Чтобы понять лучше, почему небо на многих планетах, в том числе и Луне черное, необходимо разобраться, что такое палитра цвета и как человеческое зрение ее определяет.
- Содержание статьи:
Человеческое зрение распознает только те волны света, которые могут отражаться от различных предметов. Мозг воспринимает определенный цвет посредством сигналов, идущих от глазных хрусталиков, которые улавливают преломленные световые лучи.
Цвет, воспринимаемый человеческим зрением, зависит еще и от отражающих, преломленных лучей, которые попадают на предметы и повторно, таким же образом, преломляются. Для примера, можно рассмотреть красный предмет, который хорошо виден при дневном свете, но если световой луч будет нести фиолетовый оттенок, то это не значит, что и глаз воспримет этот цвет также. Для восприятия того или иного цвета необходимо несколько условий:
– Световые фотоны или волны обязательно должны отразиться от поверхности предмета. Когда вещество или предмет поглотит световой луч, то предмет будет восприниматься черным цветом.
– Чтобы глаз определил цвета и гамму оттенков, он должен уловить такую волну, которая соответствует его восприятию и банку памяти, заложенному в мозговом центре.
Почему небо на луне черное
Рассматривая ситуацию с Луной, можно сказать, что для определения цвета, в ее месторасположении отсутствует один из важных факторов – атмосфера. Только определенное вещество или среда способны улавливать, задерживать или отталкивать световые лучи. Что же касается атмосферы, то ее структура выполняет функцию передатчика световой энергии, а вокруг Луны только пустое пространство, поэтому лучи солнца не способны преломляться и отражаться. Они просто рассеиваются в пустом пространстве. Волны света отражаются от поверхности луны, но не от атмосферы, так как ее нет. Атмосфера является своеобразным красителем неба. Цвет Луны люди могут наблюдать именно благодаря тому, что свет, отраженный ее поверхностью, достиг Земли. С такого расстояния человек смог рассмотреть ее очертания.
Черное небо не Луне обусловлено отсутствием атмосферы.
Почему с Земли небо голубое, а с Луны черное
Интересно, что цвет неба может быть другого цвета, а не таким, каким его привыкли наблюдать. Характер его цветовой гаммы зависит от состава атмосферы и разнообразия химических элементов в ее структуре. Небо на Земле голубое только потому, что солнечные лучи, отражаясь от поверхности атмосферы, после прохождения сквозь все ее слои воспринимаются глазом, как голубой спектр. Если бы атмосфера имела немного другой химический состав или Солнце посылало лучи не белого цвета, то и небо имело бы совершенно непривычный вид.
Черный небосвод
Если бы житель Земли мог очутиться на Луне, внимание его привлекли бы прежде других три необычайных обстоятельства.
Сразу же бросился бы в глаза странный цвет дневного неба на Луне: вместо привычного голубого купола расстилался бы совершенно черный небосвод, усеянный - при ярком сиянии Солнца! - множеством звезд, четко выделяющихся, но совершенно не мерцающих. Причина этого явления заключается в отсутствии на Луне атмосферы.
«Голубой свод ясного и чистого неба, - говорит Фламмарион свойственным ему живописным языком, - нежный румянец зорь, величественное зарево вечерних сумерек, чарующая красота пустынь, туманная даль полей и лугов, и вы, зеркальные воды озер, издревле отражающие в себе далекие лазурные небеса, вмещающие целую бесконечность в своих глубинах, - ваше существование и вся красота ваша зависят исключительно лишь от той легкой оболочки, которая простирается над земным шаром. Без нее ни одной из этих картин, ни одной из этих пышных красок не существовало бы. Вместо лазурноголубого неба вас окружало бы беспредельное черное пространство; вместо величественных восходов и закатов Солнца дни резко, без переходов, сменялись бы ночами и ночи - днями. Вместо нежного полусвета, царящего всюду, куда прямо не попадают ослепительные лучи Солнца, яркий свет был бы лишь в местах, прямо озаренных дневным светилом, а во всех остальных царила бы густая тень».
Земля на небе Луны
Вторая достопримечательность на Луне - висящий в небе огромный диск Земли. Путешественнику покажется странным, что тот земной шар, который при отлете на Луну был оставлен внизу, неожиданно очутился здесь вверху.
Во вселенной нет одного для всех миров верха и низа, и вас не должно удивлять, что, оставив Землю внизу, вы увидели бы ее вверху, находясь на Луне.
