Жители многих населенных пунктов на побережьях морей и океанов ежедневно наблюдают очень интересное явление природы — периодические повышения и понижения воды у берегов.
Такие периодические колебания воды в океанах и морях называются приливами и отливами.
Заметнее всего приливы и отливы у берегов океанов или открытых морей. Здесь обычно наблюдается такая картина. В течение суток, точнее 24 часов 50 минут, уровень воды у берегов дважды повышается и дважды понижается.
Повышение от наименьшего уровня воды до наибольшего происходит постепенно и сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее. Оно длится в среднем около 6 часов 12,5 минуты. После этого начинается понижение уровня воды. Понижение продолжается в среднем также 6 часов 12,5 минуты.
Один из двух приливов в течение суток в данной местности наступает вскоре после того, как Луна достигнет самого высокого положения на небе (верхней кульминации). Основываясь на этом и на совпадении удвоенного периода приливов (24 часа 50 минут) с периодом видимого обращения Луны вокруг Земли, еще в древние времена люди связывали приливы и отливы с Луной.
И действительно, основная причина приливов, как впервые указал Исаак Ньютон,— это притяжение Земли Луной, точнее говоря, разность между притяжением Луной всей Земли в целом, с одной стороны, и водной оболочки ее — с другой.
В общих чертах теория Ньютона объясняет приливы и отливы так.
Притяжение Земли Луной складывается из притяжения Луной отдельных частиц Земли. Частицы, которые находятся в данный момент ближе к Луне, притягиваются ею сильнее, а более далекие — слабее. Если бы Земля была абсолютно твердой, то это различие в силе притяжения ее частиц не играло бы никакой роли. Но Земля не абсолютно твердое небесное тело. Кроме того, она покрыта океанами и морями, которые занимают 71% ее поверхности. Поэтому разное притяжение частиц, находящихся вблизи поверхности Земли и вблизи ее центра (эту разность называют приливообразующей силой), смещает эти частицы друг относительно друга, и Земля, прежде всего ее водная оболочка, изменяет свою форму, деформируется.