Луна стареет, Луна растёт
Весь следующий день Антоша играл в Луну, Землю и Солнце: и медведями, и яблоками, и камушками в песочнице. Вечером он подошёл к окошку и стал высматривать Луну. Но её не было. Вчера в это время Луна уже выкатилась из-за дальнего холма и стояла над маленькой берёзой, а сейчас её там не было.
– Луна, ты где? – спросил Антоша. – Ты в прятки со мной играешь?
– Подожди немного, – ответила Луна. Я ещё не встала.
Ктоша-Штоша подождал, и вскоре Луна поднялась над холмом.
– Любишь поспать или вчера поздно легла? – поинтересовался мальчик. – Я думал, ты всегда просыпаешься в одно время.
– Нет, мой друг, я встаю над Землёй каждый день в разное время, – улыбнулась в ответ Луна. – А в течение года ещё и место восхода и захода немного меняю.
Антоша пригляделся:
– От тебя снова кто-то кусочек откусил. Ты стала меньше.
– Правильно. Потому что я сейчас каждый день убываю.
– Куда ты убываешь? Ты только взошла, постой немножко здесь…
– Да нет же. Убываю – значит уменьшаюсь. У меня сейчас период уменьшения. Уменьшусь, стану совсем невидимой, а потом начну расти, и вырасту до полной луны. И снова начну убывать, уменьшаться. Ты, наверное, видел меня и в виде тонкого месяца-серпа, и в виде круглого блюдца?
– Видел, – кивнул Антоша.
– Так вот, мой рост и уменьшение-старение происходят из-за моего вращения вокруг Земли. Ты знаешь, что сама я свет не излучаю. Я тебе видна только из-за отражённого мной солнечного света.
Если я нахожусь прямо между Солнцем и Землёй, солнечный свет на моё «лицо» не попадает и не отражается на Землю – ты меня не видишь. Этот момент называется Новолунием.
А потом я продолжаю свой полёт вокруг Земли, и солнечные лучи попадают на одну мою сторону – ты видишь молодой тоненький месяц с «рожками». Появление этого месяца называется неомения. Я начинаю расти. Если по молодым «рожкам» провести воображаемую линию – получится буква «Р». Так можно понять, что я «растущая», нахожусь в фазе роста. Давай, я всё это на картинке покажу, – и Луна нарисовала своим лучом на небе картинку, где были показаны её фазы и её расположение относительно Солнца и Земли для каждой фазы.
Ктоша-Штоша принялся изучать рисунок.
– Покажи, Антоша, где ты будешь видеть полумесяц?
Антоша подумал и показал пальцем в два места:
– Вот здесь, когда ты растёшь, и здесь, когда убываешь.
– Правильно, молодец! То, что я убываю, старею, можно понять по тем же «рожкам»: месяц напоминает букву «С» – я нахожусь в фазе старения, убывания.
– А здесь ты будешь целым блинчиком-блюдцем, – Антоша показал место, когда между Луной и Солнцем находилась Земля, только Луна была выше или ниже Земли.
– Молодец! – снова похвалила Луна. – Эта фаза называется полнолуние.
Ближе-дальше – больше-меньше
Антоша загордился и задрал нос, но Луна тут же легонько щёлкнула его по носу лучиком:
– Не задавайся! Иначе все силы уйдут в это зазнайство-задавание, и на новые знания их не останется.
– Ой, – Антоша моргнул от неожиданного прикосновения Луны и перестал важничать. – Что ещё ты сегодня расскажешь?
– Я двигаюсь по эллиптической орбите, – сказала Луна. – Это не круг, поэтому всегда есть точка, где я ближе всего к Земле – перигей, а напротив неё – апогей. Там я дальше всего от Земли. Не пугайся слов «перигей» и «апогей» – они, в переводе с греческого, означают «рядом с Землёй» и «от Земли». Если полнолуние происходит в перигее, ты видишь меня более крупной. Это суперлуние. В апогее я дальше всего от Земли – мой видимый размер меньше обычного. Полнолуние в апогее можно назвать микролунием.
Всё, тебе пора спать. Я сохраню новые картинки на твою флешку, а завтра расскажу, почему сегодня ты увидел меня в окошке позднее, чем вчера. Только завтра приходи ещё чуть позже.
Антоша посмотрел на Луну, а она за время их беседы поднялась на берёзой и сдвинулась вправо, на Запад:
– Пока, Луна!
– Спокойной ночи, Антоша!
Эксперимент с лампой
С утра Ктоша-Штоша с бабушкой отправились в зоопарк. Там Антоша долго смотрел на сов и очень им завидовал: он до сих пор думал, что Луна гуляет по небу только вечером и ночью, а совы в это время не спят и, наверное, всегда любуются Луной. К тому же совы оказались похожи на Луну: голова и тело округлые, а перья у некоторых сов серые и даже белые.
