Гравитационное воздействие Земли на Луну и наоборот довольно велико. Разные части, скажем, Земли по разному подвергаются притяжению Луны: сторона, повернутая к Луне, - в большей степени, обратная сторона - в меньшей, так как дальше находится от нашего спутника. В результате, разные части Земли стремятся прийти в движение в направлении Луны с разными скоростями. Поверхность, обращенная к Луне, вздувается, центр Земли смещается меньше, а противоположная поверхность вовсе отстает, и с этой стороны тоже образуется вздутие - из-за "отставания". Земная кора деформируется неохотно, на суше приливных сил мы не замечаем. А вот про изменение уровня моря, про приливы и отливы, слышали все. Вода поддается воздействию Луны, образуя приливные горбы на двух проитвоположных сторонах планеты. Вращаясь, Земля "подставляет" Луне разные свои стороны, и приливной горб перемещается по поверхности. Такие деформации земной коры вызывают внутреннее трение, которое тормозит вращение нашей планеты. Раньше она вращалась гораздо быстрее. Луна еще больше подвергнута влиянию приливных сил, ведь Земля гораздо массивнее. Скорость вращения Луны настолько замедлилась, что она покорно повернулась к нашей планете одной стороной, и приливной горб не бежит более по лунной поверхности.Воздействие этих двух тел друг на друга приведет в отдаленном будущем к тому, что и Земля, в конце концов, повернется к Луне какой-то одной стороной. Кроме того, приливные силы, вызванные близостью Земли, а также влиянием Солнца, тормозят и движение Луны по орбите вокруг Земли. Замедление сопровождается удалением Луны от центра Земли. В итоге, это может привести к потере Луны...
Лунные затмения
Одним из интереснейших видов астрономических явлений, связанных с Луной, являются затмения. Затмения бывают солнечными и лунными: в первом случае, Луна загораживает собою Солнце, а во втором - земная тень скрывает Луну. Затмения случаются в те моменты, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются в одну линии в своем движении. Нетрудно сообразить, что это бывает либо в полнолуние, либо в новолуние. Лунные затмения происходили бы каждый раз в полнолуние, а солнечные - в новолуние, если бы не одна особенность движения Луны. Плоскость ее орбиты наклонена к плоскости околосолнечной орбиты Земли под небольшим углом в 5°. Уже этого достаточно, чтобы в новолуние Луна проходила чуть выше или ниже Солнца, а в полнолуние земная тень не попадала на лунный диск. Только тогда, когда полнолуние или новолуние приходится на моменты пересечения Луной плоскости земной орбиты, т.е. когда действительно все три тела, участвующие в явлении, выстраиваются в линию, происходят затмения. Например, в ситуации, изображенной на рисунке, затмения не произойдет. Точки пересечения лунной орбиты с плоскостью орбиты Земли не лежат на одной линии с Солнцем (эти две точки орбиты называются узлами). В добавление ко всему описанному, ориентация орбиты нашего спутника непостоянна, как Луна. Плоскость поворачивается или, как говорят, прецессирует. В результате, еще в древности был выявлен временной промежуток, через который последовательность всех затмений повторяется. Этот временной интервал называют саросом. Длительность сароса 18 с небольшим лет (6585,32 суток). Зная об этом, мы можем сказать, что через сарос можно ожидать наблюдаемое, скажем, сегодня полное солнечное затмение, но мы не можем, зная лишь про сарос, утверждать, что оно будет полным, а также не в силах предсказать, где на Земле его можно будет увидеть. В течение сароса происходит 43 солнечных и 28 лунных затмений. В наше время, знания человека о затмениях значительно превосходят умудренность древних. Затмения и условия их протекания высчитываются с высокой точностью на много лет вперед.
