هر بار زاییده شدن هلال ماه) که دقیقاً با یک شبانه‌روز در کره ماه و همچنین با یک ماه قمری در تقویم قمری برابر است.

چرا ماه به روی زمین سقوط نمی‌کند

زمین با نیروی گرانش ماه را به سوی خود می‌کشد. اگر انسان ماه را که در حقیقت بی‌وقفه به دور سیاره ما می‌چرخد، از گردش بازمی‌داشت، ماه فقط برای مدت کوتاهی ثابت می‌ایستاد، آنگاه با سرعتی فزاینده به سمت زمین می‌شتافت و در نهایت با آن برخورد می‌کرد. البته این عمل میسر نیست. ماه از همان زمان‌های اولیه با سرعتی برابر ۳۶۵۹ کیلومتر در ساعت به دور زمین در حال گردش بوده‌است. در اثر این حرکت گردشی، یک نیروی گریز از مرکز به سمت خارج ایجاد می‌شود، که درست به اندازه نیروی گرانش زمین که به سمت داخل کشش دارد، است. این دو نیروی مخالف، اثر یکدیگر را به‌طور متقابل خنثی می‌کنند، به نحوی که ماه همواره بر مدار خود باقی می‌ماند.

هلال و بدر چگونه تشکیل می‌شود

خورشید خود می‌درخشد، ماه را از این رو می‌بینیم که خورشید به آن می‌تابد. اگر آن روی ماه که به سوی ماست، به‌طور کامل مورد تابش خورشید قرار گیرد، ما ماه را به صورت قرص کامل و به عبارت دیگر در حالت بدر مشاهده می‌کنیم. اگر نور خورشید فقط قسمتی از آن روی ماه را که بسوی ماست دربر گیرد، ما ماه را بر حسب میزان تابش نور به صورت هلال باریک نوری، نیم قرص یا به صورت یک گلوله تقریباً گرد نورانی می‌بینیم. این پدیده‌های نوری را فازها یا صورتهای مختلف ماه می‌نامند.
هنگامی که ماه در جهت تابش خورشید قرار گیرد، دیده نمی‌شود، زیرا در تابش شدید خورشید محو می‌گردد و علاوه بر این، آن روی ماه که بسوی ماست مورد تابش واقع نمی‌گردد. این وضعیت را ماه نو می‌نامیم. اکنون ماه بر روی مدار خود به حرکت ادامه می‌دهد و پس از چند روز به‌طور محسوسی در سمت چپ یا در شرق خورشید واقع می‌شود. در این وضعیت قسمت کوچکی از نیمه رو به زمین ماه، تحت تابش نور خورشید قرار می‌گیرد. در این دوران ماه را در اوایل شب به صورت داس باریکی که البته روز به روز بر قطر هلال آن افزوده می‌شود، مشاهده می‌کنیم، زیرا در این وضع ماه بعد از خورشید غروب می‌کند.
تقریباً یک هفته پس از ماه نو، از دید ناظر زمینی، ماه دقیقاً از پهلو مورد تابش نور خورشید واقع می‌شود. در این حالت انسان نیمی از ماه را تاریک و نیم دیگر را روشن می‌یابد؛ این وضعیت یک‌چهارم نخست نامیده می‌شود. دوباره یک هفته بعد، ماه از دید این ناظر، دقیقاً در مقابل خورشید قرار می‌گیرد. در این حالت ماه به صورت قرص کامل نورانی می‌شود، که به آن بدر (یا در اصطلاح عامیانه ماه شب چهاردهم) می‌گویند.
از این حالت به بعد از قطر قسمت نورانی ماه کاسته می‌شود. تقریباً هفت روز پس از بدر، دوباره یک‌چهارم دوم حادث می‌شود. ماه در این حالت از دید ناظر زمینی اکنون در سمت راست یا در غرب خورشید قرار دارد و به عبارت دیگر قبل از طلوع خورشید در آسمان صبحگاهی پدیدار می‌شود، تا بالاخره دوباره به وضعیت ماه نو می‌رسد.

فاصله

ماه نزدیک‌ترین جِرم آسمانی به زمین است و کرهٔ ماه در حدود سی برابر قطر زمین از زمین فاصله دارد. میانگین فاصلهٔ ماه تا زمین ۳۸۴٬۴۰۳ کیلومتر و قطر ماه ۳٬۴۷۶ کیلومتر است. به‌خاطر این نزدیکیِ نسبیِ فاصله، ماه در آسمان شب تقریباً به‌اندازهٔ خورشید دیده می‌شود، و گاه با گذر از جلوِ خورشید، باعث خورشیدگرفتگی نیز می‌شود.
مَهتاب نوری است که از خورشید آمده و از سطح ماه رو به کره زمین بازتابانده شده. نور تقریباً در مدت ۱٫۳ ثانیه فاصله بین زمین تا ماه را طی می‌کند.