После обеда Ктоша-Штоша решил поставить эксперимент с настольной лампой, глобусом и яблоком. Ему этот опыт-эксперимент приснился. Антоша задвинул шторы, направил лампу-Солнце на глобус и включил свет. «Земля» осветилась только с одной стороны. Потом Ктоша-Штоша поднёс к глобусу яблоко справа от «Солнца» и «Земли» – яблоко-Луна тоже осветилось наполовину – получился «полумесяц». Подвинул яблоко ближе к «Солнцу» – «полумесяц» уменьшился. А когда яблоко оказалось между «Солнцем» и «Землёй», «лунный» серп совсем пропал, и на глобус смотрела неосвещённая сторона яблока. Антоша поднял яблоко, опустил – тёмная сторона так и осталась тёмной. «Это новолуние» – вспомнил Антоша и подвинул яблоко дальше против хода часовой стрелки. Появился растущий серп. «Здо?рово», – подумал Ктоша-Штоша и перенёс яблоко за глобус.
Яблоко оказалось в тени глобуса. «Это как-то неправильно, – сказал мальчик. – Здесь должна быть полная «Луна», а у меня она снова тёмная». Он поднял яблоко повыше – оно вышло из тени глобуса, и получилась полная «Луна». Опустил яблоко прямо к столу, и тоже – вот она, полная «Луна». Про лунное и солнечное затмения Антоша ещё не знал, и не смог отметить их в эксперименте. Но Луна обязательно расскажет ему об этом.
Луна рассказывает о месяцах
Вечером Антоша сел у окошка и стал ждать Луну. Родители ушли в гости, Бабушка – к соседке, а Луна выкатилась ещё позднее, чем вчера.
– Знаю, знаю, – сказала она, загадочно улыбаясь. – Прекрасный эксперимент, молодец.
– Но как ты узнала? Ты же спала!
– Эх, Антоша… я никогда не сплю. Когда ухожу с твоего небосвода – появляюсь перед глазами других людей. А про эксперимент мне старший братец Солнце рассказал. Ты неплотно закрыл шторы, и он одним лучиком увидел… Сейчас я расскажу тебе о лунном месяце. Не о том, который с «рожками», а о том, которым время можно мерить. У меня их целых пять разновидностей[1 - Ещё есть: Тропический месяц (период обращения Луны вокруг Земли, отсчитываемый относительно одной и той же долготы, примерно 27 суток 7 часов); Аномалистический месяц (промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Луны через перигей в её движении вокруг Земли, примерно 27 суток 13 часов); Драконический месяц (промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Луны через один и тот же (восходящий или нисходящий) узел орбиты в её движении вокруг Земли, примерно27 суток 5 часов). Но об этих месяцах Луна подробно не стала рассказывать.], но расскажу я тебе только о двух: люди ими чаще пользуются.
Самый известный тебе месяц – от новолуния до новолуния. Посмотри на картинку: этот месяц длится 29,5 дней. Называется он синодическим месяцем (от греческого слова «си?нодос» – соединение, сближение), начинается и заканчивается, когда я, Луна, пересекаю линию, соединяющую центры Солнца и Земли.
А ещё есть «звёздный» месяц, сидерический (от латинского слова «сидерис» – звёзда). Я обхожу всю Землю вокруг примерно за 27 дней и 8 часов. За это время Земля сама смещается по своей орбите относительно Солнца. Когда я возвращаюсь к той же точке над Землёй, из которой вышла 27 дней и 8 часов назад, я уже не попадаю на линию Земля-Солнце. Мне необходимо ещё чуть больше двух дней, чтобы прийти к точке новолуния, поэтому синодический месяц длиннее сидерического.
Лунные сутки
Луне очень нравилось рисовать лучиком на небе – во время рассказа она сделала подробную картинку. Пока Антоша разглядывал рисунок, Луна спросила:
– Как ты думаешь, сколько длятся лунные сутки на Луне?
Антоша оторвал взгляд от картинки и, не задумываясь, выпалил:
– Как и у нас на Земле!
– Нет-нет, ты подумай. Сутки на земле – это когда твоя планета совершает один полный оборот вокруг своей оси, от одного восхода Солнца до следующего восхода Солнца. А я свой полный оборот за какое время делаю?
Антоша удивлённо поглядел на Луну:
– Разве ты вращаешься вокруг своей оси? Ты же всегда смотришь на Землю одной стороной – значит, не вращаешься.
– Погоди, Антоша. Встань-ка и попробуй обойти вокруг табуретки так, чтобы смотреть всегда на неё.
Антоша встал лицом к табуретке и начал правым боком двигаться вокруг неё против часовой стрелки (если глядеть сверху). Вначале перед ним была табуретка и дверь, потом табуретка и стол у одной стены, потом табуретка и окно, потом табуретка и шкаф у другой стены, а потом снова табуретка и дверь.
– Ты обошёл табуретку и увидел все четыре стены, – сказала Луна, – а значит, совершил один оборот вокруг своей оси!
– Ура! Понял! – запрыгал от радости Ктоша-Штоша. – Ты облетаешь Землю за 27 дней и примерно 8 часов, значит, лунные сутки длятся столько же! У тебя почти по две недели день и ночь. Ах, как за две недели можно наиграться, а потом выспаться!
