НАБЛЮДАТЕЛЮ НА ЗАМЕТКУ (ЧТО И КАК НАБЛЮДАТЬ НА НЕБЕ)
 
 
Высокая и низкая Луна
Meteoweb.ru — «Наблюдатель» 22-07-2007
Летом полная Луна над горизонтом ходит низко над горизонтом. Иногда ее трудно рассмотреть за деревьями и постройками.
Каждый человек знает, что фаза Луны меняется изо дня в день. Вот появился на вечернем небе в западной его части узкий серп Луны, который менее чем через неделю превратится ровно в половинку. Пройдет еще около недели, и на ночном небе засияет полная Луна. Еще спустя примерно семь дней от полной Луны снова останется лишь половина, после чего фаза продолжит убывать, и вот тонкий месяц Луны сияет уже на утреннем небе, встречая рассвет. Но, пожалуй, лишь человек наблюдательный может подметить, что высота Луны из месяца в месяц при разной фазе меняется. Так, длинными и холодными зимними ночами полная Луна поднимается высоко над горизонтом, в то время как короткими летними ночами подсвечивает небо с юга, проходя на столь малой высоте над горизонтом, что порой ее невозможно рассмотреть за высокими городскими постройками. Растущая Луна до первой четверти весной поднимается высоко-высоко над горизонтом, а вот осенью ходит низко. Со стареющей (убывающей) Луной все наоборот. В чем же причина этой разницы в высоте Луны над горизонтом в зависимости от фазы и месяца?
То, что Солнце зимой низко над горизонтом ходит, а летом высоко – это явление привычное для каждого из нас и объясняется тем, что дневное светило на фоне небесной сферы движется по большому кругу, называемому эклиптикой. Эклиптика наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23,5°, следовательно, между точками летнего и зимнего солнцестояния склонение Солнца изменяется от +23,5° до –23,5°. По эти данным легко рассчитать полуденную высоту Солнца 21 июня (летнее солнцестояние) и 22 декабря (зимнее солнцестояние), используя формулу h = 90° – географическая широта места наблюдений + склонение Солнца. Для Москвы (широта +56°) получаем для 21 июня 57,5°, а для 22 декабря – всего 10,5°.
Что касается Луны, то она, как и другие планеты Солнечной системы перемещается на фоне зодиакальных созвездий, т.е., грубо говоря, вдоль эклиптики. Но если бы Луна следовала точно по эклиптике, то каждое новолуние мы могли бы наблюдать солнечные затмения, а каждое полнолуние Луна попадала бы в земную тень, и мы бы видели лунное затмение. Однако в действительности Луна отклоняется от эклиптики то в северную, то в южную сторону на 5°, или примерно на десять своих угловых диаметров. При этом Луна пересекает эклиптику лишь в двух точках. И та точка, после прохождения которой Луна поднимается над эклиптикой называется восходящим узлом, а противоположная точка – нисходящим. Понятно, что максимального отклонения к северу или к югу Луна достигает в 90° от каждого узла. Легко догадаться, что если восходящий узел лунной орбиты совпадает с точкой весеннего равноденствия, то максимального северного удаления от эклиптики Луна достигнет над самой северной точкой эклиптики. Тогда максимальная высота Луны будет равна h = 90° – географическая широта места наблюдений + 23,5° + 5°. Для Москвы получаем 62,5°. В этом случае нисходящий узел лунной орбиты совпадает с точкой осеннего равноденствия, следовательно, Луна отклонится на максимальный угол к югу от самого южного участка эклиптики, т.е. этой будет совсем низкая Луна: h = 90° – географическая широта места наблюдений – 23,5° – 5°. = 5,5° для широты Москвы. Но узлы лунной орбиты не неподвижны, а перемещаются по эклиптике навстречу Луне (т.е. с востока на запад), совершая полный оборот за 18,61 лет. Стоит отметить, что последний период самой высокой и самой низкой Луны пришелся на 2005-2006 гг. Следующий наступит почти через 19 лет. А спустя 9,3 года восходящий узел лунной орбиты поменяется местами с нисходящим, т.е. последний совпадет с точкой весеннего равноденствия. В такой ситуации Луна перемещаясь по самым северным зодиакальным созвездиям (Телец и Близнецы) «не доберет» до максимально возможной высоты 10 градусов, т.к. окажется в 5° южнее эклиптики. А вот при прохождении вблизи самого южного участка эклиптики (созвездия Змееносца и Стрельца) Луна покажется не такой низкой, как в прошедшие два года. Ее высота окажется на 10 градусов выше (на 5° севернее эклиптики). Стоит заметить, что подвижность узлов орбиты Луны дарит нам серии очень красивых покрытий разных звезд. Так, в эти годы продолжается серия покрытий звезд Плеяд – ярчайшего рассеянного звездного скопления.
