Луна не светится сама: мы видим солнечный свет, отражённый её поверхностью. Солнце постоянно освещает примерно половину лунного шара, но с Земли эта освещённая половина видна под разными углами. Поэтому тонкий серп постепенно становится полукругом, затем полным диском и снова уменьшается. Эта последовательность и называется сменой фаз.
Главная причина — взаимное положение трёх тел
Луна обращается вокруг Земли, а Земля вместе с Луной движется вокруг Солнца. Когда Луна находится примерно между Землёй и Солнцем, освещённая сторона обращена в основном от нас. Наступает новолуние, и диск трудно увидеть на светлом небе. По мере движения появляется вечерний серп, затем видимая освещённая часть растёт.
Когда Земля оказывается примерно между Солнцем и Луной, освещённая сторона Луны обращена к нам — наблюдается полнолуние. Слово «примерно» важно: орбита Луны наклонена к плоскости земной орбиты, поэтому три тела обычно не выстраиваются на одной линии достаточно точно для затмения.
Названия основных фаз
Полный цикл удобно разделить на несколько узнаваемых этапов:
- новолуние — освещённая сторона почти не видна;
- растущий серп — видимая доля света увеличивается;
- первая четверть — освещена половина видимого диска;
- растущая выпуклая Луна — света больше половины;
- полнолуние — виден почти весь диск;
- убывающая выпуклая Луна, последняя четверть и убывающий серп завершают цикл.
«Четверть» описывает не долю освещённого диска, а положение Луны на четверти пути от новолуния. Поэтому во время первой и последней четверти мы видим половину диска.
Сколько длится лунный цикл
Промежуток между двумя последовательными новолуниями называют синодическим месяцем. Его средняя продолжительность — около 29,5 суток. Это больше времени, за которое Луна совершает оборот относительно далёких звёзд. Причина в движении Земли вокруг Солнца: за один лунный оборот направление на Солнце успевает немного измениться, и Луне нужно пройти дополнительный участок орбиты, чтобы повторилась та же фаза.
Фазы не обязаны приходиться на одно и то же местное время. Точные моменты рассчитывают астрономически, а календарная дата зависит от часового пояса. Поэтому два корректных календаря для разных регионов могут указывать соседние числа.
Почему фазы — не тень Земли
Распространённое объяснение приписывает тёмную часть диска земной тени. Но тень Земли попадает на Луну только во время лунного затмения. Обычная граница света и тени проходит по самой поверхности Луны: это линия между лунным днём и ночью, которую называют терминатором.