Вообще, мы имеем дело с поразительным природным совпадением: Луна в 400 раз меньше Солнца, но во столько же раз ближе него к Земле. Благодаря этому, угловой диаметр Солнца и Луны почти одинаков. Подробнее о солнечных затмениях смотрите в разделе о Солнце, а здесь мы еще немного остановимся на лунных. Земная тень вблизи Луны имеет больший, чем у Луны, угловой размер, поэтому пересечение Луною этой тени может длиться десятки минут. Сначала Луны слева касается едва видимая полутень Земли (для наблюдателя на Луне, стоящего в полутени, Солнце частично загорожено Землею). Пересечение Луною полутени длится около часа, после чего, Луны касается тень (для того же наблюдателя на Луне, в тени,Солнце загорожено Землею полностью). Через минут 30 Луна полностью входит в тень, приобретая темно-красный, бордовый цвет, вызванный тем, что Лучи солнца, преломляясь в земной атмосфере освещают-таки Луну в тени Земли. Как известно, лучше всего рассеиваются синие лучи, а красные лучи, преломившись, доходят до лунного диска. Полное затмение Луны может длится больше часа. Разные этапы затмения еще называют фазами затмения, например, "фаза полутеневого затмения" и т. п. Иногда, когда линия Солнце-Земля-Луна слишком далека от идеала, фаза полного затмения вообще может не наступить, при большем отклонении от этой идеальности, тень Земли может пройти даже мимо, и будет наблюдаться лишь покрытие Луны полутенью. В зависимости от расположения трех небесных тел, продолжительность той или иной фазы может меняться. По тем же причинам разной бывает яркость диска Луны во время наступления фазы полного затмения. Случается, что Луны не видно вовсе, и наоборот,
зарегистрированы случаи, когда сторонние наблюдатели не верили, что имеет место затмение: так ярка была Луна.Рельеф Луны
Лунная поверхность в очень малой степени подвержена изменениям. Эпоха активного выпадения метеоритов осталась далеко в прошлом: два миллиарда лет назад. Вулканической и тектонической активности тоже не наблюдается. Отсутствие плотной атмосферы и воды устраняет еще две причины, которые могли бы обновлять лик Луны. Есть два типа лунной поверхности: морской и материковый. Морями, как уже говорилось, называются темные участки видимого диска, материками - светлые. Во времена, когда наш спутник стал остывать после эпохи жидкого состояния, внешние слои Луны образовали тонкую кору, которую могли пробивать крупные метеориты. Появлявшиеся при таких соударениях углубления (иногда в сотни и тысячи километров) заполняла лава, выходившая на поверхность сквозь разрушенные участки коры. Застывая, лава создавала относительно гладкий морской тип поверхности. Здесь меньше кратеров, отражательная способность (альбедо) морских участков не велика.
Горы на Луне принятно было называть так же как и Земные. На Луне есть свои Карпаты, Кавказ, Альпы. Моря получили свои названия в знак древних поверий о том, что Луна управляет земной погодой, людскими чувствами. Различные имена, связанные с погодой, вы встретите на лунной карте в изобилии: Море Дождей, Море Ясности, Океан Бурь, а также "эмоциональные" Море Спокойствия, Море Кризисов. Кратеры назывались в честь известных ученых, писателей и прочих всемирных знаменитостей: Коперник, Тихо Браге, Циолковский. Некоторые интересные объекты видимой стороны Луны приведены в этой таблице. Там же вы можете найти помощь в отыскании их на Луне при наблюдениях. На Луне, как считалось, нет воды. Об этом говорили многочисленные спектроскопические и химические исследования. Но в 1994-м, 1998-м году новые исследования дали, кажется, другую информацию: вблизи южного полюса Луны, где никогда не бывает высоко стоящего над горизонтом Солнца, обнаружены следы воды. Лед мог там сохраниться, так как температура в тех областях не поднимается выше нуля. Для будущих возможных научных станций на Луне это имеет большое значение: добыть воду из пород на Луне, вероятно, окажется дешевле, чем доставлять ее с Земли.