Висящий в лунном небе диск Земли огромен: поперечник его приблизительно вчетверо больше поперечника знакомого нам лунного диска на земном небе. Это - третий поражающий факт, который ожидает лунного путешественника. Если в лунные ночи ландшафты наши достаточно хорошо освещены, то ночи на Луне, при лучах полной Земли с диском, в 14 раз большим лунного, должны быть необычайно светлы. Яркость светила зависит не только от его диаметра, но и от отражательной способности его поверхности. В этом отношении земная поверхность в шесть раз превосходит лунную ; поэтому свет полной Земли должен освещать Луну в 90 раз сильнее, чем полный месяц освещает Землю. В «земные ночи» на Луне можно было бы читать мелкую печать. Освещение лунной почвы Землей настолько ярко, что позволяет нам с расстояния 400 000 км различать ночную часть лунного шара в виде неясного мерцания внутри узкого серпа; оно носит название «пепельного света» Луны. Вообразите 90 полных лун, льющих с неба свой свет, да примите еще во внимание отсутствие на нашем спутнике атмосферы, поглощающей часть света, и вы получите некоторое представление о феерической картине лунных пейзажей, залитых среди ночи сиянием полной Земли.
Мог ли бы лунный наблюдатель различать на земном диске очертания материков и океанов? Распространено ошибочное мнение, будто Земля в небе Луны представляет нечто похожее на школьный глобус. Так ее и изображают художники, когда им приходится рисовать земной шар в мировом пространстве: с контурами материков, со снежной шапкой в полярных областях и т. п. подробностями. Все это надо отнести к области фантазии. На земном шаре при наблюдении извне нельзя различать таких деталей. Не говоря уже об облаках, обычно застилающих половину земной поверхности, сама атмосфера наша сильно рассеивает солнечные лучи; поэтому Земля должна казаться столь же яркой и столь же непроницаемой для взора, как Венера. Исследовавший этот вопрос пулковский астроном Г. А. Тихов писал:
«Смотря на Землю из пространства, мы увидели бы диск цвета сильно белесоватого неба и едва ли различили бы какие-либо подробности самой поверхности. Значительная доля падающего на Землю солнечного света успевает рассеяться в пространстве атмосферой и всеми ее примесями раньше, чем дойдет до поверхности самой Земли. А то, что отражается самою поверхностью, успеет опять-таки сильно ослабеть вследствие нового рассеяния в атмосфере».
Итак, в то время как Луна отчетливо показывает нам все подробности своей поверхности, Земля скрывает свое лицо от Луны, да и от всей вселенной под сияющим покрывалом атмосферы.
Но не только этим отличается лунное ночное светило от земного. На нашем небе месяц восходит и заходит, описывая свой путь вместе со звездным куполом. На лунном небе Земля такого движения не совершает. Она не восходит там и не заходит, не принимает участия в стройном, чрезвычайно медленном шествии звезд. Почти неподвижно висит она на небе, занимая для каждого пункта Луны определенное положение, в то время как звезды медленно скользят позади нее. Это - следствие уже рассмотренной нами особенности лунного движения, состоящей в том, что Луна обращена к Земле всегда одной и той же частью своей поверхности. Для лунного наблюдателя Земля почти неподвижно висит на небесном своде. Если Земля стоит в зените какого-нибудь лунного кратера, то она никогда не покидает своего зенитного положения. Если с какого-нибудь пункта она видна на горизонте, она вечно остается на горизонте этого места. Только лунные либрации, о которых мы уже беседовали, несколько нарушают эту неподвижность. Звездное небо совершает позади земного диска свое медленное, в 27 1/3 наших суток, вращение, Солнце обходит небо в 29,5 суток, планеты совершают подобные же движения, и лишь одна Земля почти неподвижно покоится на черном небе.
Но, оставаясь на одном месте, Земля быстро, в 24 часа, вращается вокруг своей оси, и если бы наша атмосфера была прозрачна, Земля могла бы служить для будущих пассажиров межпланетных кораблей удобнейшими небесными часами. Кроме того, Земля имеет такие же фазы, какие показывает Луна на нашем небе. Значит, наш мир не всегда сияет на лунном небе полным диском: он появляется то в виде полукруга, то в виде серпа, более или менее узкого, то в виде неполного круга, смотря по тому, какая часть озаренной Солнцем половины Земли обращена к Луне. Начертив взаимное расположение Солнца, Земли и Луны, вы легко убедитесь, что Земля и Луна должны показывать друг другу противоположные фазы.
Когда мы наблюдаем новолуние, лунный наблюдатель должен видеть полный диск Земли - «полноземлие»; напротив, когда у нас полнолуние, на Луне «новоземлие» (рис. 50). Когда мы видим узкий серп молодого месяца, с Луны можно было бы любоваться Землей на ущербе, причем до полного диска не хватает как раз такого серпа, какой показывает нам в этот момент Луна. Впрочем, фазы Земли очерчены не так резко, как лунные: земная атмосфера размывает границу света, создает тот постепенный переход от дня к ночи и обратно, который мы на Земле наблюдаем в виде сумерек.