Мы рассмотрели экстремальные положения Луны относительно эклиптики и, следовательно, горизонта. Теперь ответим на вопрос: почему каждый год летние полнолуния такие низкие, а зимние – высокие, весенняя первая четверть высоко ходит, а последняя – низко и т.д. Как известно, первая четверть наступает тогда, когда Луна на небе удаляется от Солнца на угол в 90° к востоку, полнолуние происходит при удалении в 180° (противостояние), а последняя четверть – при удалении на 270°. Отсюда легко догадаться, почему в летние полнолуния Луна ходит так низко, ведь Солнце перемещается по созвездиям Тельца, Близнецов, Рака и Льва, следовательно, полная Луна, отстоящая от Солнца на угол в 180° будет сиять на фоне звезд таких южных созвездий, как Скорпион, Змееносец, Стрелец и Козерог, которые поднимаются в средних широтах на небольшую высоту. А вот зимой Солнце проходит по этим южным созвездиям, поэтому и полная Луна высоко сияет на фоне Тельца, Близнецов и Рака. Аналогично и с первой/последней четвертями. Известно, что чем старше Луна (чем ближе до новолуния), тем позже она восходит. Летом, когда эклиптика наклонена к горизонту под малым углом, в последующие после полнолуния дни убывающая Луна восходит каждый вечер всего на 10-15 минут позже. А вот зимой, когда эклиптика имеет большой наклон к горизонту, после полнолуния Луна восходит с каждым днем примерно на 1,5 часа позже. Поэтому лето и первая половина осени – это идеальное время для наблюдений стареющей Луны, а вторая половина зимы и весна – для наблюдений молодой Луны. Например, ранней весной Луна в первой четверти заходит за горизонт лишь во второй половине ночи, а осенними вечерами в этой же фазе Луна закатывается за горизонт часа за 2 до полуночи.
Начинающие любители астрономии могут попробовать пронаблюдать за перемещением узлов лунной орбиты из простых наблюдений. Вам не понадобится ни телескоп, ни даже бинокль. При помощи предлагаемой карты пояса Зодиака каждый ясный вечер отмечайте положение Луны относительно звезд на карте. Сделав ряд наблюдений в течение нескольких месяцев, вы сможете заметить, что каждый последующий месяц Луна будет проходить на фоне звездного неба по отличенному от предыдущего пути. Неплохая иллюстрация ответа на вопрос: почему на картах звездного неба не наносят положения Луны, не так ли?
Пояс Зодиака. Нажмите для увеличения.
Источник
Почему над горизонтом Луна кажется большой, а над головой — маленькой?
Наблюдательные люди могли замечать, что над горизонтом Луна выглядит довольно большой. Стоит ей взойти высоко на небо, как размер сразу становится меньше. Учёные немало времени потратили на изучение данного феномена. В итоге все пришли к выводу, что существует иллюзия Луны. Есть немало теорий, которые объясняют изменения размера спутника. К слову, подобная иллюзия возникает и с Солнцем, созвездиями.
Теория кажущейся удалённости
Данная версия упоминалась ещё Клеомедом в 200 году нашей эры. Говорилось, что Луна у границы неба с землёй выглядит больше, так как для глаз она расположена дальше. Человеческий мозг воспринимает небо не как полусферу, а в качестве сплюснутого купола. Люди видят, что птицы и облака становятся меньше, когда приближаются к горизонту.