Луна имеет меньшую, чем Земля, плотность. Это потому, что там почти нет тяжелых элементов типа железа и никеля. По одной из версий, в начальной стадии формирования еще жидкой Земли, когда вещества уже почти перераспределились на слои - тяжелые расположились ближе к центру (железо), а легкие (кремний и др.) расположились у поверхности - тело, схожее по размерам с Марс, вскользь задело Землю, оторвав часть ее наружных слоев, из которых, якобы, и образовалась более легкая Луна. Поэтому у Луны нет железного ядра и заметного магнитного поля. В целом, вещество Луны имеет тот же состав, что и земная кора, если говорить о поэлементном анализе. Одни и те же элементы на Земле и Луне образуют преимущественно разные соединения.Исследование Луны
Первым человеком, посмотревшим на Луну в телескоп, был Галилей. Ему же, соответственно, принадлежит и открытие лунных гор и кратеров. Это открытие теперь каждый может повторить с помощью простого бинокля. Луна начала изучаться автоматическими станциями еще до появления человека в космосе. 4-го октября 1959-го года советская автоматическая станция "Луна 3" впервые сфотографировала обратную сторону Луны, на которой почти не оказалось морей. Советская же станция "Луна 9" 31-го января 1966-го года первой совершила удачную мягкую посадку на Луну в Океане Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марат. Были произведены снимки Луны с разных высот и круговая панорама на самой поверхности. "Луна 10" первой стала искусственным спутником Луны 3 апреля 1966-го года, оставаясь им в течение 57-ми дней. Другая советская станция "Луна 16 "первой доставила образцы лунного грунта на Землю 24-го сентября 1970-го года. Станцией "Луна 17", запущенной 10-го ноября 1970-го года, на Луну был доставлен самоходный аппарат "Луноход 1", представлявший собой комплексную лабораторию. Аппарат проделал по поверхности спутника Земли путь длиною 10.540 метров (10,54 км). "Луноход 2" был доставлен 16-го января 1973-го года станцией "Луна 21". По восточному краю Моря Ясности самоходный аппарат прошел маршрут, ротяженностью 37 км. Последней "Луной" была "Луна 24", в августе 1976-го года доставившая на Землю двухметровую колонку лунного грунта. 4 отечественных станции типа "Зонд" проводили разнообразные исследования в окололунном пространстве и возвращались на Землю.
20 июля 1969 года "Аполлон-11" c двумя космонавтами на борту совершил посадку на Луну в районе Моря Спокойствия. Первым шаг на луне совершил Нил Армстронг, за ним последовал Эдвин Базз Олдрин. Они провели на луне 22 часа, два с половиной из которых - вне лунного модуля. Затем космонавты взлетели и состыковались с модулем управления и обслуживания, который находился на орбите с Майклом Коллинзом на борту.
Луна в цифрах
Луна - естественный спутник Земли. Это ближайшее к Земле небесное тело, она светит отраженным солнечным светом. Луна движется вокруг Земли приблизительно по эллиптической орбите в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. Поэтому мы видим Луну перемещающейся среди звезд навстречу вращению неба. Направление движения Луны всегда одно и то же - с запада на восток. Для наблюдателя с Земли за сутки Луна перемещается на 13,2°.
Полный оборот по орбите вокруг Земли Луна совершает за 27,3 суток (сидерический месяц ). И за такое же время она делает один оборот вокруг своей оси, поэтому к Земле всегда обращено одно и тоже полушарие Луны.
Движение Луны вокруг Земли очень сложное, и его изучение составляет одну из труднейших задач небесной механики. Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее вида - сменой фаз. Происходит это оттого, что Луна занимает различные положения относительно освещающего ее Солнца и Земли. Лунной фазой называется часть лунного диска, видимая в солнечном освещении.
Рассмотрим фазы Луны, начиная с новолуния. Эта фаза наступает, когда Луна проходит между Солнцем и Землей и обращена к нам своей темной стороной. Луна совсем не видна с Земли.
Спустя один-два дня в западной части неба появляется и продолжает расти узкий яркий серп «молодой» Луны. Иногда на фоне неба заметна (благодаря тусклому сероватому свечению - так называемому пепельному свету Луны) и остальная часть лунного диска. Явление пепельного света объясняется тем, что лунный серп освещается непосредственно Солнцем, а остальная лунная поверхность - рассеянным солнечным светом, отраженным Землей. Спустя 7 суток уже будет видна вся правая половина лунного диска - наступает фаза первой четверти . В этой фазе Луна восходит днем, к вечеру видна в южной области неба и заходит ночью. Далее фаза увеличивается, и через 14-15 суток после новолуния Луна приходит в противостояние с Солнцем. Ее фаза становится полной, наступает полнолуние . Солнечные лучи освещают все лунное полушарие, обращенное к Земле. Полная Луна восходит при заходе Солнца, заходит при его восходе, а в середине ночи видна в южной стороне неба.
