тень какой планеты падает на луну
chva
Виталий Чихарин
Существует довольно распространённое заблуждение, что причиной смен фаз Луны служит тень Земли, отбрасываемая на Луну Солнцем. На самом деле, если тень от Земли попадает на Луну, то происходит лунное затмение. В сети немало статей и видеороликов, поясняющих, почему происходит эта смена фаз.
Далеко ходить не надо, можно почитать статью в Википедии. Или вот такое видео (английский язык):
В статье в Википедии есть и картинка, показывающая причину смены фаз:
.
Фазы Луны зависят от взаимного расположения Земли, Луны и Солнца. Когда Луна находится между Землей и Солнцем, Солнце освещает ту её часть, которая противоположна от наблюдателя и направленная к нам часть не видна, это новолуние. Когда наоборот Земля между Луной и Солнцем, Солнце освещает обращенную к нам часть и это полнолуние. На видео (см. выше) картина демонстрируется в движении.
Вас удовлетворяет это объяснение? Меня не удовлетворяет. Напомню, что как правило Луна наблюдается ночью (хотя её бывает видно и днём при не очень сильном солнечном свете). Так вот, ночь на Земле для наблюдателя наступает тогда, когда он находится на той стороне Земли, которая в ходе вращения планеты «отвернулась» от Солнца, другими словами, сама планета закрывает Солнце от наблюдателя. Таким образом, наблюдатель никаким образом не сможет увидеть расположенную между Землёй и Солнцем Луну, так как она закрывается от него Землёй. Это видно и на картинке (Луна в положении 1, то есть в новолуние, видна с дневной стороны Земли), и на видео (Шарик полностью затенен тогда, когда изображающая Солнце лампа бьет прямо в в глаза).
Ладно бы это, можно было бы просто сказать, что новолуние — это когда Луна расположена между Землей и Луной, её не видно, потому и темно. Но на самом деле Луну видно и в новолуние, она слабо светится отраженным от Земли солнечным светом. Каким же образом её видно ночью, если она должна быть с другой стороны? Можете сами выполнить в Гугле или Яндекс поиск по картинкам и посмотреть. Более того, при расположении Луны между Землей и Солнцем её не должно было быть видно и в первых фазах роста, и в последних фазах старения, так как и в этом случае её было бы видно только на дневной стороне.
Мы же знаем, что на самом деле Луну видно ночью. Более того, я уже написал, что Луну часто бывает видно не только ночью, не только в сумерках, но и днём. Я видел её даже летом часа в четыре, угол между ней и Солнцем точно не превышал 90°. И при этом она находилась если не в фазе полнолуния, то близко к тому. А если исходить из такого объяснения, Луну в фазе полнолуния можно было бы видеть только при угле между Луной и Солнцем близким к 180° и только ночью.
С другой стороны, если Земля находится между Солнцем и Луной, то на Луну должна было бы падать тень от Земли и вместо полнолуния должно было бы как раз происходить лунное затмение. В чём же дело?
Думаю, подобные объяснения слишком примитивны. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости плоскости эклиптики, да и ось вращения Земли наклонена к плоскости эклиптики. Это всё и даёт реальную картину. В полнолуние Луна висит выше эклиптики, потому и Солнцем освещена, и земная тень на неё не падает (кроме тех случаев, когда всё-таки падает и происходит лунное затмение). В новолуние наоборот, потому Луну всё-таки видно.
Космический театр теней
Каждый знает, что тень — это пространство, закрытое от яркого света. Мы любим устраивать театр теней на стене комнаты или на белом экране, если рядом есть яркая лампа. Сложил пальцы по-особому, и на стене возник силуэт волка или зайчика.
В космосе тоже есть театр теней: его демонстрируют нам планеты и их спутники. Например, наша Земля иногда отбрасывает свою тень на Луну, а Луна — на Землю.
