Почему Луна светится: разгадка небесного обмана.
Вчера вечером мой племянник-дошкольник, уткнув нос в оконное стекло, вдруг спросил: "Дядя, а Луна – это большая лампочка на небе? Почему она горит?" Его вопрос мгновенно перенес меня в собственное детство. Я тоже стоял так, задрав голову, и получал в ответ что-то вроде: "Это такой небесный фонарик". А в голове рождались картинки космического сторожа, включающего гигантский светильник на ночь. Смешно? Зато как ярко!
Повзрослев и связав жизнь с астрономией, я узнал правду. Она оказалась куда увлекательнее любой сказки. Луна вовсе не источник света. Она – огромное, причем весьма неказистое, зеркало, висящее в бездне космоса. И в этом простом факте – ключ к пониманию удивительного балета, который исполняют Солнце, Земля и наш спутник. Давайте вместе разберемся, как же работает этот небесный "светильник".
Космическое зеркало с характером (и пылью!)
Представьте себе старое зеркало на даче у бабушки – потемневшее, с потертостями, местами покрытое пылью. Смотришься в него – образ мутный, размытый. Вот почти точная аналогия для Луны!
Солнечный свет мчится к ней чуть больше секунды. Ударяется о поверхность… и лишь малая толика его возвращается обратно, к нам. Видите ли, лунный грунт, этот уникальный реголит, – настоящий чемпион по "темноте". Он отражает жалкие семь процентов падающего на него света!
Чтобы было понятнее: свежевыпавший снег отражает почти весь свет, как идеальное зеркало. Белая простыня на солнце – тоже около 90%. А Луна? Она по отражающей способности ближе к... куску темного угля! Помню, как на практикуме в обсерватории мы сравнивали: осветили в темноте уголек и лунный метеорит. Уголек даже выигрывал!
Этот эксперимент открыл мне глаза: если бы Луна была хорошим отражателем, наши ночи были бы ослепительно яркими, почти как день. Спасибо ее "пыльной" натуре за мягкий, таинственный свет!
Но почему же мы видим не просто тусклую точку, а целый светящийся диск? Все дело в удивительной шероховатости лунной поверхности. Миллиарды лет ее буквально "пескоструили" микрометеориты и космическая пыль, превратив в гигантскую космическую наждачку. Когда солнечный луч падает на такую неровность, он не отражается четко, как от стекла, а рассеивается во все стороны. Именно это рассеяние и создает то самое равномерное, мягкое сияние, которое заливает наши ночные пейзажи. Не зеркало, а рассеиватель!
Лунный спектакль: почему она то круглая, то "надкушенная"?
В детстве я свято верил, что кто-то (возможно, тот же космический сторож) периодически откусывает кусочки Луны, как пряник. Наивно? Зато логично для детского ума! Правда, как часто бывает, оказалась сложнее и изящнее.
Ключ к разгадке лунных фаз – в положении трех участников космического танца: Солнца, Земли и самой Луны. Однажды, объясняя это студентам на вечерних наблюдениях, я взял обычный апельсин (теннисный мячик был в ремонте) и мощный фонарик. Встал спиной к "Солнцу" – апельсин освещен полностью. Повернулся боком – видна лишь освещенная половинка. Развернулся лицом к фонарику – апельсин почти исчез в моей собственной тени. Восторг в глазах студентов был лучшей наградой!
Точно так же "танцует" и Луна. Когда она оказывается *напротив* Солнца (относительно нас), мы видим ее полную, освещенную сторону – это полнолуние, время романтиков и поэтов. Когда Луна встает *между* Землей и Солнцем, к нам повернута ее неосвещенная половина – это новолуние, она скрыта в солнечных лучах. А изящный серп – это момент, когда солнечный свет лишь скользит по краю лунного диска, подсвечивая тонкую полоску. Этот вечный, размеренный хоровод длится миллиарды лет. Каждую ночь – новая картина, бесплатный спектакль, доступный любому, кто поднимет глаза к небу.
Дневная Луна: почему мы ее часто не замечаем?
"А разве Луна не должна светить только ночью?" – частый вопрос от посетителей планетария. Увидев бледный лунный серп в голубом небе среди дня, многие искренне удивляются. На самом деле, Луна проводит на небосводе примерно половину светлого времени суток. Просто днем она – скромная актриса на ярко освещенной сцене.
Все дело в нашем дневном небе. Солнечный свет, рассеиваясь в земной атмосфере, создает мощный голубой фон. На этом ослепительном "экране" гораздо более слабый отраженный свет Луны просто теряется. Это как пытаться разглядеть свет карманного фонарика под полуденным солнцем – технически он есть, но заметить его почти невозможно.
Но стоит Солнцу скрыться за горизонтом, как волшебство начинается! Небо постепенно темнеет, и Луна, ничуть не изменив своей яркости, выходит на первый план. Исчезает ее главный "конкурент" – рассеянный солнечный свет.
Особенно завораживающе это выглядит на восходе или закате Луны, когда она висит низко над горизонтом. Ее свету приходится пробиваться через гораздо более толстый слой атмосферы. Эта атмосфера работает как гигантский фильтр: синие лучи рассеиваются сильнее, а до нас доходят в основном теплые – красные и оранжевые. Поэтому восходящая или заходящая Луна часто кажется такой большой, медной, даже таинственной. Помню, как однажды наблюдал такое зрелище над озером – отражение казалось дорожкой из расплавленной меди. Мурашки по коже!
Трое в вечном балете: итог размышлений.
Годы наблюдений, лекций и просто любования ночным светилом привели меня к простому, но глубокому выводу: лунный свет – это результат безупречного космического сотрудничества. Солнце – щедрый источник, неустанно излучающий энергию во все стороны. Луна – скромный, пыльный отражатель, подставляющий Солнцу свой бок. Земля – благодарный зритель, чья атмосфера иногда добавляет в этот свет свои неповторимые оттенки.
Убери любого участника этого трио – и волшебство исчезнет. Не стало бы лунных дорожек на воде, серебристых лужаек, таинственных теней в ночном лесу. Не было бы того вдохновения, которое веками черпали в лунном свете художники, музыканты, влюбленные.
Теперь, глядя на Луну, я вижу не просто светящийся диск. Я вижу историю. Историю луча, родившегося в ядерном горниле Солнца, преодолевшего миллионы километров пустоты, коснувшегося древней, покрытой пылью поверхности нашего вечного спутника и нашедшего путь назад, к нам. Этот свет – весточка о неразрывной связи всего в нашей Солнечной системе.
И теперь, когда мой племянник или любой другой маленький "почемучка" спрашивает меня, почему светит Луна, я рассказываю им эту историю. Историю о космическом зеркале, солнечном даре и нашей прекрасной планете. Потому что настоящая наука, оказывается, может быть волшебнее самой красивой сказки. Нужно лишь уметь ее рассказать.