Топ заблуждений об астрономии 6. Фазы Луны

Вы знаете, шарообразность Земли вполне можно было бы осознать, просто взглянув на лунный серп на ночном небе. Ведь именно в это время — особенно сразу после новолуния — как никогда хорошо видно, что тень Земли на Луне имеет явно круглую форму, а потому Земля — очевидно, шар. Даже странно, что древние об этом не догадались…

Так вот, если вы это действительно знаете, то вы знаете что-то неправильное: фазы Луны не вызываются падением на неё тени Земли. Они связаны исключительно с тем, под каким углом на неё светит Солнце и под каким углом она в данный момент видна с Земли.

Если вы погасите верхний свет в комнате, оставив зажжённой только настольную лампу, и возьмёте в вытянутую руку мяч: так, чтобы лампа была точно справа или слева от него, — то вы пронаблюдаете полный аналог «половины Луны на небе». Хотя в данный момент ваша собственная тень попросту не может падать на мяч — ведь лампа находится сбоку от него, а не сзади вас.

С Луной происходит нечто аналогичное.

Как понятно из рисунка, жители, например, США, в данный момент, если и видят Луну, то для них освещена только её левая половина.

Правда, тут надо отметить, эта картинка (как и все последующие в этом разделе) — немного жульническая.

Дело в том, что если бы я тут всё нарисовал в правильном масштабе, то Земля и Луна выглядели бы микроскопическими точками, и ничего нельзя было бы разглядеть. При увеличении же этих объектов, вместе с искажением отношений их размеров и расстояний между ними, искажаются и углы, под которыми они друг друга «видят».

Поэтому мне пришлось нарисовать Солнце там, где вы его видите, но вот источник света, имитирующий солнечный свет унести довольно далеко влево — чтобы Земля и Луна были освещены практически с одного и того же направления, а не с разницей углов к источнику света, примерно в 45°, как на этом рисунке.

Тем не менее, смысл, надеюсь, понятен, и потому можно взглянуть на другое взаимное расположение объектов.

В данном случае жители Земли сумеют увидеть лишь тонкий серп.

Причём рисунок нам как бы намекает, что этот серп будет виден не ночью, а, как максимум, перед самым рассветом — ведь та сторона Земли, с которой видно Луну, сейчас как раз повёрнута к Солнцу, а значит там уже не ночь.

Иными словами, новолуние, новая и старая Луна — это как раз наиболее далёкие состояния от того, при котором тень Земли могла бы всё-таки упасть на Луну. Напротив, в эти моменты Земля дальше от Солнца, чем Луна, а не наоборот.

Взглянем теперь на ту конфигурацию, при которой нам видна полная Луна.

Может показаться странным, что в данном случае не случилось лунное затмение: ведь тень Земли в такой конфигурации вроде бы должна была бы упасть на Луну и сделать её тёмной для земного наблюдателя.

Но нет, лунные затмения, разумеется, бывают, однако орбита Луны наклонена на 5,14° относительно плоскости, в которой находится орбита Земли вокруг Солнца. По этой причине она чаще всего находится не строго за Землёй на линии Солнце—Земля, а как бы «чуть выше» или «чуть ниже» этой линии. В общем, достаточно отстоит от этой линии для того, чтобы Земля не заслоняла её собой от солнечного света.

,

Здесь снова для более разборчивой демонстрации процесса пришлось немного увеличить наклон орбиты Луны, но суть примерно такова.

Тем не менее, не только Луна вращается вокруг Земли, но и Земля — вокруг Солнца. По этой причине плоскость лунной орбиты по-разному ориентирована к линии Солнце—Земля.

Вдобавок, сама орбита Луны и плоскость, в которой она лежит, медленно вращаются вокруг Земли, делая полные обороты примерно за 8,85 лет и 18,6 лет соответственно (это явление называется «прецессия»).

Из-за этого в некоторые моменты Земля всё-таки может оказаться точно между Солнцем и Луной. И тогда действительно случится лунное затмение.

По той же причине не каждый месяц, но всё-таки могут случаться и солнечные затмения тоже — ведь и Луна тоже может иногда оказываться точно между Солнцем и Землёй.

Как видно из рисунков, лунные затмения всегда наступают исключительно в полнолуние — в момент полной освещённости Луны: во всё остальное время их просто не может быть по чисто геометрическим причинам. И по тем же чисто геометрическим причинам солнечное затмение бывает исключительно в новолуние — когда со стороны Земли Луна не освещена Солнцем вообще.

Луна делает оборот вокруг Земли чуть более чем за 27 дней. И за этот период происходит полный цикл своих фаз: от полной неосвещённости до полной освещённости и обратно. Однако лунные и солнечные затмения не столь часты и случаются только в те моменты, когда вращение Луны вокруг Земли удачно накладывается на ориентацию её орбиты к линии Земля—Солнце.

В общем, заблуждение о том, что фазы Луны — это что-то типа неполных лунных затмений, гораздо более глубокое, чем «ну ладно, самую малость не угадали»: в данном случае не угадали в буквальном смысле на 180°.

Другие статьи из этой серии:

Часть 1 — Смена времён года — https://xren.su/myths-about-astronomy-1/

Часть 2 — Земля вращается вокруг Солнца — https://xren.su/2334/

Часть 3 — В Солнечной системе 9 планет — https://xren.su/myths-about-astronomy-3/

Часть 4 — В космосе невесомость — из-за слабой гравитации — https://xren.su/myths-about-astronomy-4/

Часть 5 — Только с космической скоростью можно улететь с Земли — https://xren.su/myths-about-astronomy-5/