Такие моменты астрономы называют затмениями. Например, затмение Солнца — это когда Луна отбрасывает свою тень на поверхность нашей планеты и закрывает от некоторых жителей Земли солнечный диск. Лунная тень невелика, она не может накрыть всю Землю, поэтому полное солнечное затмение в этот момент видят не все земляне, а только те, кому повезло попасть в тень Луны.
Случаются и лунные затмения — это когда Земля своей тенью закрывает от Солнца Луну. Тогда диск Луны сильно меркнет и на несколько часов становится почти невидимым. Земная тень велика, поэтому Луна легко погружается в неё целиком.
Как известно, Луна — спутник Земли. Двигаясь по своей орбите, она завершает оборот вокруг Земли примерно за месяц. Казалось бы, Луна должна попадать в тень Земли каждый месяц. И это в самом деле было бы так, если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью земной орбиты, где находится и Солнце. Но эти две плоскости не совпадают: между ними угол примерно в 5°. Поэтому лунные и солнечные затмения случаются редко: только в те дни, когда Луна приближается к плоскости земной орбиты. Линия, по которой плоскости земной и лунной орбит пересекаются, называется линией узлов.
Взаимное расположение плоскости лунной орбиты и плоскости орбиты Земли. АВ — линия узлов
Когда Луна и Солнце находятся на линии узлов по одну сторону от Земли, может произойти солнечное затмение, а когда они располагаются на линии узлов по разные стороны от Земли — лунное. Иными словами, затмения происходят только в те дни, когда Луна пересекает плоскость земной орбиты. Поэтому астрономы называют её плоскостью эклиптики, а годичный путь Солнца — эклиптикой (лат. ecliptica, от др.-греч. ἔκλειψις — ‘затмение’). Если Луна далеко от эклиптики, затмений не жди. Если же Луна приблизилась к эклиптике, оказавшись вблизи одного из узлов своей орбиты, и при этом Солнце тоже оказывается на линии узлов, то будет затмение.
Центр земной тени всегда лежит на эклиптике, а угловой радиус этой тени в районе лунной орбиты составляет для наблюдателя на Земле около 0,7°. Угловой радиус лунного диска около 0,25°. Следовательно, если Луна удаляется от эклиптики более чем на 1°, она не попадает в тень Земли. Именно поэтому Луна чаще проходит мимо земной тени, чем попадает в неё. По этой же причине и лунная тень далеко не всегда попадает на Землю. Вот почему мы наблюдаем затмения не ежемесячно, а лишь несколько раз в году.
Однако все знают, что за короткое время внешний вид Луны на нашем небе сильно меняется. То она полная (то есть круглая), то четвертинкой, то узким месяцем вроде серпа. Эти изменения называют сменой лунных фаз. Обычно цикл лунных фаз начинают отсчитывать от момента новолуния, когда лунный диск вообще не виден, поскольку Луна находится между Солнцем и Землёй, так что сторона Луны, обращённая к Земле, не освещена Солнцем.
Так происходит смена фаз Луны в Северном полушарии — слева направо, а в Южном — справа налево
Через пару дней после новолуния по вечерам после захода Солнца низко у западного горизонта появляется тонкий лунный серп. День ото дня он растёт, и через неделю мы уже видим половину освещённого Солнцем диска Луны. Это фаза первой четверти. Почему же «четверти», если видна половинка диска? Да потому что неделя — это четверть месяца, то есть четверть полного периода смены лунных фаз.
Полнолуние (слева) и первая четверть (справа)
Край видимого лунного диска астрономы называют лимбом. Глядя на любую планету в телескоп, мы тоже видим её как диск и тоже называем его край лимбом. А линию, отделяющую дневную часть диска от ночной, называют терминатором. На планетах, Луне и других спутниках это граница дня и ночи. Фазу Луны или любой другой планеты можно выразить числом, равным отношению ширины освещённой части диска к его полному диаметру. Именно это число указывают в календарях под названием фаза.