После полнолуния Луна постепенно приближается к Солнцу с запада и освещается им слева. Примерно через неделю наступает фаза третьей , или последней четверти . При этом Луна восходит около полуночи, к восходу Солнца оказывается в южной стороне неба и заходит днем. При дальнейшем сближении спутника Земли с Солнцем убывающие фазы Луны становятся серповидными. Луна видна только под утро, незадолго до восхода Солнца, а заходит в светлое время суток, перед заходом Солнца. Узкий серп Луны на этот раз выпуклостью обращен к востоку. Затем снова наступает новолуние, и Луна перестает быть видимой на небе.
От одного новолуния до следующего проходит около 29,5 суток. Этот период смены лунных фаз называют синодическим месяцем . Синодический (или лунный месяц) продолжительнее сидерического (или звездного) месяца, так как и Луна, и Земля движутся в пространстве в прямом направлении.
Наверное вы уже заметили, что с вечернего неба пропала Венера - ярчайшая планета, украшавшая западный небосклон с конца прошлого года. В течение последних недель Венера очень быстро перемещалась на небе навстречу Солнцу, и вот теперь настолько приблизилась к нему, что заходит за горизонт почти одновременно с ним.
Конечно, движение светил на нашем небе является всего лишь проекцией их истинного движения. В действительности Венера, конечно, с Солнцем не сближается; она лишь подходит к той точке своей орбиты, когда находится на одной линии с Солнцем и Землей . Таких точек две. Одна из них, когда Венера находится между Солнцем и Землей, называется нижним соединением . Другая, когда Венера находится по отношению к Земле за Солнцем, называется верхним соединением .
Соединения Венеры. Источник: v-kosmose.com
Что можно сказать о соединениях Венеры?
В момент нижнего соединения Венера находится ближе всего к Земле, а значит, ее видимые, угловые размеры на небе максимальны. В момент верхнего соединения, находясь на противоположной стороне орбиты (по отношению к Земле!), Венера имеет минимальные размеры.
Что более интересно, в моменты соединений Венера и выглядит совершенно по-разному! Вблизи и во время нижнего соединения Венера похожа на очень узкий серп, а в момент верхнего соединения предстает небольшим диском. Фазы Венеры объясняются так же, как и фазы Луны. Мы ведь наблюдаем планету благодаря тому, что она отражает свет Солнца. Но в момент нижнего соединения Венера находится между Землей и Солнцем, а значит, падающий на нее солнечный свет отражается в противоположную от Земли сторону!
Все же небольшая часть света, отраженного Венерой, доходит и до нас. Так происходит потому, что Венера во время нижних соединений проходит, как правило, не строго перед Солнцем, а немного выше или ниже нашей звезды (если смотреть с Земли), то есть под небольшим углом к ней. Соответственно, мы можем увидеть краешек освещенного Солнцем диска Венеры.
Венера 22 марта 2017 года. Угловые размеры планеты близки к максимальным и составляют почти 1 угловую минуту или 1/30 размера Луны на небе. Серп Венеры различим даже в театральный бинокль! Несмотря на малую относительную площадь освещенной поверхности, яркость Венеры на небе по-прежнему велика. Фото: Maximilian Teodorescu
Объяснение этого явления заключается в том, что плоскости орбит Земли и Венеры (вокруг Солнца) немного наклонены по отношению друг к другу. Поэтому прохождение Венеры непосредственно перед Солнцем - такое явление называется транзитом - наблюдается очень редко, в те моменты, когда нижнее соединение Венеры совпадает с пересечением плоскостей орбит Венеры и Земли. Последний раз транзит Венеры наблюдался 6 июня 2012 года, а следующий состоится только 11 декабря 2117 года.
Кажется, что во время обычных соединений Венера находится на небе так близко к Солнцу, что увидеть ее невозможно. Но иногда это не так! В частности, во время предстоящего 25 марта соединения Венера будет отстоять от Солнца почти на 8°! Яркость планеты такова, что ее можно попытаться увидеть непосредственно перед восходом или после захода Солнца! Вообще, эта неделя дает редкий шанс опытным наблюдателям увидеть Венеру и вечером, и утром. Такой период видимости называется двойной видимостью Венеры .