گام‌های ماه

همیشه ۵۰ درصد سطح ماه در معرض نور خورشید قرار دارد. میزان ناحیه روشن ماه، به موقعیت ماه نسبت به زمین و خورشید بستگی دارد. اندازه ناحیه قابل رویت، از کاملاً تاریک تا ماه کامل متغیر است. این دوره کامل هشت مرحله دارد که اهله ماه نامیده می‌شوند. چرخه گام‌های ماه، هر ۲۹٫۵۳ روز کامل می‌شود.

خانه‌های ماه

خانه‌های ماه، تقسیم‌بندی حرکت شبانه‌روزیِ ماه نسبت بر روی دائرةالبروج است که به ۲۸ خانه تقسیم شده‌است.

رخگردی

رخگردی یا لیبراسیون پدیده پدیدار شدن ۹ درصد از گوشه‌های نیمه ناآشکار ماه به صورت متناوب در زمانبندی گردش ماهانه ماه است.

سَمتِ پنهانِ ماه

سَمتِ پنهانِ ماه نیمکره‌ای از کرهٔ ماه است که به‌طور دائمی از کرهٔ زمین روی‌گردان است. سمتِ رو به زمین از کرهٔ ماه را سمت پیدای ماه می‌نامند. سمت پنهان ماه نخستین بار در سال ۱۹۵۹ توسط کاوشگر لونا ۳ شوروی عکس‌برداری شد و نخستین رؤیت مستقیم با چشم انسان در سال ۱۹۶۸ و در جریان مأموریت آپولو ۸ صورت گرفت. تا امروز جمعاً ۲۴ انسان موفق به مشاهدهٔ عینی سمت پنهان ماه شده‌اند. این افراد فضانوردان مأموریت‌های آپولو ۸ و آپولو ۱۰ تا ۱۷ بوده‌اند.

برنامه‌های اکتشافی

انسان تاکنون ۷۳ مأموریت فضایی به سوی ماه انجام داده‌است. تغییرات دمایی زیاد بر سطح ماه، تابش‌های زیان بار کیهانی و بارش انواع شهاب‌سنگ‌ها اسکان انسان در ماه را با دشواری‌هایی روبه‌رو می‌کند. پژوهشگران آژانس فضایی ژاپن موفق به کشف حفره‌ای گدازه‌ای در کره ماه شده‌اند که به باور آن‌ها این حفره مکانی مناسب برای ساخت اقامتگاه‌های فضایی در آینده‌ای نه چندان دور خواهد بود.
سفر به ماه با فناوری‌های کنونی سه روز به درازا می‌کشد و ماه تنها کره خارج از زمین است که انسان‌ها بر آن گام نهاده‌اند. در سال ۱۹۶۹ سازمان ناسا اعلام کرد که نخستین فضانوردان به نام‌های نیل آرمسترانگ و باز آلدرین در قالب پروژه آپولو بر سطح ماه فرود آمدند.

پروژه‌های ماه در ایران

ایرانی‌ها اگرچه تاکنون به ماه، فضاپیما ارسال نکرده‌اند، اما فعالیت‌های رصدی زیادی در این زمینه انجام داده‌اند. تصویر برداری از ماه آن هم با زمینه‌های هنری و نجومی از طرفداران زیادی در ایران برخوردار است. گروه دیگری ماه را همواره زیر نظر دارند و هر رویدادی را که به نحوی با آن در ارتباط باشد از نظر دور نمی‌دارند. تعداد بسیار زیادی هم هلال اول و آخر ماه را برای تصحیح تقویم‌های اسلامی به صورت دائم رصد می‌کنند. در این میان رصدخانه کوثر هم با همکاری ماه‌شناسان داخلی و خارجی، دائرةالمعارف تصویری ماه را اجرا نموده‌است. در ماه تاکنون ۶ پروژهٔ آپولو و ۵ پروژهٔ لونا انجام شده‌است و ۵ بار هم کاوشگران در ماه فرود آمده‌اند. کاوشگران ماه را به قسمت‌های مختلفی تقسیم کرده‌اند که به نام خلیج شبنم، خلیج رنگین کمان، دریای سرما، دریاچهٔ رؤیا، دریای آرامی، دریای رگبارها، اقیانوس توفان، دریای بخارها، دریای بحران، دریای آسایش، دریا ی باوری، دریای شهر، دریای ابر هاو دریای رطوبت.