Фаза Луны или планеты выражается числом F = d/D, где d — ширина освещённой части, а D — диаметр диска
Некоторые люди думают, что в смене лунных фаз виновата тень Земли, которая попеременно закрывает то левую, то правую половинку лунного диска. Но это, конечно, не так. Ведь мы уже знаем, что земная тень редко попадает на Луну, а фазы непрерывно меняются в течение каждого месяца. Значит, не тень Земли закрывает от нас разные части лунного диска. А чья же тогда это тень?
Да всё очень просто! У Луны, как и у любой планеты, всегда есть два полушария — дневное, освещённое Солнцем, и ночное, не освещённое. Обходя вокруг Земли за месяц, Луна постепенно демонстрирует нам оба свои полушария: в полнолуние — освещённое, дневное, а в новолуние — неосвещённое, ночное. В остальные дни — часть освещённого и часть неосвещённого. Так что в новолуние мы не видим поверхность нашего спутника вовсе не потому, что на него упала тень Земли. Можно сказать, что в этот момент повёрнутое к Земле лунное полушарие находится в тени. самой Луны.
Фазы Луны. Показано её движение по орбите вокруг Земли (вид со стороны Северного полюса, Луна движется против часовой стрелки). Рядом с орбитой показан внешний вид Луны для земного наблюдателя в Северном полушарии в соответствующие моменты месяца
А теперь — задание. Посмотрите на фото ниже. Какой серп Луны сфотографирован на нём — растущий (молодой) или убывающий (старый)?
Фото: Европейская южная обсерватория
Это задание простое. А вот ещё одно, посложнее. На этом же фото кроме ярко освещённого Солнцем узкого лунного серпа мы ясно видим и ночную сторону Луны, тускло освещённую. чем? Это явление называют пепельным светом Луны. А где же источник пепельного света? Попробуйте представить себя в этот момент на Луне, но на её ночной стороне. У вас ночь, Солнце под горизонтом. А что вы видите в небе над собой? Откуда льётся на вас тусклый свет?
Как видите, всё очень просто: на Земле бывает полнолуние, а на Луне — «полноземелие». При этом ночное освещение от Земли на Луне намного сильнее, чем от Луны на Земле. Ведь диск Земли на лунном небе в несколько раз больше, чем лунный диск на нашем небосводе, да и отражаются солнечные лучи от Земли намного лучше, чем от лунной поверхности. В итоге ночная поверхность видимой стороны Луны освещается Землёй так ярко, что там без труда ночью можно гулять без фонарика и даже книжки читать. На Земле в полнолуние тоже можно гулять (но осторожно, а то споткнётесь!), а вот книжки при полной Луне читать не советую — можно глаза испортить.
Художник Мария Усеинова
Если бы мы видели на этом фото только ярко освещённый Солнцем серп Луны, то однозначного ответа дать не смогли бы. В такой ориентации лунный серп бывает недалеко от экватора, как утром, так и вечером. Однако мы ясно различаем на фото не только освещённую Солнцем, но и ночную сторону Луны, её так называемый «пепельный свет». Положение лунных морей говорит нам о том, что ярко освещён восточный край лунного диска. Следовательно, на видимой стороне Луны начинается день. Значит, это растущий, молодой серп, который виден по вечерам.
На вторую задачу ответ дан в самой статье: источником пепельного света Луны служит Земля, то есть ночную часть видимого полушария Луны освещает солнечный свет, отразившийся от Земли. Поэтому на вопрос «Где ночи темнее: на видимой стороне Луны или на обратной?» можно смело отвечать «На обратной», поскольку с неё не видна Земля, которая ночью подсвечивает видимую сторону Луны.