Положение Венеры на небе сразу после захода Солнца вечером 25 марта 2017 года (широта Москвы). Рисунок: Stellarium
Так как после заката Солнца и непосредственно перед восходом Венера будет находиться очень низко над горизонтом, дымка, облака и окрестные дома могут помешать увидеть планету в городе. А вот на открытой местности увидеть Венеру сможет каждый. Вечером планета будет видна в течение примерно 10-15 минут после захода Солнца очень близко от точки захода нашего дневного светила. Утром - в течение 10-15 минут перед восходом Солнца.
Положение Венеры на небе за несколько минут до восхода Солнца утром 26 марта 2017 года. Рисунок: Stellarium
Для поиска планеты на ярком фоне неба можно воспользоваться биноклем или небольшим телескопом. Но следует твердо помнить, что делать это можно только в вечернее время, только после захода Солнца! Если вы не опытный наблюдатель, то утром, во избежание риска «нарваться» на восходящее Солнце, ищите Венеру только невооруженным глазом!
Утреннее небо в первой половине февраля 2018 года очень красивое. Хотя обычно оно довольно темное и беззвездное - в это время года южную сторону неба занимают тусклые весенние созвездия, - сейчас его украшают сразу три планеты - Юпитер, Марс и Сатурн.
Юпитер восходит первым - примерно за 5 часов до восхода Солнца на юго-востоке. Эта планета привлекает к себе внимание сразу, как только появляется на небе. Еще бы - ни одна из звезд не сравнится с Юпитером по яркости! Вплоть до рассвета Юпитер виден не высоко в южной стороне неба.
В первой половине февраля 2018 года Юпитер восходит примерно за 5 часов до восхода Солнца на юго-востоке. Планета образует на небе большой треугольник вместе с яркими звездами Арктур и Спика. Рисунок: Stellarium
Планета Марс восходит также на юго-востоке, но на 2 часа позже Юпитера. Внешне Марс похож на не очень яркую звезду красноватого цвета (блеск планеты составляет 1,1 m). Для того, чтобы найти Марс, нужно хотя бы в общих чертах знать очертания созвездий… или воспользоваться советом, который мы приводим ниже. Кстати, совсем скоро, летом 2018 года, состоится Великое противостояние Марса, и в это время Красная планета будет на нашем небе очень ярка - даже ярче Юпитера!
Наконец, еще через 2 часа после восхода Марса (и примерно за 1,5 часа до восхода Солнца) на небе появляется планета Сатурн - также на юго-востоке. Сатурн сейчас несколько ярче Марса (его блеск равен 0,6 m), но внешне все равно не отличим от яркой звезды.
С началом рассвета все три планеты выстраиваются вдоль одной линии с юго-востока на юг. Марс при этом находится в центре, примерно на полпути между Сатурном и Юпитером .
На утреннем февральском небе 2018 года три планеты, Юпитер, Марс и Сатурн выстроились вдоль одной линии на юге. 11 февраля к ним добавится Луна - тонкий серп укажет на планету Сатурн. Рисунок: Stellarium
Увидеть эти планеты в такой конфигурации можно не только 11 февраля, но и в течение ближайших нескольких недель. Почему же мы обращаем внимание на завтрашнее утро? Потому что утром 11 февраля рядом с Сатурном на небе расположится Луна , которая поможет найти Сатурн, а вместе с ним и Марс (и Юпитер!) на небе.
Сейчас Луна пребывает в стадии убывающего или, как говорят в народе, стареющего месяца. До конца очередного лунного года осталось несколько дней и потому ее серп уже узок. Только представьте себе восход Луны, похожей на букву С на фоне первых лучей утренней зари!
Сатурн вы найдете всего в 4,5° восточнее и ниже Луны. По сути, планета расположится на угловом расстоянии в 9 видимых размеров Луны от нашего спутника. Марс вы найдете в 25° правее Сатурна - планета будет находиться в небе чуть выше над горизонтом, чем Луна. Еще на 17° западнее Марса расположится Юпитер - еще немного выше в небе. Итак, Юпитер вы найдете просто потому, что планета будет ярче других звезд на небе; Сатурн - по Луне. А Марс по месту его расположения между Сатурном и Юпитером.
