Почему новолуние не совпадает с солнечным затмением?

Кратко: поскольку орбита Луны «качается» вверх и вниз, она не всегда находится в плоскости земной орбиты вокруг Солнца.

Есть 2D-плоскость, которую вы можете сформировать из эллипса земной орбиты и солнца. Эта плоскость известна как эклиптика . Орбита Луны не всегда точно совпадает с эклиптикой; см. эту (слегка усложненную) картинку из Википедии:

Итак, у Луны есть собственная орбитальная плоскость, отдельная от эклиптики. Эта орбитальная плоскость «качается» вокруг — есть две точки лунной орбитальной плоскости, пересекающие эклиптику, известные как «узлы», и эти узлы периодически вращаются вокруг Земли. Луна пройдет прямо перед солнцем и вызовет затмение только тогда, когда один из двух узлов находится на линии взгляда на солнце и прямо в плоскости эклиптики (отсюда и название «эклиптика»).

Орбита Луны наклонена по отношению к орбите Земли. Другими словами, если вы представите модели Солнца, Земли и Луны, сидящие на столе, Солнце будет сидеть примерно неподвижно, а Земля может скользить по столу, в то время как Луна будет вращаться вокруг Земли, подпрыгивая со стола и погружаясь обратно в него. (Раньше я проводил эту демонстрацию в своих астрономических лабораториях.)

Новолуние происходит всякий раз, когда Луна находится просто на той же стороне Земли, что и Солнце, но она может быть или не быть на одном уровне с Солнцем. В этом случае у вас не было бы затмения. Однако если бы Луна оказалась в середине своего движения вверх и вниз в то же время, когда она пересекла солнечную сторону Земли, то вы могли бы получить затмение, если бы выравнивание было достаточно точным.

По сути, новолуние — это когда Солнце и Луна смутно движутся в одном и том же направлении, а затмение происходит, когда они находятся почти в одном направлении. Для полного затмения выравнивание должно быть почти идеальным.

РЕДАКТИРОВАТЬ: лучшее изображение, которое я смог найти, показывающее Луну вне плоскости орбиты Земли - http://www.phys.ufl.edu/demo/1_Mechanics/L_Gravity/SunEarthMoon.html .

Новолуние — это период его фазы вращения, и оно представляет свою «темную сторону» Земле. Глядя на него в ночное время, вы просто увидите пустоту. Он будет загораживать звезды во время своего перехода по небу. Лунное затмение произойдет, когда Луна окажется прямо напротив Земли, а Солнце будет расположено прямо на другой стороне Земли, представляя себя полной Луной. Было именно такое затмение, но его было видно только из Южной Африки. Луна проходит через «фазы» в течение 28 дней. «Новолуние» может быть тем местом, где можно считать начало «цикла/периода». Затем он начинает «воск», начиная показывать «частичный» вид своей поверхности, освещенной солнцем. Это будет полумесяц.Полная Луна. Как только появляется полная луна, начинается фаза «убывания». Он снова медленно движется к полумесяцу, продолжая свой период вращения, пока снова не станет Новолунием.

В вашем вопросе делается невысказанное предположение: все три тела всегда находятся в одной плоскости. На самом деле, если бы это было правдой, каждое новолуние происходило бы солнечное затмение. Значит, ваше пространственное воображение работает вполне корректно!

Однако невысказанное предположение не выполняется. Плоскость орбиты Земли вокруг Солнца (эклиптики) не совпадает с плоскостью орбиты Луны вокруг Земли. А теперь давайте снова проверим ваше пространственное воображение: что такое пересечение эклиптики с наклонной плоскостью лунной орбиты? Правильно, прямая линия, с Землей в качестве общей точки обеих плоскостей. А если вы спросите, "что такое пересечение эклиптики с орбитой Луны (почти эллипсис)?" ответ таков: всего два очка. Эти точки называются узлами .

По сложным причинам эти узлы не являются стационарными, а перемещаются во времени внутри эклиптики, вокруг Земли. Теперь снова представьте себе, что происходит, когда узел перемещается между Солнцем и Землей , а Луна оказывается в этом узле на своей орбите в то же время: верно, солнечное затмение. Вуаля!

Другой узел, продолжающий линию от Солнца до Земли, отвечает за лунные затмения . Поскольку оба узла противоположны и медленно движутся вокруг Земли, солнечные и лунные затмения часто предшествуют или следуют друг за другом в течение двух недель, которые проходят Луна от одного узла до другого.

- Это происходит из-за наклона орбиты Луны вокруг Земли относительно плоскости земной орбиты (эклиптики).

• Солнечные и лунные затмения происходят только в сезон затмений, когда плоскость орбиты Земли вокруг Солнца пересекается с плоскостью орбиты Луны вокруг Земли.
• Если бы орбита Земли вокруг Солнца и орбита Луны вокруг Земли находились в одной плоскости, то лунное затмение происходило бы каждое полнолуние, а солнечное затмение — каждое новолуние.