Рис. 50.
Другое отличие земных фаз от лунных состоит в следующем. На Земле мы никогда не видим Луну в самый момент новолуния. Хотя она обычно стоит при этом выше или ниже Солнца (иногда на 5°, т. е. на 10 своих поперечников), так что узкий, озаренный Солнцем край лунного шара мог бы быть виден, - он все же недоступен нашему зрению: блеск Солнца забивает скромное сияние серебряной нити новой Луны. Мы замечаем новую Луну обычно лишь в возрасте двух суток, когда она успевает отойти на достаточное расстояние от Солнца, и лишь в редких случаях (весной) - в возрасте одних суток. Не то бывает при наблюдении «новоземлия» с Луны: там нет атмосферы, рассеивающей вокруг дневного светила сияющий ореол. Звезды и планеты не теряются там в лучах Солнца, а четко выделяются на небе в непосредственном соседстве с ним. Поэтому, когда Земля оказывается не прямо перед Солнцем (т. е. не в моменты затмений), а несколько выше или ниже его, она всегда видна на черном, усеянном звездами небе нашего спутника в форме тонкого серпа с рогами, обращенными от Солнца (рис. 51). По мере отхода от Земли влево от Солнца серп словно перекатывается вправо.
Рис. 51.
серпом - Солнце
Явление, соответствующее сейчас описанному, можно видеть, наблюдая Луну в небольшую трубу: в полнолуние диск ночного светила не усматривается нами в виде полного круга; так как центры Луны и Солнца не лежат на одной прямой с глазом наблюдателя, то на лунном диске не хватает узкого серпа, который темной полоской скользит близ края освещенного диска влево по мере отхода Луны вправо. Но Земля и Луна всегда показывают друг другу противоположные фазы; поэтому в описанный момент лунный наблюдатель должен был бы видеть тонкий серп «новоземлия».
Мы заметили уже вскользь, что либрации Луны должны сказываться в том, что Земля не совсем неподвижна на лунном небе она колеблется около среднего положения в северо-южном направлении на 14°, а в западно-восточном - на 16°. Для тех пунктов Луны, где Земля видна на самом горизонте, планета наша должна поэтому казаться иногда заходящей и вскоре затем вновь восходящей, описывая странные кривые (рис. 52). Такой своеобразный восход или заход Земли в одном месте горизонта, без обхода всего неба, может длиться много земных суток.
Рис. 52.
Затмения на Луне
Набросанную сейчас картину лунного неба дополним описанием тех небесных зрелищ, которые называются затмениями. На Луне бывают затмения двух родов: солнечные и «земные». Первые не похожи на знакомые нам солнечные затмения, но по-своему чрезвычайно эффектны. Они происходят на Луне в те моменты, когда на Земле бывают затмения лунные, так как тогда Земля помещается на линии, соединяющей центры Солнца и Луны. Наш спутник погружается в эти моменты внутрь тени, отбрасываемой земным шаром. Кому случалось видеть Луну в такие моменты, тот знает, что она не совсем лишается света, не исчезает для глаза; она бывает видна обычно в вишнево-красных лучах, проникающих внутрь конуса земной тени. Если бы мы перенеслись в этот момент на поверхность Луны и взглянули оттуда на Землю, то ясно поняли бы причину красного освещения: на небе Луны земной шар, помещаясь впереди яркого, хотя и гораздо меньшего Солнца, представляется черным диском, окруженным багровой каймой своей атмосферы. Эта-то кайма и освещает красноватым светом погруженную в тень Луну (рис. 53).
Рис. 53. Ход солнечного затмения на Луне: Солнце С постепенно заходит за земной диск 3, неподвижно висящий на лунном небе
Затмения Солнца длятся на Луне не несколько минут, как на Земле, а более 4 часов, - столько, сколько у нас лунные, потому что, в сущности, это и есть наши лунные затмения, только наблюдаемые не с Земли, а с Луны.
Что же касается затмений «земных», то они так мизерны, что едва заслуживают наименования затмений. Они происходят в те моменты, когда на Земле видны солнечные затмения. На большом диске Земли лунные наблюдатели видели бы тогда маленький движущийся черный кружок - то счастливые участки земной поверхности, откуда можно любоваться затмением Солнца.