База инопланетян или целая цивилизация: что находится внутри Луны и почему некоторые учёные считают, что спутник полый
Несмотря на то что множество телескопов каждую ночь устремлены к спутнику Земли, Луна остаётся самым таинственным небесным телом для конспирологов. Ещё бы! Столько загадок не подкидывала человечеству ни одна планета. Чего только ни наблюдали на Луне астрономы-любители и учёные! Странные затемнения там, где их не должно быть, НЛО диаметром в километры, цветной туман, вспышки и огни, предметы, перемещающиеся по поверхности. Так что же такое Луна?
Свечение и огненные столбы
Странные явления на поверхности Луны астрономы стали замечать давно. Уже в 1935 году учёный Фрэнсис Бейли заявил, что на Луне кто-то есть. Он видел «звёздный свет» в одном из тёмных кратеров спутника. Его показания позже подтвердили астронавты NASA. Например, астронавт Базз Олдрин не однажды рассказывал, как во время миссии «Аполлон-11» видел на поверхности спутника Земли некие мерцающие вспышки, о которых он с коллегой Нилом Армстронгом решили не сообщать в эфир. Кстати, в NASA и сейчас выпускается «Хронологический каталог лунных событий» — издание, в котором регистрируются и описываются странные случаи на Луне.
Радиоастроном из Харькова Андрей Архипов утверждает, что Луна — искусственный спутник Земли и является базой для инопланетных космических кораблей на протяжении последних четырёх миллиардов лет. Скрупулёзно подсчитав статистику, учёный удивился: только 44% лунных миссий проходили без происшествий и достигли нужных результатов. При путешествии к более далёкой и более опасной Венере процент успешных миссий оказался гораздо выше — 67%! Разве это не повод задуматься?
Архипов указал, что авариям космических аппаратов часто предшествовали странные события на поверхности Луны. Однажды там в тени стала светиться непонятная точка. В кратере Аристарх был замечен свет, а в кратере Гассенди появилось оранжевое свечение. Примечательно, что после этих событий запущенный зонд «Хагоромо» вышел на орбиту вокруг Луны, но на запросы отвечать перестал.
За несколько суток до старта миссии «Аполлон-16» из Аристарха в высоту на 162 километра взметнулся столб света. Этот феномен зарегистрировала обсерватория Пассау на западе Германии. Загадочные огни на валу Аристарха видели и астронавты миссии «Аполлон-11» Нил Армстронг и Базз Олдрин. Архипов уверен: если пришельцы изучают человечество, лучшей базы, чем Луна, им не найти! Есть ещё одно странное явление — чёрные полосы, которые то и дело «пробегают» по Луне с «севера» на «юг» и которые никто не может или не хочет объяснять.
Луна — довольно странный объект. Она всего лишь в два раза меньше Марса и в принципе могла быть самостоятельной планетой. В Солнечной системе больше сотни спутников, из них Луна — пятая по величине. Четыре другие крупные луны — это спутники планет — газовых гигантов.
Некоторые учёные считают, что у Земли нет достаточной силы притяжения, чтобы поймать и удержать такой большой объект, но тем не менее Луна, как вы видите, вращается вокруг Земли. Другие учёные склоняются к мнению, что Луна на самом деле гораздо старше Земли. Кстати, лунные затмения Солнца можно наблюдать только на Земле, на других планетах, имеющих свои спутники, подобных явлений нет.
Орбита Луны — практически идеальный круг. Да и сама Луна имеет почти идеальную форму. Наблюдая за Луной с Земли, человечество видит идеальный круг. Согласитесь, слишком правильная форма для спутника, который, по предположениям учёных, сформировался в результате столкновения Земли с другой планетой. Вспомните, какой странной формы будет сама Земля, если удалить с неё все океаны. Она будет напоминать плод, который кто-то пообкусывал. Луна же почти идеальна.
Более того, во время полнолуния, несмотря на искажения атмосферы, наблюдатель с Земли всегда видит идеальный круг. А ведь Луна — шар! Это означает, что мы должны видеть тени и полутени. Но их нет. Почему Луна отражает свет в сторону Земли всей поверхностью? Непонятно.
