Лунная фаза или фаза Луны — это видимая форма непосредственно освещенной Солнцем части Луны , наблюдаемая с Земли (поскольку Луна приливно заперта с Землей, то же полушарие всегда обращено к Земле). В общепринятом использовании четыре основные фазы — это новолуние , первая четверть, полнолуние и последняя четверть; четыре второстепенные фазы — это растущая луна, растущая луна, убывающая луна и убывающая луна. Лунный месяц — это время между последовательными повторениями одной и той же фазы: из-за эксцентриситета орбиты Луны эта продолжительность не является идеально постоянной, но в среднем составляет около 29,5 дней.
Внешний вид Луны (ее фаза) постепенно меняется в течение лунного месяца, поскольку смещаются относительные орбитальные положения Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца. Видимая сторона Луны освещена Солнцем в разной степени, в зависимости от положения Луны на ее орбите, причем освещенная Солнцем часть варьируется от 0% (в новолуние) до почти 100% (в полнолуние). [1]
Существует четыре основные (первичные или основные) лунные фазы: новолуние , первая четверть, полнолуние и последняя четверть (также известная как третья или последняя четверть), когда эклиптическая долгота Луны находится под углом к Солнцу (если смотреть из центра Земли) 0°, 90°, 180° и 270° соответственно. [2] [a] Каждая из этих фаз появляется в немного разное время в разных местах на Земле, и поэтому табличное время всегда геоцентрическое (рассчитанное относительно центра Земли).
Между главными фазами находятся промежуточные фазы, во время которых видимая форма освещенной Луны либо серповидная , либо горбатая. В среднем промежуточные фазы длятся четверть синодического месяца , или 7,38 дня. [b]
Термин «растущая» используется для промежуточной фазы, когда видимая форма Луны утолщается, от новолуния до полнолуния; и «убывающая» , когда форма утончается. Продолжительность от полнолуния до новолуния (или от новолуния до полнолуния) варьируется приблизительно от 13 дней 22+От 1 ⁄ 2 часовдо примерно15 дней 14+1 ⁄ 2 часа.
Из-за движения Луны относительно меридиана и эклиптики в северном полушарии Земли :
Незападные культуры могут использовать другое количество лунных фаз; например, традиционная гавайская культура насчитывает в общей сложности 30 фаз (по одной в день). [3]
.gif/1280px-Lunar_libration_with_phase_Oct_2007_(continuous_loop).gif)
С Земли эксцентрическая орбита Луны заставляет ее немного менять видимый размер и видеть ее под немного разными углами. Эффект едва заметен невооруженным глазом от ночи к ночи, но довольно очевиден при покадровой съемке.
Лунная либрация приводит к тому, что часть обратной стороны Луны иногда видна земному наблюдателю. Благодаря этому около 59% поверхности Луны удалось сфотографировать с Земли.
Когда Солнце и Луна выстраиваются на одной стороне Земли (соединены), Луна «новая», и сторона Луны, обращенная к Земле, не освещается Солнцем. По мере того, как Луна растет (количество освещенной поверхности, видимой с Земли, увеличивается), лунные фазы проходят через фазы новолуния, полумесяца, первой четверти, горбатой луны и полнолуния. Затем Луна убывает , проходя через фазы полумесяца, третьей четверти и серпа, прежде чем вернуться к новолунию.
Термины старая луна и новая луна не являются взаимозаменяемыми. «Старая луна» — это убывающая полоска (которая со временем становится неразличимой невооруженным глазом) до того момента, пока она не выровняется с Солнцем и не начнет расти, после чего она снова станет новой. [4] Термин «полумесяц» часто используется для обозначения первой и третьей четверти луны, в то время как термин « четверть» относится к продолжительности цикла Луны вокруг Земли, а не к ее форме.