Надо заметить, что таких затмений, как наши солнечные, нельзя наблюдать вообще ни в каком другом месте планетной системы. Этим исключительным зрелищем обязаны мы случайному обстоятельству: Луна, заслоняющая от нас Солнце, ровно во столько раз ближе к нам, нежели Солнце, во сколько раз лунный поперечник меньше солнечного, - совпадение, не повторяющееся ни на какой иной планете.
- Лунная почва, следовательно, вовсе не белая, как часто думают, а скорее, темная.Это не противоречит тому факту, что она сияет белым светом. «Солнечный свет, отраженный даже от черного предмета, остается белым. Если бы Луна была одета в самыйчерный бархат, она все-таки красовалась бы на небе как серебристый диск», - пишетТиндаль в своей книге о свете. Способность лунной почвы рассеивать озаряющие еесолнечные лучи в среднем одинакова с рассеивающей способностью темных вулканических пород.
Небо на луне
Небо на Луне черное, потому что на ней нет атмосферы (нет неба). Что бы лучше это понять, необходимо разобраться вообще, что такое цвет и как мы видим.
Мы видим те световые волны, которые отражаются от предмета, эти волны преобразуются нашими глазами и головному мозгу человека посылается сигнал, что это предмет такого то цвета.
Как можно увидеть что-либо?
Воспринимаемый нами цвет чего либо, зависит не только от того, какие световые волны предмет отражает, но и какие на него падают. Например, если мы видим при дневном (солнечном свете) что предмет красный, это абсолютно не значит, что если дневной свет будет фиолетовый, мы будим видеть такой же цвет. В такой ситуации цвет предмета, воспринимаемый нами – изменится. Поэтому для того что бы человек воспринял какой либо цвет необходимо что бы выполнилось два условия:
- Световые волны должны отразиться от предмета, то есть наличие самого субъекта видения (если предмет полностью поглотит все световые волны, то он будет восприниматься черным).
- Наличие световых волн видимых и воспринимаемым человеческим глазом.
Почему на Луне не видим неба?
В случае с Луной, то там отсутствует первое условие, то есть – у неё нет атмосферы. Световые волны, отражённые Луной не отражаются повторно её атмосферой (которой повторяем – нет). Именно атмосфера придает небу определенный цвет. Лучи света, отражаясь от планеты или спутника, повторно отражаются атмосферой, и мы видим определенный цвет.
Причем цвет неба зависит от характера химических элементов находящихся в нем.
Если в ближайшие дни утром, после восхода Солнца, внимательно посмотреть на запад, то низко над горизонтом можно разглядеть бледный диск убывающей Луны.
16 июля наш спутник прошел фазу полнолуния (в этот день произошло также ). В полнолуние Луна, как известно, находится всегда на противоположном участке неба от Солнца , т. е. появляется на небе на закате и заходит за горизонт на восходе Солнца. Теперь же, продолжая движение на восток, Луна приближается к нашему дневному светилу с правой стороны. Восходя все позже и позже, Луна постепенно перемещается на утреннее небо . После фазы полнолуния наш спутник заходит за горизонт позже восхода Солнца, и поэтому его можно наблюдать даже на светлом фоне.
Другое дело, что заметить Луну не так-то просто ярким летним утром! Поэтому многие далекие от астрономии люди бывают поражены, когда неожиданно «натыкаются» на наш спутник в голубом небе.
Луна при ярком дневном свете действительно выглядит странно. Удивляет, насколько незаметной она может быть.
Когда мы смотрим на полную или почти полную Луну ночью, то частенько прищуриваемся: она выглядит ослепительно яркой. (Справедливости ради отмечу, что летом это не так заметно, потому что полная Луна находится низко над горизонтом, где свет небесных объектов сильно ослабляется. Зато осенью, зимой или весной это хорошо заметно!)
Убывающая Луна на утреннем небе обычно неприметна. Фото: İntikam
В сиянии полной Луны ночью исчезают с неба слабые звезды и туманные объекты. Днем же от агрессивного света спутника не остается и следа. Нужно знать, куда именно смотреть, чтобы заметить очень бледную, почти не отличимую от яркого голубого неба, Луну. А причина проста: яркость спутника в 400 000 раз меньше яркости Солнца!
Вот почему Луну редко видят днем! Этот пример, кстати, показывает удивительную способность наших глаз к адаптации: то, что кажется нам ослепительно ярким ночью, днем становится невзрачным.
Что будет происходить с нашим спутником в ближайшие дни и недели?
Если наблюдать убывающую Луну в одно и то же время каждое утро (скажем, после восхода Солнца), легко заметить, что она будет смещаться к востоку и при этом находиться все выше и выше в небе. Объясняется это не только тем, что с каждым утром Луна будет располагаться все дальше от точки захода, но и тем, что июльское полнолуние она встречала в самом южном созвездии зодиака - в Стрельце . Фактически, Луна находилась в той части неба, где было Солнце в декабре. Помните, как низко в небе тогда находилось наше дневное светило?