Советские «люди в чёрном»: как сотрудники КГБ следили за контактёрами НЛО
Ещё одна интересная особенность Луны — это странные полосы, которые видны на фотографиях и которые очень напоминают «рёбра жёсткости». Кстати, такие полосы есть и у некоторых других спутников планет Солнечной системы. Их происхождение учёные объяснить не могут.
Прелюбопытный факт — вся видимая с Земли поверхность Луны изрыта кратерами. Но на обратной стороне Луны их практически нет. Как такое может быть? Неужели Луна встречается с метеоритами избирательно и только лишь «лицом»?
До сих пор неясно, что такое лунные кратеры. Учёные договорись считать их местами падения метеоритов. Обратите внимание, все они разного размера, но практически одинаковой глубины, а дно самых крупных вообще имеет выпуклую форму. А ведь за миллиарды лет поверхность Луны, не защищённая атмосферой, должна быть изрыта, как поле боя снарядами! И уж, во всяком случае, от больших метеоритов должны оставаться более глубокие кратеры! Быть может, под слоем реголита (грунт, который покрывает лунную поверхность) находится прочная оболочка? Это бы всё объясняло.
О том, что Луна может быть внутри полой, говорит тот факт, что, когда в 1969 году на спутнике Земли потерпел крушение лунный модуль США, Луна буквально «зазвенела», этот звук не прекращался в течение получаса — его зарегистрировала американская аппаратура, установленная на спутнике.
Модуль врезался в поверхность Луны с силой, равной взрыву 11 тонн тринитротолуола, что для такого большого космического тела — укол комара. Тем не менее учёный из NASA Морис Эвинг на пресс-конференции заметил, что «результат настолько необычный, что я бы предпочёл даже и не пытаться интерпретировать его». Странное заявление, согласитесь. Есть некие данные, но американцы просто отмахиваются от них как от мухи. Луна полая? Нет, не слышал!
Впрочем, версию о том, что внутри Луна может быть полой, высказал другой учёный — из Массачусетского университета. Гордон Макдональд предположил, что Луна внутри пустая, опираясь на данные изучения гравитационного поля спутника Земли. Он оказался не одинок: инспектор NASA Кен Джонсон тоже заявил, что во время падения зонда на поверхность Луны небесное тело не просто «звенело», но и вибрировало на протяжении нескольких часов, причём делало это слишком равномерно — словно внутри стояли какие-то огромные «амортизаторы».
То, что Луна — это, по сути, прочная оболочка, скрывающая внутри что-то неизвестное, косвенно признавал Гарольд Юри, нобелевский лауреат в области химии. Когда данные о химических элементах, из которых состоят лунные породы, попали к нему в руки, он назвал их «взрывающими мозг». Дело в том, что на Луне количество титана (металла, применяемого для изготовления сверхпрочных корпусов подводных лодок и других видов вооружения) превышает земное в десятки раз. Многие учёные признаются: если бы им пришлось строить объект, подобный Луне, они бы точно остановили свой выбор на титане. Кроме этого, на Луне найдены элементы ураниум-236 и нептуниум-237, которые встречаются на Земле в ничтожном количестве. Предполагается, что на Земле они могли образоваться в момент рождения планеты и потому давно распались.
Любопытно, что легенды некоторых народов Земли говорят о времени, в котором Земля была, но Луны у неё ещё не было. Например, легенда зулусов (африканского народа) говорит о том, что Луну на небо «отбуксировали» некие «небесные гости». Это вызвало настоящую катастрофу на Земле — огромные приливные волны и изменение климата, но постепенно всё пришло в норму.
Там может быть целая страна
Если всё это правда, то возникает ещё один вопрос: что же находится внутри Луны? Мнения учёных здесь разделяются. Наиболее трезвомыслящие склоняются к тому, что Луна действительно под поверхностью может иметь пустоты — естественные образования. Как они появились и чем заполнены — этот вопрос требует отдельного исследования.
