הירח הוא הלוויין הטבעי היחיד של כדור הארץ. במקביל, זהו הלוויין הפלנטרי הקרוב ביותר לשמש, הלוויין הפלנטרי הטבעי החמישי בגודלו של מערכת השמש והאובייקט השני בהיר (אחרי השמש) בשמי כדור הארץ.
המרחק בין המאורות לשינויים שלה
קוטר הירח (3474 ק מ) הוא מעט יותר מ 1/4 מקוטר כדור הארץ. לפיכך, לירח יש הרבה פעמים פחות מסה וכוח משיכה חזק פי 6 מכדור הארץ. כוח הכבידה ההדדי ביניהם גורם לירח לנוע במסלול סביב כדור הארץ. הלוויין מקיף את כדור הארץ לחלוטין בתוך 27, 3 ימים.
המרחק בין מרכזי הירח לכדור הארץ הוא 384 467 ק"מ, השווה בערך לסכום של 30 קוטרי כדור הארץ. אולם בכל שנה הירח מתרחק מכוכב הלכת בכמעט 4 ס"מ. הסיבה לכך היא הירידה המתמדת בכוח הכבידה בין גרמי השמיים, המתרחשת עקב אובדן האנרגיה במערכת כדור הארץ-ירח.
מכיוון שהירח קרוב לכדור הארץ ובעל מסה גדולה למדי, מתרחשת אינטראקציה כבידתית בין גרמי השמים בצורת גלים וזרמים, המתרחשים על חופי האוקיאנוסים, בגופי מים שונים ובקרום כדור הארץ. בגללם מתרחש חיכוך בין הקרקעית לאוקיאנוסים, המעטפת וקרום כדור הארץ, הגורם לאובדן אנרגיה קינטית במערכת הירח-כדור הארץ. מאותה סיבה, כל 120 שנה, מאריך את יום כדור הארץ ב 0.001 שניות.
אם ניקח בחשבון את המרחק השנתי מכדור הארץ של הלוויין שלו, ניתן לחשב שבעוד אלף שנה הירח יתרחק מכדור הארץ בכ- 40 מטר.
מחקר בתחום זה
אנשים ניסו למדוד את המרחק מכדור הארץ לירח עוד מימי קדם. ביניהם היה למשל המדען היווני הקדום אריסטארכוס מסאמוס. הוא טעה כמעט 20 פעמים בחישוביו, מכיוון שהטכנולוגיות של אותם זמנים לא אפשרו דיוק גבוה.
מדענים הצליחו למדוד את המרחק בין כדור הארץ לירח בטעות מינימלית באמצעות אקדחי לייזר. היו גם ניסיונות לעשות זאת באמצעות פוטונים של אור המשתקפים ממראותיהם של נדידי הירח, אך הם הסתיימו בכישלון.
הפיזיקאי מאוניברסיטת סן דייגו, טום מרפי, רצה למדוד מרחק למילימטר הקרוב ביותר. יחד עם צוות עמיתים, הוא שלח פעימות לייזר של 100 פוטוני קוואדריליון למחזירים על הירח. במקרה הטוב, רק אחד מהם חזר, ולעיתים קרובות הטלסקופ לא הצליח להקליט אפילו את זה. ההנחה היא כי הסיבה לכישלון היא במסלול המעוות שלאורכו חוזרים הפוטונים. לדברי טום מרפי, הסיבה לאות ההחזרה הזניח היא שאבק הירח מכסה את מנסרות הזכוכית של המחזירים.