Луна ведет себя в точности, как Солнце, которое после дня зимнего солнцестояния начинает подниматься в небе все выше и выше, вплоть до дня летнего солнцестояния. Но тот путь, что Солнце проходит на фоне звезд за полгода, Луна совершает всего за две недели.
25 июля 2019 года Луна достигнет фазы последней четверти; она будет восходить после полуночи и кульминировать на рассвете. Новолуние наступит 1 августа. В это время Луна исчезнет с небосклона, находясь рядом с Солнцем, даря нам восхитительно темное небо для наблюдения метеорного потока дельта-Аквариды. Когда же придет время Персеид, Луна уже снова будет сиять довольно ярко.
Восход Луны при свете солнца 13 июля 2019 года. Здесь фаза Луны близка к полнолунию, но на ярком голубом фоне неба она не очень заметна. Фото.
Небом мы называем все то пространство, которое окружает Землю со всех сторон. Где бы на земном шаре мы ни находились, небо всегда представляется нам наверху, то есть над нашими головами. Понятия «низ» и «верх» относительны. Представление о низе мы связываем с земной поверхностью, на которой мы находимся. Направление «книзу» в наших понятиях - это направление к центру Земли.
Но ведь и Луну со всех сторон окружает мировое пространство, заполненное небесными светилами. Значит, и на Луне есть «небо». И на Луне оно должно находиться «наверху», а направление к центру Луны мы должны считать направлением «книзу».
Легко понять, что небо Луны должно резко отличаться от нашего привычного неба.
Прежде всего, никакого голубого небесного свода на Луне, конечно, нет и быть не может. Сине-голубым небесным сводом представляется нам на Земле воздух, освещаемый Солнцем. Отраженные и рассеянные в нем синие и голубые лучи солнечного света создают эту привычную для нас небесную окраску. Чем меньше воздуха, тем меньше в нем рассеянных голубых и синих лучей солнечного света, тем темнее - серее и чернее - становится небо.
Это наблюдали, между прочим, поднимавшиеся 30 января 1934 года на стратостате «Осоавиахим» наши советские герои-стратонавты - первые люди, поднявшиеся на высоту 22 км, - тт. Федосеенко, Васенко и Усыскин . На достигнутой ими высоте они видели небо аспидно-серого, черно-серого цвета.
Между тем Луну воздух вовсе не окружает. Значит, лучи Солнца там не рассеиваются. И, следовательно, небо на Луне всегда должно представляться темным, черным.
Вторая чрезвычайно интересная особенность лунного неба - это необыкновенный вид Солнца. На Земле Солнце представляется ослепительно-блестящим диском. В моменты полных солнечных затмений, когда Луна целиком закрывает нестерпимо яркий диск- Солнца, вокруг Луны, кажущейся черным диском, видна нежно сияющая серебристо-матовая лучистая солнечная корона (27).
Солнечная корона представляет собой внешние части разрежен- ной солнечной атмосферы и состоит из газовых частиц, твердых пылевидных частиц и отрицательно заряженных электронов. Корона вообще еще очень плохо исследована, так как на Земле ее можно наблюдать только в редкие мгновения полных солнечных затмений. Подсчеты показывают, что для наблюдения короны ученые на Земле имеют в общем не более одной минуты в год; так редки полные солнечные затмения, которые можно наблюдать в сколько-нибудь удобной для разрешения научных задач обстановке, и так быстро они проходят.
Почему же корону нельзя увидеть в обычное время, днем, вне затмений? Оказывается, что ослепительно-яркая поверхность Солнца - то, что называется фотосферой, то есть светоносной сферой Солнца - не дает возможности различить слабое, в общем, сияние короны. Воздух, окружающий нас, ярко освещен светом солнечной фотосферы. На светлом фоне воздуха совершенно не различимы лучи солнечной короны.
На Луне же солнечная корона должна быть видна всегда, так как там нет освещенного Солнцем воздуха (28). Как заманчива эта обстановка для ученых, стремящихся проникнуть в тайны строения Солнца и процессов, в нем совершающихся!
Как обидно земным ученым сознавать, что благодетельная атмосфера, без которой, конечно, не могла бы существовать жизнь на Земле в современных видах, все же является огромной помехой в разрешении определенных научных задач!
Совершенно правильно называют воздух «врагом астрономов». Мы не говорим уже о том, что состояние воздуха часто делает наблюдения неба совершенно невозможными: например, если пасмурно или дождливо. В воздухе бывает много пыли, в нем постоянно происходит перемешивание различных его слоев, разные эти слои имеют разную плотность, - все это ведет к большим искажениям наблюдаемого, создает громадные помехи для точности и своевременности наблюдений.