Если смотреть на освещенную полусферу под определенным углом, то видимая часть освещенной области будет иметь двумерную форму, определяемую пересечением эллипса и круга (где большая ось эллипса совпадает с диаметром круга). Если полуэллипс выпуклый относительно полукруга, то форма будет горбатой (выпуклой наружу), [5] тогда как если полуэллипс вогнутый относительно полукруга, то форма будет полумесяцем . Когда появляется полумесяц, может быть очевидным явление пепельного сияния , когда ночная сторона Луны тускло отражает непрямой солнечный свет, отраженный от Земли. [6]
В Северном полушарии , если левая сторона Луны темная, то яркая часть утолщается, и Луна описывается как растущая (смещающаяся к полнолунию). Если правая сторона Луны темная, то яркая часть утончается, и Луна описывается как убывающая (прошедшая полнолуние и смещающаяся к новолунию). Предполагая, что наблюдатель находится в Северном полушарии, правая сторона Луны — это та часть, которая всегда растущая. (То есть, если правая сторона темная, Луна становится темнее; если правая сторона освещена, Луна становится ярче.)
В Южном полушарии Луна наблюдается в перевернутой перспективе, или повернутой на 180°, по отношению к Северному полушарию и ко всем изображениям в этой статье, так что противоположные стороны кажутся прибывающими или убывающими.
Ближе к экватору лунный терминатор будет выглядеть горизонтальным утром и вечером. Поскольку приведенные выше описания лунных фаз применимы только к средним или высоким широтам , наблюдатели, двигающиеся к тропикам из северных или южных широт, увидят Луну, вращающуюся против часовой стрелки или по часовой стрелке относительно изображений в этой статье.
Лунный полумесяц может открываться вверх или вниз, при этом «рога» полумесяца направлены вверх или вниз соответственно. Когда Солнце появляется над Луной в небе, полумесяц открывается вниз; когда Луна находится над Солнцем, полумесяц открывается вверх . Полумесяц Луны наиболее ясно и ярко виден, когда Солнце находится под горизонтом, что подразумевает, что Луна должна быть над Солнцем, а полумесяц должен открываться вверх. Поэтому это ориентация, в которой полумесяц Луны чаще всего виден из тропиков. Растущий и убывающий полумесяцы выглядят очень похожими. Растущий полумесяц появляется на западном небе вечером, а убывающий полумесяц на восточном небе утром.
.jpg/1280px-Lumiere_cendr%C3%A9e_(12273290216).jpg)
Когда Луна (видимая с Земли) представляет собой тонкий серп , Земля (видимая с Луны) почти полностью освещена Солнцем. Часто темная сторона Луны тускло освещена непрямым солнечным светом, отраженным от Земли, но достаточно ярка, чтобы ее можно было легко увидеть с Земли. Это явление называется пепельным сиянием , иногда его образно описывают как «старая луна в объятиях молодой луны» или «молодая луна в объятиях старой луны».
Археологи реконструировали методы хронометража , которые восходят к доисторическим временам, по крайней мере, таким же древним, как неолит . Естественными единицами хронометража, используемыми большинством исторических обществ, являются день , солнечный год и лунация . Первый полумесяц новой луны обеспечивает четкую и регулярную отметку времени, и чистые лунные календари (например, исламский календарь хиджры ) полностью полагаются на эту метрику. Однако тот факт, что год из двенадцати лунных месяцев на десять или одиннадцать дней короче солнечного года, означает, что лунный календарь не соответствует временам года. Лунно-солнечные календари решают эту проблему с годом из тринадцати лунных месяцев каждые несколько лет или перезапуская счет в первое новолуние (или полнолуние) после зимнего солнцестояния . Шумерский календарь является первым зарегистрированным случаем использования первого метода; китайский календарь использует последний, несмотря на то, что откладывает его начало до второго или даже третьего новолуния после солнцестояния. Индуистский календарь , также являющийся лунно-солнечным календарем, делит месяц на два четырнадцатидневных периода , которые отмечают растущую и убывающую луну.
Древний римский календарь был в целом лунно-солнечным; по указу Юлия Цезаря в первом веке до нашей эры Рим перешел на солнечный календарь из двенадцати месяцев, каждый из которых состоял из фиксированного количества дней, за исключением високосного года . Этот юлианский календарь (слегка измененный в 1582 году для исправления правила високосного года ) является основой для григорианского календаря , который является почти исключительно гражданским календарем, используемым сегодня во всем мире.