Пример иллюзии удаленности
Луна отличается от объектов, находящихся на земле. Она, располагаясь рядом с горизонтом, имеет такой же видимый угловой диаметр, как и в зените. При этом мозг человека компенсирует искажения перспективы. По логике, спутник должен быть больше.
Исследование, проведённое в 1962 году, позволило выяснить любопытный момент. Было подтверждено, что важным моментом при создании иллюзии выступили наглядные ориентиры. Луна, расположенная рядом с горизонтом, находится в конце последовательности построек, ландшафта, растений. Следовательно, мозг считает, что она больше всего удалена. Как только ориентиры удаляются из зрительного поля, спутник с виду кажется меньше.
Есть и те, кто опровергает данную теорию. Другой эксперимент показал, что иллюзия остаётся, даже когда люди смотрят на светило через тёмный светофильтр. В этом случае все другие объекты неразличимы. Следовательно, не они влияют на размер спутника.
Теория о роли конвергенции глаз
Любопытное объяснение лунной иллюзии, было выдвинуто Борингом и Судзуки в 1940 и 1990 годах. Есть предположение, что размер Луны имеет прямую зависимость от степени конвергенции глаз смотрящего. Следовательно, иллюзия появилась из-за того, что усилились импульсы к конвергенции глаз, когда человек обратил взгляд вверх.
Теория о роли конвергенции глаз
Глядя на спутник, расположенный в зените, глаза дивергируют. Конвергенция считается главным признаком близости объекта. Из-за этого людям кажется, что Луна в зените намного меньше по величине.
Некоторые учёные опровергают данную теорию. Они считают, что лунная иллюзия стремительно затухает при повышении высоты светила над горизонтом. В этот момент ещё нет нужды менять положение головы, чтобы увидеть спутник.
Теория относительного размера
Учёные предполагают, что на восприятие размера влияют объекты, находящиеся в поле зрения. То есть, когда спутник находится у горизонта, человек видит и другие предметы. Допустим, горы, деревья, дома. На их фоне создаётся впечатление, что светило больше, чем на самом деле. Как только Луна оказывается высоко в небе, земных объектов рядом не наблюдается. Из-за этого человеку кажется, будто спутник меньше, чем у горизонта.
Психолог Герман Эббингауз подтвердил теорию с помощью нарисованных кругов. Он изобразил оранжевый кружок в синих маленьких кругах. Также на листе был второй оранжевый круг, рядом с которым были более крупные фигуры. На первый взгляд казалось, что именно тот круг, возле которого были маленькие объекты, значительно больше по размеру. Это казалось очевидным для каждого человека. На самом деле оба оранжевый круга имели одинаковый размер.
То же самое происходит и с Луной, по мнению учёных. На открытом небе она выглядит меньше, чем на фоне земных объектов. При этом противники теории опровергают данную догадку. Они утверждают, что пилоты самолётов тоже видят лунную иллюзию. При этом они не наблюдают земных объектов.
Другие природные иллюзии
В мире существует немало любопытных иллюзий, которые может наблюдать каждый человек.
Мираж
Он образуется, когда свет отражается между неодинаково нагретыми и разными по плотности слоями воздуха. Из-за этого кажется, будто впереди есть объекты, которые потом внезапно исчезают.
Он выглядит как огненное светящееся кольцо, расположенное вокруг Солнца. Эффект создаётся из ледяных кристаллов.
Помимо этого, людям кажется, что Солнце у горизонта больше, чем в зените. На данный момент нет точного объяснения феномена. Учёные выдвигают такие же теории, как и в случае с Луной.
Нет точного ответа на вопрос, почему у горизонта Луна с виду крупная, а над головой – маленькая. Есть несколько теорий, объясняющих феномен. Одни считают, что на восприятие размера влияют предметы, которые есть в поле зрения. Из-за них спутник у горизонта смотрится более крупным. Другие предполагают, что величина Луны меняется из-за конвергенции глаз наблюдателя. Некоторые учёные считают, что на размер влияет степень удалённости спутника. Мозг считает, что у горизонта светило выглядит больше. Каждая теория имеет опровержение, поэтому можно только предполагать, с чем связана иллюзия.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Почему Луна выглядит намного больше, когда находится над горизонтом?