Не тона Луне: воздуха нет, небо совершенно чисто, солнечная корона видна всегда; днем, как и ночью, ярко блещут звезды. Что это так, - легко представить, поняв причины исчезновения звезд с земного неба с рассветом: звезды перестают быть различимыми тогда, когда воздух освещается Солнцем. В светлом воздухе перестает быть видимым слабый свет очень удаленных звезд.
Земной обитатель, знакомый с звездным небом и перенесенный на Луну, не нашел бы во взаимном расположении звезд, в созвездиях, никакой разницы в сравнении с тем, что мы наблюдаем на Земле. Само по себе большое расстояние от Земли до Луны
является совершенно ничтожным в сравнении с невообразимо- огромными расстояниями до звезд. Видимое с Земли их расположение относительно друг друга не изменилось бы даже и при наблюдении звездного неба с Солнца или с самой далекой планеты нашего планетного мира - Плутона.
Но вид самих звезд был бы несколько иным: исчезло бы их чарующее мерцание, звезды потеряли бы свою лучистость, перестали бы искриться, - все они казались бы только яркими точками. Кстати говоря, звезды потому и кажутся мерцающими, что Землю окружает воздух. Воздух неспокоен: в нем происходят различные течения, перемешивания слоев различной плотности, что" связано с различной температурой воздуха в разных местах и различной его влажностью.
Наконец, звезд на Луне было бы видно гораздо больше, ибо видеть их с Земли нам во многих случаях очень мешает воздух. Мы всегда видели бы на Луне и те звезды, которые на Земле можно увидеть только в самые темные ночи при самом прозрачном состоянии воздуха и которые при мало-мальски освещенном небе, - благодаря, например, свету Луны, близящемуся рассвету и т. п.,- никак нельзя различить.
Кроме того, мы видели бы звезды и у самого горизонта. Обычно на Земле близко к горизонту видимость чрезвычайно ухудшается. В этом направлении мы смотрим через гораздо большую толщу воздуха, через те его слои, которые находятся близко к поверхности Земли. Эти слои менее прозрачны как вследствие своей увеличенной плотности, так и вследствие большего наполнения их пылью и влагой.
Итак, на Луне небо всегда должно быть одинаково безоблачное. Там никогда не бывает дождливой, пасмурной погоды. Да и вообще никакой погоды на Луне не бывает: погода - это прежде всего состояние воздуха, большая или меньшая его нагретость, влажность и т. п.
Нетрудно понять, что Земля, наблюдаемая с Луны, должна иметь фазу, прямо противоположную лунной в данный момент: если на Земле новолуние, то с Луны должно быть видно все освещенное Солнцем полушарие Земли в виде полного диска; если Луна видна в первой четверти, а, значит, выпуклость ее обращена к западу, вправо, то Земля должна иметь фазу последней четверти, то есть выпуклая сторона освещенной ее части обращена к востоку, влево.
Значит, находясь на Луне, мы могли бы проследить цикл фаз Земли - в том же порядке, в каком происходит постепенная смена фаз Луны. Мы вполне могли бы оперировать такими словами, как «полноземлие» или «новоземлие».
В момент, когда Земля находится между Солнцем и Луной, с Земли видна полная Луна, ибо вся обращенная к Земле ее половина освещена Солнцем. Земля в это время обращает к Луне свои не освещенные Солнцем части.
Земля, однако, и в это время полностью с неба Луны не пропадает: земной воздух, освещаемый Солнцем, находящимся сзади и, может быть, немного выше или ниже Земли, в виде тонкой светлой каемки должен выдавать присутствие Земли на небе Луны. При этом, если Земля находится на небе выше того места, где ярко сияет Солнце, должна быть ярче нижняя часть атмосферного ореола Земли, и наоборот. Значит, даже в момент математически точного «новоземлия» Земля с неба Луны вовсе не должна исчезать.
Мало этого. Ведь, в это время на Земле полнолуние. Значит, обращенная к Луне сторона Земли заливается довольно ярким светом Луны. Это освещение, несомненно, должно сделать заметной и всю Землю, в виде чуть-чуть освещенного диска. Во гсяком случае Землю можно было бы различить, загородив чем- нибудь Солнце и защитив глаза от ослепительного блеска освещаемых им деталей лунной поверхности.
Если бы вокруг Луны был воздух, слабое, в общем, сияние атмосферного ореола Земли и лунного света на Земле совершенно исчезло бы на светлом фоне неба, на фоне освещаемого Солнцем воздуха.