Наиболее радикальные мыслители уверены, что внутри может находиться искусственно созданная среда. Именно оттуда, из глубин спутника, могут то и дело появляться «летающие тарелки» размером в несколько километров, которые бесшумно скользят над поверхностью Луны. Оттуда «пилоты» НЛО могут спокойно спускаться на Землю, исследовать её и возвращаться обратно «домой».
В пользу этой версии говорят многочисленные съёмки НЛО на поверхности Луны и тот факт, что специалисты NASA на одной из архивных фотографий нашли на поверхности Луны следы от неизвестного транспорта. Они были замечены там, где астронавты не высаживались, а в пользу их древности говорит тот факт, что местами следы засыпаны обломками лунной породы.
Куда исчезло НЛО, упавшее в карельское озеро, и почему жители до сих пор боятся ходить в лес по ночам
Впрочем, полая Луна совсем не обязательно может быть искусственной станцией пришельцев из далёкого космоса. В конце концов, она может быть своеобразными «руинами» — остатками древней человеческой цивилизации, которая уже один раз покорила космос, а потом исчезла, сгинула в водах Всемирного потопа, оставив нам, потомкам, возможность самим разбираться со своими проблемами. В таком случае Луна — это просто древний артефакт, место которому — в Музее космонавтики.
Разоблачены 5 лунных мифов
При суперлунии Луна огромна
Во время суперлуния спутник Земли кажется лишь на 14% больше, чем в период максимального отдаления от Земли. Орбита Луны слегка эллиптическая, а отклонение от идеальной окружности составляет всего 0,049. Говоря другими словами, во время суперлуния до Луны 356 104 километра, а в период максимального отдаления — 370 400 километров: разница всего 14 296 километров.
В итоге, мы не можем определить на глаз, больше стала Луна, чем обычно, или меньше. Для этого нужно ее размер с чем-то сравнить. Кроме того, Луна увеличивается не внезапно, а постепенно, что сглаживает эффект и делает его незаметным.
Темная сторона Луны
Классическое заблуждение заключается в том, что у Луны, якобы, есть темная сторона, на которую никогда не падает света Солнца. Это происходит потому, что часто люди склонны полагать, что Луна не вращается вокруг своей оси — ведь мы всегда видим одну и ту же ее сторону.
Но это неверно. Мы видим одну и ту же сторону, потому что Луна, совершая один оборот вокруг Земли, оборачивается один раз и вокруг себя. Данное явление очень распространено во вселенной и называется «приливным захватом».
Таким образом, Луна освещается солнцем практически вся, как и Земля: экваториальная ее часть получает больше солнечного света, а полюсы — меньше.
Лунные фазы вызваны тенью Земли
В течение месяца Луна проходит несколько фаз, что некоторыми людьми объясняется отбрасываемой на нее тенью Земли. Это не так. Когда на Луну падает тень Земли, мы наблюдаем Лунное затмение, во время которого от спутника словно откусывается растущий в размерах кусок. То же самое происходит во время солнечного затмения:
Фазы же Луны демонстрируют совершенно другой тип затемнения, что обусловлено тем, с какой стороны на нее светит Солнце. Именно поэтому граница освещения проходит, грубо говоря, по меридианам Луны, начинаясь и заканчиваясь на равноудаленных друг от друга точках ее окружности. Вот так:
В противном случае, убывающая Луна была бы не почти круглой формы, а с выемкой, стремящейся к центру, словно на нее наползает круглая тень Земли.
Луна движется в другую сторону в небе Южного полушария
Форма полумесяца показывает, растет Луна или убывает. Если вы находитесь в северном полушарии, то для определения фазы вы можете использовать метод «DOC». Когда Луна выглядит как D — она растет, когда это выглядит как O — полнолуние, а когда похожа на C — убывает.