Почему Луна меняет форму

Луна меняет форму потому, что сама не светится, а отражает солнечный свет, и мы видим её освещённую половину под разными углами. Солнце всегда освещает ровно половину лунного шара, но пока Луна обходит Землю, к нам повёрнута то вся эта половина, то её часть, то только тёмная сторона. Сама Луна при этом не меняется: меняется только взаимное расположение Солнца, Земли и Луны.

Почему Луна меняет форму, если она всегда круглая?

Представьте мяч, который освещает лампа в тёмной комнате. Если встать между лампой и мячом, вы увидите его полностью освещённым. Если зайти за мяч так, чтобы лампа была впереди, перед вами окажется тёмная сторона. В промежуточных положениях виден освещённый край разной ширины.

С Луной происходит то же самое, только «зрителем» выступает Земля, а Луна сама движется вокруг неё. Граница между освещённой и тёмной частью диска называется терминатором. Именно его положение мы и воспринимаем как «форму» Луны: серп, половину или почти полный круг.

В каком порядке идут фазы Луны

Цикл начинается с новолуния, когда Луна находится примерно между Землёй и Солнцем и повёрнута к нам неосвещённой стороной. Затем освещённая часть растёт, достигает полного диска и снова убывает. Ниже — восемь основных фаз в том порядке, в котором их видит наблюдатель.

Фаза	Что видно	Когда удобно наблюдать
Новолуние	Луна не видна	не наблюдается, она рядом с Солнцем
Растущий серп	узкий освещённый край	вечером на западе после заката
Первая четверть	освещена половина диска	вечером и в первой половине ночи
Растущая Луна	освещено больше половины	вечером и большую часть ночи
Полнолуние	освещён весь диск	всю ночь, восходит на закате
Убывающая Луна	освещено больше половины, но доля уменьшается	со второй половины вечера до утра
Последняя четверть	освещена другая половина диска	после полуночи и утром
Убывающий серп	узкий край с другой стороны	перед рассветом на востоке

Обратите внимание: растущую Луну видно вечером, а убывающую — под утро. Поэтому тот, кто выходит на небо только поздним вечером, чаще видит Луну в первой половине цикла.

Сколько длится лунный месяц?

Полный цикл фаз, от одного новолуния до следующего, длится в среднем около 29,5 суток. Его называют синодическим месяцем. Но если измерять, за сколько Луна делает полный оборот вокруг Земли относительно далёких звёзд, получится примерно 27,3 суток — это сидерический месяц.

Разница возникает из-за того, что Земля вместе с Луной тоже движется вокруг Солнца. Пока Луна завершает оборот относительно звёзд, Солнце на нашем небе смещается, и Луне нужно ещё около двух суток, чтобы «догнать» прежнее положение относительно него. Только тогда повторяется та же фаза.

Как отличить растущую Луну от убывающей

В северном полушарии есть простое мнемоническое правило. Если к серпу можно мысленно приставить палочку и получить букву «Р», Луна растущая. Если серп похож на букву «С», Луна стареющая, то есть убывающая. Иначе говоря, у растущей Луны освещён правый край, у убывающей — левый.

В южном полушарии картина для глаза наблюдателя перевёрнута: там растущая Луна освещена слева. А вблизи экватора серп часто лежит почти горизонтально, «лодочкой», и правило букв работает плохо. В таких случаях надёжнее ориентироваться по времени: вечерний серп у западного горизонта всегда растущий.

Почему мы всегда видим одну сторону Луны?

Луна совершает один оборот вокруг своей оси ровно за то же время, за которое обходит Землю. Это явление называют приливным захватом: за миллиарды лет приливные силы Земли затормозили вращение Луны и синхронизировали его с орбитальным движением. В результате к нам всегда обращено одно полушарие с узнаваемым рисунком тёмных «морей».

Важно не путать обратную сторону Луны с тёмной. Обратная сторона освещается Солнцем так же, как видимая: в новолуние она полностью залита светом, просто мы её не видим. Благодаря небольшим покачиваниям, которые называются либрациями, с Земли в разное время удаётся рассмотреть около 59 % лунной поверхности.

Почему фазы не совпадают с тенью Земли

Частая ошибка — думать, что серп появляется, когда Луну закрывает тень Земли. Тень Земли падает на Луну только при лунном затмении, и происходит это лишь в полнолуние. Во время обычных фаз никакой тени Земли на Луне нет.

Затмения бывают не каждый месяц, потому что орбита Луны наклонена к плоскости земной орбиты примерно на 5°. Чаще всего в полнолуние Луна проходит выше или ниже земной тени, а в новолуние — выше или ниже солнечного диска.

Когда смотреть на Луну интереснее всего

Для наблюдения рельефа лучше всего подходят дни вблизи первой и последней четверти. Свет падает вдоль поверхности под малым углом, кратеры и горные хребты у терминатора отбрасывают длинные тени. В полнолуние Солнце светит на видимую сторону почти отвесно, теней мало, и диск выглядит плоским, зато хорошо заметны светлые лучевые системы вокруг молодых кратеров.

Яркая Луна мешает видеть слабые объекты, поэтому её фазу стоит учитывать при планировании. Если вы собираетесь искать созвездия на небе или наблюдать метеорные потоки, выбирайте ночи около новолуния. Узнать, как древние астрономы использовали лунный цикл для календарей и расчётов, можно в обзоре истории астрономии.