Луна удаляется от Земли со скоростью 3,8 сантиметра в год, что эквивалентно расстоянию в 38 миллиардов сантиметров за десять миллиардов лет. Десять миллиардов лет — это примерно в два раза больше возраста Солнечной системы и сопоставимо с возрастом Вселенной.
По совпадению, средний угловой диаметр Луны — 0,515 градуса — почти идентичен среднему угловому диаметру Солнца — 0,533 градуса. С нашей точки зрения на Земле это позволяет нам наблюдать полное затмение Солнца Луной. Но поскольку Луна удаляется, её угловой размер будет уменьшаться и через сотни миллионов лет станет значительно меньше солнечного. Итак, здесь действуют два совпадения: почти равенство угловых размеров Луны и Солнца на нашем небе и тот факт, что мы живем на Земле именно в тот период, когда это совпадение происходит.
Но есть ещё кое-что, что усиливает наше ощущение везения. Средняя плотность Солнца составляет 1,41 грамма на кубический сантиметр, что сопоставимо со средней плотностью Луны — 3,34 грамма на кубический сантиметр. И снова — чистое совпадение, поскольку Луна является холодной твёрдой скалой, тогда как Солнце состоит в основном из горячего водорода в газообразной форме.
Приливное ускорение, которое внешнее тело оказывает на Землю, пропорционально его массе, делённой на куб расстояния. Масса тела, в свою очередь, пропорциональна средней плотности тела, умноженной на куб его диаметра. Следовательно, приливное ускорение на Земле пропорционально средней плотности тела, умноженной на куб отношения диаметра тела к расстоянию. Отношение диаметра к расстоянию — это угловой размер тела, если смотреть с Земли. Поскольку Луна и Солнце имеют примерно одинаковые средние плотности и угловые размеры на нашем небе, они также создают на Земле схожие приливные ускорения. Это составляет четвёртое совпадение. Приливное ускорение Луны примерно в десять миллионов раз меньше ускорения свободного падения на поверхности Земли, равного 9,8 метра в секунду в квадрате, в то время как солнечный прилив составляет около половины лунного.
Для будущих обитателей Луны Земля будет казаться объектом диаметром 1,5–2 градуса на их небе, то есть в 3–4 раза больше, чем Луна выглядит с Земли. Средняя плотность Земли составляет 5,51 грамма на кубический сантиметр, что примерно в 4 раза больше, чем у Солнца. В результате приливное ускорение Земли на поверхности Луны более чем на два порядка превышает солнечное. Оно составляет примерно одну десятитысячную от ускорения свободного падения на поверхности Луны, равного 1,62 метра в секунду в квадрате.
Для будущих обитателей Марса луны Фобос и Деймос имеют угловые размеры 0,2 и 0,02 градуса соответственно. Их средние плотности составляют 1,88 и 1,47 грамма на кубический сантиметр, поэтому приливное воздействие Деймоса на Марс можно считать незначительным по сравнению с Фобосом. Марс находится в 1,52 раза дальше от Солнца, чем Земля, что означает, что Солнце на марсианском небе будет иметь угловой диаметр 0,35 градуса. В целом солнечное приливное ускорение будет примерно в 4 раза больше, чем у Фобоса на поверхности Марса. Оно будет составлять долю примерно одну к 12 миллионам от ускорения свободного падения на поверхности Марса, которое равно 3,71 метра в секунду в квадрате или 38% от земного значения. Если человечество когда-либо осуществит терраформирование Марса и вернет океаны на его поверхность, эти приливные эффекты станут частью их повседневной жизни. Солнечный прилив будет проявляться с периодичностью 1,88 года, тогда как прилив от Фобоса будет повторяться с амплитудой в четверть солнечной каждые 7 часов и 39 минут. Таким образом, соотношение приливов Фобоса и Солнца на Марсе будет не столь близким, как соотношение приливов Луны и Солнца на Земле (где оно примерно 2).
Было ли совпадение лунно-солнечных приливов на Земле важным для возникновения сложной и разумной жизни? В статье, написанной вместе с моим бывшим постдоком Манасви Лингамом, мы утверждали, что приливы могут оказывать значительное положительное влияние на биотические процессы, включая абиогенез, биологические ритмы, подъём питательных веществ и фотосинтез. В частности, мы предположили, что крупномасштабные цветения водорослей могут служить потенциальными временными биосигнатурами в кривых отражённого света, возникающими косвенно в результате сильных приливных воздействий.
Антропное рассуждение о приливах можно будет проверить в будущем, если мы обнаружим, что на экзопланетах со сложными формами жизни существуют спутники, удовлетворяющие условию совпадения приливных эффектов с их звёздным хозяином. Если мы когда-нибудь встретим инопланетян, мы сможем спросить их, совпадают ли приливы от их звезды и их луны на их родной планете. Если они ответят: «У нас нет луны», мы будем знать, что земляне действительно очень удачливы и уникальны. Ведь Вселенная не обязана награждать всех своих обитателей одинаковыми океанскими пейзажами.
Если вы хотите читать больше интересных историй, подпишитесь пожалуйста на наш телеграм канал: https://t.me/deep_cosmos