Марс и Антарес на утреннем небе февраля. Так светила видны на широте Петербурга. Рисунок: Stellarium
Если вы живете на широте Москвы или Санкт-Петербурга, то этих описаний будет для вас вполне достаточно, чтобы легко и просто найти все три планеты. А вот жителям юга России нужно сказать еще кое что. Дело в том, что южнее Марса сейчас располагается одна довольно яркая звезда, блеск которой сравним с блеском Марса, а цвет - такой же красноватый . Это Антарес , главная звезда созвездия Скорпиона. В Москве и Петербурге эта звезда тоже видна, но очень низко над горизонтом, поэтому увидеть ее трудно. А на юге она может вполне сбить с толку начинающего любителя астрономии. Поэтому на всякий случай скажем, что Марс находится в небе выше Антареса!
02:32 am - Ночные задачки
По практической астрономии, легкие. Для забывших физику, только на здравый смысл.
1. Как известно, в средних широтах для определения фазы луны существую мнемонические правила, например, по-русски это Растущая луна и Стареющая (выпуклостью серпа вправо и влево соответственно).
Работают ли эти правила в средних широтах южного полушария, или там нужны какие-то другие?
2. Многие видели тропической ночью (точнее, вблизи экватора) серп луны выпуклостью вниз ("лодочку"). Какой луне он соответствует - растущей или стареющей? Бывает ли серп выпуклостью вверх ("мостик")?
3. Как вообще вблизи от экватора узнать, увидев серп, растет он или стареет?
Comments:
2. Мостика не бывает, но я не знала объяснения этому факту, пока не прочитала (и осознала), что орбита луны - примерно экваториальная. Т.е. если смотреть с экватора, затенённая часть, дополнение к серпу всегда будет "сверху".
3. Кажется, как-то хитро по тому, как устроен внутренний контур серпа (который часть эллипса, а не окружности), ещё подумаю, пожалуй.
если мы перенеслись в южное полушарие, то мы перевернулись вниз головой относительно текущего состояния и луны
значит, там будет все наоборот. про лево и право.
3. Утром он виден или вечером.
Мы, между прочим, живем на 40-й параллели, то есть еще довольно далеко от экватора, а луна уже близка к лодочке. Но мостика не бывает, могу засвидетельствовать:)
В качестве иллюстрации - из моих фотографий:
Луна вечером над Эль Иерра - самым западным островом Канарского архипелага, март 2010.
А это темная Луна, закрывающая Солнце - частичное солнечное затмение в Варшаве 4 января 2011.
Луна ранним утром над горным приютом на окраине Шклярской Порембы в польских Судетах, январь 2011.
Частное солнечное затмение, лучше сказать (так принято).
Я думал, огооврить ли в вопросах, что серп имеется в виду не от затмения, но решил не усложнять.
Спасибо за фото.
2. Мостика не бывает, т.к. солнце снизу (под горизонтом).
1. Нет, конечно. Правило нужно инвертировать.
2. Может быть днем, если одновременно видны Солнце и Луна.
3. Напрячь пространственное воображение, представить, как он выглядел бы в средних широтах северного полушария и воспользоваться правилом 1:)
2. По-видимому, все-таки ее при этом будет не видно невооруженным глазом.
Конечно, цифровая фотография - не доказательство. Но дневную Луну невооруженным глазом видел много раз.
Я тоже видел много раз.
Это не совсем то, потому что пир серпе-"мостике" Солнце будет (1) строго выше Луны (ближе к зениту) (2) близко друг к другу (серп, а не "полубуханка", как у Вас на фото).
При таком сочетании - мне не очень верится, что будет видно.
Если допускать не только серпики, но и любые "буханки", то на экваторе вполне возможна ситуация, когда Солнце только что зашло на западе, а Луна на востоке, скажем, примерно в 45 градусах над горизонтом. Тогда мы увидим "буханку", откусанную снизу примерно на треть диска.
в средних широтах я довольно часто видел Луну днем - обычно летом ближе к вечеру или рано утром. В тропиках был недостаточно долго, чтобы набрать статистику и утверждать, видна она там или нет.