Луна засмеялась:
– Не забывай: твой организм настроен на земные сутки. Вот тем, кто живёт за полярным кругом и знаком с полярными днём и ночью, мои сутки не будут удивительными. Полярные день и ночь могут длиться гораздо дольше двух недель.
Где встаёт Луна
– Луна, расскажи, где ты появляешься на небе, с какой стороны света, – напрыгавшись, попросил Антоша.
– Смотри на картинку. Летом я встаю на юго-востоке и захожу на юго-западе. Зимой – восход на северо-востоке, закат – на северо-западе. (В южном полушарии всё наоборот). Чем ближе к дням весеннего и осеннего равноденствия, тем мой восход ближе к востоку, а закат – к западу.
Обрати внимание: летом Солнце ходит по небу высоко, а я низко. Зимой – я высоко, а Солнце низко. Всё это происходит потому, что плоскость моей орбиты наклонена к эклиптике, плоскости движения Земли вокруг Солнца, примерно на 5?. И не забывай, что ось Земли тоже наклонена к эклиптике.
– Я про наклон земной оси знаю, – сказал Антоша. – Из-за этого на Земле происходит смена времён года. Расскажи, почему ты появляешься на небе каждый раз в разное время?
Когда Луна «просыпается»
– Хорошо, что вспомнил об этом, – обрадовалась Луна. Ты уже понял, что моё движение вокруг Земли не очень-то простое. Один полный оборот вокруг Земли делаю за 27 дней и почти 8 часов. За сутки на Земле (24 часа) я перемещаюсь по своей орбите на 13,2? по ходу движения[2 - 360?/27,3 = 13,18?], – Луна быстро нарисовала нужную картинку, и Антоша принялся её разглядывать.
– И что это значит? – спросил он.
– Это значит, что каждый следующий день я появляюсь на небосклоне позже, чем в предыдущий. Посмотри: Земля вместе с тобой обернулась вокруг своей оси, принесла тебя под ту точку небосвода, где ты был вчера в это же время, а я улетела «вперёд», в «восточном» направлении. И тебе приходится немножко ждать, пока Земля меня «догонит». Иногда минут двадцать, а иногда и час с лишним. Поэтому я могу вставать ранним или поздним утром в новолуние и близкие к нему дни, в разные часы днём – в первую четверть, ранним или поздним вечером – в полнолуние и близкие к нему дни, и в разные часы ночью – в третью четверть.
Луна рассказывает о затмениях
– Жалко, что у тебя всё так неточно, – огорчился Антоша.
– Не расстраивайся, – сказала Луна. – Знающие люди умеют точно рассчитывать мои восходы и закаты, время новолуний, полнолуний и разных затмений. Кстати, о затмениях, – Луна нарисовала новую картинку. – Солнце гораздо больше меня. Но оно находится от Земли дальше, и наши видимые размеры почти одинаковы[3 - Расстояние от Солнца до Земли примерно 150 млн. км, а от Луны до Земли примерно 384,4 тыс. км. Луна почти в 400 раз ближе к Земле, чем Солнце.]. Можешь провести эксперимент: возьми маленький мячик и на вытянутой руке заслони им какой-нибудь уличный фонарь – фонарь больше мячика, но он «пропадёт» из виду, будет «затмение фонаря». Когда я в новолуние нахожусь прямо на линии, соединяющей центры Земли и Солнца, получается солнечное затмение.
Оно может быть полным, если я в этот момент нахожусь ближе к Земле (в перигее или около него) и мой видимый размер больше обычного. А может быть кольцеобразным, если я на своей орбите дальше всего от Земли (в апогее или около него), и мой размер меньше обычного. Если я не полностью закрываю Солнце, получается частичное солнечное затмение.
– А лунные затмения есть?
– Есть. Когда между мной и Солнцем – Земля, которая может закрывать меня от Солнца или полностью, или частично. Кольцеобразных лунных затмений не бывает. Ты, Антоша в своём опыте с лампой видел и «солнечное», и «лунное» затмения, только тогда ещё не знал о них и никак не назвал.
– Завтра ещё раз сделаю опыт с лампой, – зевая, ответил Ктоша-Штоша.
– Вижу, тебе пора спать, – покачала головой, как бабушка, Луна.
– Нет-нет, – взбодрился Антоша, – расскажи, как часто бывают затмения.
– Хорошо. А потом – спать!
– Обещаю-преобещаю.
– Чтобы получилось затмение, Луна, Солнце и Земля должны находиться на одной линии. Такое бывает только два раза в месяц, когда орбита Луны пересекает эклиптику. При этом для лунного затмения Луна должна быть в это время полной, а для солнечного затмения в этот момент должно быть новолуние. Такие совпадения происходят нечасто. За год солнечных затмений может быть от двух до пяти (пять – очень-очень редко), а лунных может вообще не случиться, но обычно два затмения происходят (три – очень редко).
Антоша снова зевнул:
