Луну видел каждый, но не каждый сумеет сразу объяснить, почему она то серп, то круг, и отчего рисунок тёмных пятен на её диске всегда один и тот же. Между тем ответы на эти вопросы просты и хорошо показывают, как устроено движение небесных тел.
Откуда берутся фазы
Луна не светится сама — она отражает солнечный свет. Солнце всегда освещает ровно половину лунного шара, так же как половину Земли. Вопрос лишь в том, какую часть этой освещённой половины видно с нашей планеты.
Когда Луна оказывается между Землёй и Солнцем, к нам повёрнута её тёмная сторона — это новолуние, Луны на небе не видно. Через несколько дней на вечернем небе появляется узкий серп. Примерно через неделю освещена половина диска — первая четверть. Ещё через неделю Луна встаёт напротив Солнца и видна целиком: полнолуние. Потом всё повторяется в обратном порядке.
Распространённая ошибка — считать, что фазы вызваны тенью Земли. Земная тень падает на Луну только во время лунных затмений, а они случаются редко.
В русской традиции есть простое правило. Если к серпу можно мысленно приставить палочку и получить букву «Р» — Луна растущая. Если серп похож на букву «С» — стареющая. Правило работает в Северном полушарии; в Южном всё наоборот, а вблизи экватора серп и вовсе лежит «лодочкой».
Два разных месяца
Полный оборот вокруг Земли относительно звёзд Луна совершает примерно за 27,3 суток. Но от новолуния до новолуния проходит больше — около 29,5 суток. Дело в том, что за это время сама Земля успевает пройти часть пути вокруг Солнца, и Луне нужно ещё пара дней, чтобы снова занять то же положение относительно светила. Именно этот срок лёг в основу календарного месяца у многих народов.
Пепельный свет
Через несколько дней после новолуния рядом с ярким серпом можно разглядеть весь остальной диск — он слабо светится сероватым светом. Это явление называют пепельным светом Луны. Его природу правильно объяснил ещё Леонардо да Винчи: тёмную часть Луны подсвечивает Земля. Солнечные лучи отражаются от нашей планеты, долетают до Луны и возвращаются к нам. Земля на лунном небе выглядит намного больше и ярче, чем Луна на земном, так что ночи там довольно светлые.
Одна сторона
Луна делает один оборот вокруг своей оси ровно за то же время, что и один оборот вокруг Земли. Поэтому к нам всегда обращено одно полушарие. Это не совпадение, а результат работы приливных сил: за миллиарды лет земное притяжение затормозило вращение спутника. Так же повёрнуты к своим планетам и многие другие крупные спутники.
Строго говоря, с Земли видно немного больше половины лунной поверхности — около 59 процентов. Луна слегка покачивается: её орбита вытянута и наклонена, поэтому мы поочерёдно заглядываем то за один, то за другой край диска. Эти покачивания называются либрациями.
Обратную сторону нередко называют тёмной, но это неточно. Солнце освещает её так же, как видимую, там есть свои день и ночь, каждый длиной около двух земных недель. Правильнее говорить «обратная» или «невидимая с Земли».
Что оказалось за краем
Впервые люди увидели обратную сторону Луны в октябре 1959 года, когда советская автоматическая станция «Луна-3» облетела спутник и передала на Землю снимки. Качество их по нынешним меркам было скромным, но главное стало ясно сразу: то полушарие выглядит иначе. На видимой стороне много тёмных равнин — лунных морей, залитых когда-то застывшей лавой. На обратной морей почти нет, она сплошь покрыта кратерами. Среди немногих тёмных участков — Море Москвы, названное по результатам той съёмки.
Причина такого различия до конца не выяснена. Известно, что кора на обратной стороне толще, и лаве было труднее выйти на поверхность.
Вместо заключения
Лунные фазы — самый доступный астрономический опыт: достаточно несколько вечеров подряд выходить на балкон в одно и то же время. За месяц наблюдений можно своими глазами увидеть то, на чём люди тысячелетиями строили календари.