.jpg/1280px-BethinAZ_-_10-13.002_(by).jpg)
Каждая из четырех промежуточных фаз длится приблизительно семь дней (в среднем 7,38 дней), но колеблется в пределах ±11,25% из-за лунного апогея и перигея .
Число дней, отсчитываемых от времени новолуния , составляет «возраст» Луны. Каждый полный цикл фаз называется « лунацией ». [7]
Приблизительный возраст Луны, а следовательно, и приблизительную фазу, можно рассчитать для любой даты, вычислив количество дней с известного новолуния (например, 1 января 1900 года или 11 августа 1999 года) и уменьшив это по модулю 29,53059 дней (средняя продолжительность синодического месяца ). [8] [d] Разницу между двумя датами можно рассчитать, вычитая номер юлианского дня одной из номера другой, или существуют более простые формулы, дающие (например) количество дней с 31 декабря 1899 года. Однако этот расчет предполагает идеально круговую орбиту и не учитывает время суток, в которое произошло новолуние, и поэтому может быть неточным на несколько часов. (Он также становится менее точным, чем больше разница между требуемой датой и контрольной датой.) Он достаточно точен для использования в новом приложении часов, показывающем лунную фазу, но для специального использования, учитывающего лунный апогей и перигей, требуются более сложные расчеты.
Земля стягивает угол около двух градусов, если смотреть с Луны. Это означает, что наблюдатель на Земле, который видит Луну, когда она находится близко к восточному горизонту, видит ее под углом, который примерно на 2 градуса отличается от линии зрения наблюдателя, который видит Луну на западном горизонте . Луна движется примерно на 12 градусов по своей орбите в день, поэтому, если бы эти наблюдатели были неподвижны, они бы видели фазы Луны в моменты, которые отличаются примерно на одну шестую дня, или 4 часа. Но в действительности наблюдатели находятся на поверхности вращающейся Земли, поэтому тот, кто видит Луну на восточном горизонте в один момент, видит ее на западном горизонте примерно через 12 часов. Это добавляет колебание к кажущейся прогрессии лунных фаз. Они кажутся происходящими медленнее, когда Луна находится высоко в небе, чем когда она находится ниже горизонта. Луна кажется движущейся рывками, и фазы делают то же самое. Амплитуда этого колебания никогда не превышает около четырех часов, что составляет малую часть месяца . Это не оказывает никакого очевидного влияния на вид Луны. Однако это влияет на точные расчеты времени лунных фаз.
Может сбивать с толку тот факт, что орбитальный сидерический период Луны составляет 27,3 дня, в то время как фазы совершают цикл каждые 29,5 дня (синодический период). Это связано с орбитой Земли вокруг Солнца. Луна совершает 13,4 оборота вокруг Земли в год, но проходит между Землей и Солнцем только 12,4 раза.
Можно было бы ожидать, что раз в месяц, когда Луна проходит между Землей и Солнцем во время новолуния, ее тень будет падать на Землю, вызывая солнечное затмение , но это происходит не каждый месяц. Неверно и то, что во время каждого полнолуния тень Земли падает на Луну, вызывая лунное затмение . Солнечные и лунные затмения наблюдаются не каждый месяц, потому что плоскость орбиты Луны вокруг Земли наклонена примерно на 5° по отношению к плоскости орбиты Земли вокруг Солнца (плоскости эклиптики ) . Таким образом, когда происходят новолуния и полнолуния, Луна обычно лежит к северу или к югу от прямой линии, проходящей через Землю и Солнце. Хотя затмение может произойти только тогда, когда Луна либо новая (солнечная), либо полная (лунная), она также должна быть расположена очень близко к пересечению плоскости орбиты Земли вокруг Солнца и плоскости орбиты Луны вокруг Земли (то есть в одном из ее узлов ). Это происходит примерно два раза в год, и, таким образом, в календарном году бывает от четырех до семи затмений. Большинство из этих затмений являются частичными; полные затмения Луны или Солнца случаются реже.
Фазы не вызваны падением тени Земли на Луну, как полагают некоторые люди. [10] [11]
Происхождение gibbous: 1350–1400; среднеанглийский <латинское gibbōsus humped, эквивалентно gibb(a) hump + -ōsus-ous