Да так у нас на Земле всегда и бывает. Мы не можем заметить Луну на небе тогда, когда она находится в той же стороне, где Солнце, хотя местоположение ее может быть указано астрономами с величайшей точностью. Только если в этот момент диск Луны проектируется как раз на диск Солнца, находящегося на продолжении прямой линии, соединяющей Луну и Землю, то есть когда происходит полное или частное затмение Солнца, Луна может быть видна как черный диск или часть диска.
Равным образом с Земли мы не можем днем обнаружить присутствие на небе темной Луны по эффекту покрытия ею тех или иных звезд: в это время не видны и звезды. На Луне же можно и при ярком блеске Солнца видеть, как те или иные звезды исчезают за диском Земли.
Исчезновение покрываемых Землей звезд должно происходить, конечно, не сразу. Благодаря тому, что Землю окружает воздух, сначала должна только ослабевать яркость звезды,оказывающейся возле слабо намечающегося диска Земли: мы смотрим теперь на нее через некоторую толщу воздуха. Бледнея все более, звезда, наконец, исчезает за диском Земли, и на довольно долгое время - в некоторых случаях часа на четыре.
Когда Луна у нас ярка, с Земли нельзя видеть покрытия звезд Луной. Благодаря сильной освещенности Луной земной атмосферы бледнеют даже яркие звезды. Небо в лунную ночь светлое, звезд видно мало, а вокруг Луны, в очень большом радиусе, не видно обычно ни одной звезды.
Небо же Луны всегда черно, хотя Земля и ярко светит; поэтому количество звезд нисколько не уменьшается и яркость их не ослабевает. Следовательно, с Луны можно гораздо чаще видеть покрытие звезд, чем это мы имеем возможность наблюдать у себя на Земле.
Чаще можно наблюдать это явление также и потому, что видимый с Луны диск Земли приблизительно в четыре раза превосходит диск Луны, видимой с Земли (29), Это объясняется тем, что действительный диаметр Земли вчетверо больше диаметра Луны, а расстояние одно и то же.
Каким же огромным диском должна рисоваться на небе Луны наша Земля! Видна ли она как серп, или половина диска, или как полный диск, - она должна представляться огромной в сравнении с Луной, видимой с Земли. Следовательно, и солнечного света, отражаемого Землей, на Луну падает гораздо больше, чем отражаемого Луной на Землю.
Количество света Луны, и тем более Земли, трудно поддается точному измерению. Однако для сравнения имеющиеся цифры более или менее достаточны.
Количество света, посылаемого полной Луной, приблизительно в полмиллиона раз меньше солнечного света: оно составляет от V375 оо А° 7в*оооо света Солнца. Это значит, что если бы все поднимающееся над нашими головами небо было покрыто полными Лунами, излучаемый ими свет все-таки был бы в пять раз слабее одного Солнца.
Кроме того мы знаем, что узкий серпик Луны светит приблизительно в тысячу раз, а Луна в четверти в девять раз слабее, чем полная Луна.
Земля на небе Луны должна светить, конечно, гораздо ярче. Количество ее света превышает количество лунного света на Земле от сорока до девяноста раз. А из этого следует, что в «полнозем- лие» ночи на Луне очень светлы.
Даже в очень светлую лунную ночь на Земле мы должны пользоваться искусственным светом, для того чтобы, например, читать. Между тем на Луне, когда светит полная Земля, можно было бы свободно читать даже мелкий шрифт.
Всякий скажет, глядя на Луну, что свет ее несколько желтоват. Это объясняется, во-первых, тем, что свет нашего Солнца также несколько желтоват, а во- вторых, как об этом далее будет детально сказано, и сама почва Луны имеет коричневатый оттенок. Исследования света Луны через специальные фильтры и фотографическим путем также показывают,что свет Луны именно желтоват. Что же касается света Земли, то он должен иметь приятный голубоватый оттенок. Этот оттенок приобретается потому, что некоторая часть красных и оранжевых лучей солнечного света поглощается земной атмосферой, отражаются же главным образом голубые и синие лучи.
Яркость земного света объясняется не только большими размерами Земли: сильному отражению ею света помогают облака и покрытые снегом области. Кроме того, воздух, светлые пески, зрелые посевы или пожелтевшая трава отражают света также больше, чем поверхность Луны.
Оказывается, что в общем Земля способна отражать солнечный свет сильнее, чем Луна, приблизительно в семь раз: тогда как Луна отражает только около семи процентов падающих на нее солнечных лучей, а остальные поглощает, - Земля отражает 45-46%.
Силу света Земли, когда она освещает Луну, мы легко можем представить себе, наблюдая явление так называемого пепельного света на Луне.
