Луна, единственный естественный спутник Земли, находится на расстоянии примерно 384,467 км от нашей планеты. Это расстояние эквивалентно примерно 30 диаметрам Земли. Наблюдения и попытки понять движение Луны предпринимались людьми с древних времен. В настоящее время, благодаря достижениям современной науки, ученые смогли производить точные расчеты, в результате чего погрешность составляет всего несколько сантиметров. Расчет движения Луны — сложная задача, поскольку требует учета сжатия Земли и влияния Солнца. Ее орбиту можно сравнить с медленно раскручивающейся спиралью, и с каждым годом Луна постепенно удаляется от Земли.
Происхождение Луны остается предметом неопределенности, поскольку нет точных сведений о событиях, произошедших примерно 4,6 миллиарда лет назад и приведших к ее образованию. Было предложено несколько гипотез, объясняющих происхождение нашего спутника. Хотя ученые еще не пришли к консенсусу по поводу единой теории, наиболее широко распространенной является гипотеза гигантского столкновения. Согласно этой теории, Земля столкнулась с небесным телом, известным как Тейя, почти по касательной. В результате этого столкновения часть Земли и земной мантии была выброшена на околоземную орбиту, которая в конечном итоге образовала прото-Луну. Хотя эта теория также имеет свои ограничения, она считается наиболее правдоподобным объяснением по сравнению с другими гипотезами.
Ученые продолжают копаться в загадках происхождения Луны, и в 2008 году американские исследователи предложили еще одну теорию, основанную на их попытках реконструировать события прошлого. Они предположили, что примерно 4 миллиарда лет назад произошло столкновение Земли с небесным телом, схожим по размерам с Марсом. До этого столкновения продолжительность светового дня на Земле была сравнительно небольшой, около четырех часов, а сама планета вращалась в противоположном направлении. После столкновения возникла Луна, что в конечном итоге привело к зарождению жизни на Земле. Более того, столкновение вызвало замедление вращения Земли, что привело к уменьшению наклона оси и увеличению продолжительности дня.
В 2020 году появились сообщения об исследовательской группе, в которую вошли учёные из разных стран. Они использовали компьютерное моделирование, чтобы предположить, что около 4,5 миллиардов лет назад наша планета имела форму, напоминающую картофель, а не идеальную сферу. Луна образовалась в результате столкновения с массивным небесным телом. В этот период Луна находилась удивительно близко к Земле, оказывая значительное влияние на ее геологическую деятельность. По оценкам учёных, Луна за это время была примерно в 30 раз ближе к Земле. Эта близость спровоцировала вулканическую активность на Земле и способствовала формированию ландшафта. В то время расстояние между Землей и ее спутником составляло всего 12,5 тысяч километров, в результате чего дни были невероятно короткими и длились всего 2,5 часа.
С течением времени Луна постепенно удалялась от Земли. Ранее находясь в непосредственной близости, расстояние между двумя небесными телами значительно увеличилось из-за скорости движения Луны примерно 38 мм в год. С момента ее образования прошли миллиарды лет, и, следовательно, расстояние между Луной и Землей значительно увеличилось. Это явление можно объяснить приливным ускорением, которое начало проявляться вскоре после появления на Земле океанов. Гравитационная сила Луны порождает приливные волны, вызывающие небольшое замедление вращения Земли. Законы сохранения импульса и энергии диктуют, что по мере небольшого уменьшения вращения Земли угловой момент Луны увеличивается, тем самым выводя ее на более высокую орбиту.
Рассматривая будущую траекторию Луны, российский ученый Владимир Сурдин из Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ прогнозирует, что скорость удаления Луны со временем уменьшится. Примерно через 5 миллиардов лет радиус орбиты спутника достигнет максимального значения в 463 тысячи километров, что значительно превысит его нынешнее расстояние, составляющее около 385 тысяч километров. В этот период сутки на Земле будут длиться примерно 870 часов, что примерно равно пяти неделям. Ожидается, что скорости вращения Земли и Луны выровняются, хотя приливное трение прекратится. Несмотря на отсутствие приливного трения, солнечные приливы будут продолжать влиять на Землю, вызывая постепенное замедление ее вращения. Впоследствии Луна начнет медленно приближаться к Земле. Ученые отвергают идею о том, что Луна может отойти еще дальше от Земли, поскольку это противоречит фундаментальным принципам небесной механики.