Этим вопросом задавались сотни, если не тысячу лет. Эту проблему обычно называют иллюзией Луны. Некоторые предположили, что есть некоторый эффект, который заставляет атмосферу действовать как увеличительное стекло, увеличивая Луну. Оказывается, любое искажение, вызванное атмосферой, фактически заставило бы Луну выглядеть немного меньше.
Большинство ученых согласны с тем, что причина, по которой Луна выглядит больше, чисто в наших умах. Наш разум интерпретирует то, что мы видим интересными способами. Например, если вы посмотрите на любой дверной проем, вы увидите, что она прямоугольная. Но если бы вы набросали план проема двери под углом, под которым вы смотрите на него, скорее всего, вы нарисуете трапецию. Ваш ум настраивает дверь так, чтобы вы воспринимали ее как прямоугольник с любого угла, на который вы смотрите. Эта теория называется постоянством формы.
Одна из теорий о лунной иллюзии гласит, что, когда луна находится вблизи горизонта, мы воспринимаем ее дальше от нас, чем когда она высоко в небе. Но поскольку луна на самом деле того же размера, наши умы заставляют ее выглядеть больше, когда она находится вблизи горизонта, чтобы компенсировать увеличенное расстояние.
Один из способов, с помощью которого вы можете обмануть свой разум из лунной иллюзии, — наклониться к талии и взглянуть на луну вверх ногами через ваши ноги.
Альтернативное объяснение показывает, что лунная иллюзия вызвана тем, как наши глаза фокусируются на отдаленных и близких объектах. Когда мы фокусируемся на луне горизонта, мы фокусируемся на Луне на большом расстоянии. Наверху луны не хватает визуальных сигналов, которые говорят нам, как далеко находится луна, поэтому мы фокусируемся на луне, как будто она находится на небольшом расстоянии. Итак, на данный момент правильный ответ заключается в том, что нет правильного ответа. Но единственное, о чем согласны люди, это то, что луна физически не меняет свой размер или расстояние от Земли, когда она движется по небу. Это все в наших головах.
Метеоклуб
Мы рассмотрели экстремальные положения Луны относительно эклиптики и, следовательно, горизонта. Теперь ответим на вопрос: почему каждый год летние полнолуния такие низкие, а зимние – высокие, весенняя первая четверть высоко ходит, а последняя – низко и т.д. Как известно, первая четверть наступает тогда, когда Луна на небе удаляется от Солнца на угол в 90° к востоку, полнолуние происходит при удалении в 180° (противостояние), а последняя четверть – при удалении на 270°. Отсюда легко догадаться, почему в летние полнолуния Луна ходит так низко, ведь Солнце перемещается по созвездиям Тельца, Близнецов, Рака и Льва, следовательно, полная Луна, отстоящая от Солнца на угол в 180° будет сиять на фоне звезд таких южных созвездий, как Скорпион, Змееносец, Стрелец и Козерог, которые поднимаются в средних широтах на небольшую высоту. А вот зимой Солнце проходит по этим южным созвездиям, поэтому и полная Луна высоко сияет на фоне Тельца, Близнецов и Рака. Аналогично и с первой/последней четвертями. Известно, что чем старше Луна (чем ближе до новолуния), тем позже она восходит. Летом, когда эклиптика наклонена к горизонту под малым углом, в последующие после полнолуния дни убывающая Луна восходит каждый вечер всего на 10-15 минут позже. А вот зимой, когда эклиптика имеет большой наклон к горизонту, после полнолуния Луна восходит с каждым днем примерно на 1,5 часа позже. Поэтому лето и первая половина осени – это идеальное время для наблюдений стареющей Луны, а вторая половина зимы и весна – для наблюдений молодой Луны. Например, ранней весной Луна в первой четверти заходит за горизонт лишь во второй половине ночи, а осенними вечерами в этой же фазе Луна закатывается за горизонт часа за 2 до полуночи.
Пример иллюзии удаленности
Теория о роли конвергенции глаз