Иногда можно видеть, что рядом с узким серпом «молодой» или убывающей Луны выступает в гораздо более слабом свете и вся остальная часть лунного диска (30). У Леонардо да- Винчи имеется по этому поводу такая образная запись: «Старая Луна находится в объятиях молодого месяца». Нежный этот свет сравнили со светом, испускаемым догоревшим, но еще тлеющим костром, угли которого уже покрылись легким пеплом (отсюда и название «пепельный свет»).
Это-свет Земли, освещающей в этот момент Луну. Если бы не земной воздух, мы, как уже было сказано, видели бы этот свет на Луне и в момент новолуния. Но воздух мешает видеть слабо освещенные Землей части Луны. Только когда серп Луны находится высоко над горизонтом, а воздух чист и прозрачен, бывает виден пепельный свет Луны. Наиболее благоприятны эти условия ранней весной.
Замечено, что интенсивность пепельного света увеличивается и уменьшается в зависимости от того, какое полушарие Земли посылает свой свет на Луну. Это объясняется разной отражательной способностью материков и океанов. А суша и моря на Земле распределены далеко не равномерно.
Благодаря суточному вращению Земля обращается к Луне разными своими сторонами; поэтому мы видим перемещение Луны вместе со всем звездным небом от востока к западу. На Земле мы замечаем также - и действительное движение среди звезд Луны, движущейся вокруг Земли. Что же мы наблюдали бы на Луне?
Мы видели бы, что и Земля день за днем и час за часом меняет свое положение среди звезд. Нам казалось бы, что звездное небо медленно проплывает в сторону; одни звезды при этом заходили бы, другие восходили бы им на смену.
Но относительно лунного горизонта Земля оставалась бы на одном месте. Суточного движения, то есть регулярного восхода и захода, Земля на небе Луны совсем не имеет, ибо Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной.
Следовательно, в зависимости от места нашего нахождения на Луне, и при том только в одном ее полушарии, мы видели бы Землю всегда в одной и той же точке неба: или в зените, или, допустим, низко над горизонтом. И это положение Земли почти не менялось бы.
Мы говорим почти, имея в виду либрацию. Вследствие либрации, то есть некоторого покачивания Луны в разные стороны, Земля медленно смещалась бы в разные стороны, тоже как бы покачиваясь на небе.
Чрезвычайно любопытные картины увидели бы те, кто занимал бы наблюдательные пункты близко от границ обращенной к Земле поверхности Луны. Вследствие либрации в некоторых из таких мест Земля иногда только чуть-чуть приподнимается из-за горизонта, а затем вновь скрывается.
Для лунных наблюдателей загадка покачивания Земли на небе и видимого перемещения звезд относительно почти неподвижной Земли была бы чрезвычайно сложна. Какому-нибудь «лунному
Копернику» было бы гораздо труднее разгадать, что в действительности происходит с небесными светилами.
Можно ли с Луны заметить суточное вращение Земли? Конечно, можно, но весьма неясно.
Обращаясь к этому вопросу, мы отметим одну ошибку, которую часто допускают, рисуя Землю на небе Луны. На диске Земли в этом случае принято изображать особенности всякого земного глобуса, то есть очертания материков, морей и океанов.
Это совершенно неверное изображение. Различить с достаточной ясностью такие подробности на поверхности Земли не допустила бы земная атмосфера. Облака в виде полос и пятен должны покрывать значительную часть диска Земли (до половины); вспомним далее о так называемой дымке, скрывающей от нас горизонт и вообще далекие предметы. Воздух, как кажется, очень прозрачен. И все-таки наличие в4 нем водяных паров и пыли, а главным образом свойство воздуха рассеивать лучи света, - все это решительно воспрепятствовало бы наблюдателю на Луне сколько-нибудь ясно различить те или иные детали поверхности Земли.
Чрезвычайная яркость Земли сама по себе сильно мешала бы наблюдению. У краев диск Земли был бы совершенно размыт и неясен; огромные пространства, занятые облаками, вовсе не
давали бы нам возможности даже смутно наметить знакомые очертания земных материков и морей; границы морей и суши, покрытой лесом или лугами, были бы вовсе неразличимы. Может быть, удавалось бы различить некоторую очень неясную разницу в окраске отдельных мест поверхности Земли, - выделялись бы увеличенной яркостью области, покрытые снегом. Возможно, что в прорывах облаков иногда удавалось бы различить очень яркую и отчетливую блестку на диске Земли - отражение Солнца гладью морских просторов, - если бы, однако, море было в этот момент и в данном месте совершенно спокойное; Солнце заметно отражалось бы от океанов и морей колеблющимся блеском.