В принципе, поскольку в тропиках темнеет очень быстро, а Луна видна только когда Солнце низко над горизонтом, интервал, когда Луну видно, очень короткий.
См. ответ Нику Сакве рядом.
Мне кажется, мостик должно быть можно увидеть в горной местности. Если Солнце у горизонта и свет пробивается только через небольшую долину между двумя горами, то Луна уже будет видна (наверное). Или, например, если находиться в глубоком кратере, со всех сторон окружённом высокими горами -- наверху может быть видно Луну мостиком.
1) Правило "растущий - старый" в южных широтах не работает, там наоборот.
2) Лодочка может быть как растущей, так и стареющей. Мостик, вопреки сказанному предыдущими ораторами, бывает. Он бывает в фазе первой четверти после полудня, когда Солнце еще не зашло и клонится к западу, а Луна уже взошла на востоке. Это трудно видеть - Солнце забивает молодую Луну. Но можно разглядеть, если постараться. В последней четветри - симметрично. Стареющая Луна еще не зашла и клонится к западу, а Солнце уже взошло на востоке.
3) Фаза Луны всегда повернута выпуклостью к Солнцу, поскольку именно Солнце ее и освещает. Если Луна к востоку от Солнца (в том числе уже зашедшего), она растущая, если к западу (в том числе от еще не взошедшего) - стареющая. А если в полночь - значит, около полнолуния. Это не зависит от полушария.
Предлагаю суперзадачу, в конце.
Сначала решение 1, 2, 3.
1. Для простоты пусть наблюдатель находится на северном/южном полюсе, а орбита луны и экватор Земли лежат в плоскости эклиптики. Тогда путешествие Луны от новолуния к полнолунию и далее к новолунию выглядит как удаление Луны от Солнца и далее приближение к Солнцу с другой стороны, все в плоскости горизонта.
Про Стареющую Луну известно, что ее серп повернут как буква С.
Но очевидно, что серп Луны повернут выпуклостью в сторону Солнца.
Значит, с северного полюса путь светил, в плоскости горизонта, можно изобразить так:
после новолуния______________________перед новолунием
) ☼___________________________________☼ (
Тогда с южного полюса все будет вверх ногами, серп в другую сторону.
2. Допустим опять для простоты, что орбита Луны и экватор Земли находятся в плоскости эклиптики. Тогда в небе экватора Луна будет каждый день вставать на востоке, проходить через зенит и садиться на западе. Если это серп, он обращен выпуклостью к Солнцу. Если Луна встает перед Солнцем, она на восходе будет лодочкой и на закате мостиком; если после Солнца, наоборот. Из рисунка к вопросу 1 видно, что после новолуния, если глядеть с северного полюса, Луна левее Солнца, так что при видимом движении светил с востока на запад Солнце обгоняет Луну: убегает от Луны в дни после новолуния, догоняет Луну с другой стороны в дни перед следующим новолунием. Значит, после новолуния для наблюдателя на экваторе восходить будет Солнце, затем серп-мостик; на закате сядет Солнце, затем серп-лодочка.
Вот все 4 варианта серпа в экваториальном небе:
лодочкой:
после захода Солнца (=на западе) - в дни после новолуния (=растущая Луна)
перед восходом Солнца (=на востоке) - в дни перед новолунием (=стареющая Луна)
мостиком - в двух оставшихся сочетаниях:
после восхода Солнца (=на востоке) - в дни после новолуния (=растущая Луна)
перед заходом Солнца (=на западе) - в дни перед новолунием (=стареющая
Последние два сочетания не ночные, а дневные. Значит, ночью видна только лодочка, а именно после захода Солнца - в дни роста Луны, перед восходом - в дни старения Луны. Мостик же виден только после восхода или перед закатом.
3. Ответ случился в предыдущем пункте.
Суперзадача.
Иногда лунно-солнечные приливы усиливают друг друга с наибольшей точностью (и в этот период чаще случаются землетрясения). Как определить эти периоды, наблюдая наклонность серпа в северном полушарии? Указание: откажитесь теперь от того допущения, что экватор Земли и орбита Луны лежат в плоскости эклиптики.
