Изложение системы мира

Объяснение лунных фаз приводит к истолкованию затмений — предмета ужаса в непросвещённые века и любопытства народов всех времён. Луна может затмеваться только тогда, когда непрозрачное тело лишает её солнечного света, и очевидно, что это тело — Земля, поскольку затмения Луны происходят только во время её противостояний, т.е. тогда, когда Земля находится между Луной и Солнцем. Земной шар отбрасывает позади себя относительно Солнца конус тени, ось которого совпадает с прямой, соединяющей центры Солнца и Земли; он кончается в точке, в которой видимые диаметры этих двух тел были бы одинаковы. Эти диаметры, видимые из центра Луны во время её противостояния ‘ и на среднем расстоянии, приблизительно равны 5920^сс [1918"] у Солнца и 21322^сс [6908"] — у Земли. Таким образом, длина конуса земной тени, по крайней мере, в три с половиной раза больше, чем расстояние от Луны до Земли, а его ширина в точках, где он пересекается Луной, близка к восьми третям лунного диаметра. Поэтому если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью эклиптики, Луна затмевалась бы при каждом противостоянии с Солнцем. Но вследствие наклона этих плоскостей во время противостояний Луна часто оказывается приподнятой выше или опущенной ниже конуса земной тени и попадает в него только тогда, когда она близка к узлам своей орбиты. Если весь её диск погружается в земную тень — затмение Луны полное. Оно называется частным, если этот диск заходит в тень только своей частью, и можно понять, что степень близости Луны к узлам своей орбиты во время противостояний даёт всё разнообразие вида наблюдаемых затмений.

Каждая точка Луны перед своим затмением последовательно теряет свет от разных частей солнечного диска. Поэтому её яркость уменьшается постепенно и исчезает в момент попадания в земную тень. Пространство, в котором происходит это уменьшение яркости, названо полутенью, и ширина его равна диаметру Солнца, видимому из центра Земли.

Средняя продолжительность обращения Солнца относительно узла лунной орбиты равна 346.^d619851. Она относится к синодическому периоду обращения Луны почти в точности, как 223 к 19. Таким образом, по истечении периода в 223 лунных месяца Луна и Солнце вновь оказываются в таком же положении относительно узла лунной орбиты. Поэтому и затмения должны повторяться почти в таком же порядке. Это даёт простой способ их предсказания, который использовали древние астрономы. Однако неравенства в движениях Солнца и Луны должны производить ощутимые изменения. Кроме того, возвращение этих двух светил к начальному положению по отношению к узлу в интервале 223 месяцев происходит не точно. Из-за этого отклонения со временем изменяется порядок затмений, наблюдаемых в одном из таких периодов.

Круглая форма земной тени при лунных затмениях привела первых астрономов к мысли о почти сферической фигуре Земли. В дальнейшем мы увидим, что усовершенствованная теория Луны дала, может быть, самый точный способ определения сжатия Земли.

Соединения Солнца и Луны, когда она располагается между Солнцем и Землёй и закрывает от нас солнечный свет, доставляют единственную возможность наблюдать солнечные затмения. Хотя Луна несравненно меньше Солнца, она находится достаточно близко от Земли, чтобы её видимый диаметр мало отличался от солнечного. Вследствие изменения этих диаметров случается даже, что они попеременно превосходят один другого. Представим себе, что центры Солнца и Луны находятся на одной прямой с глазом наблюдателя и он видит затмение Солнца. Если видимый диаметр Луны превосходит солнечный, затмение будет полным, но если он меньше солнечного, наблюдатель увидит светящееся кольцо, образованное той частью Солнца, которая не перекрывается диском Луны, и в этом случае затмение будет кольцеобразным. Если, наконец, центр Луны не находится на прямой, соединяющей глаз наблюдателя и центр Солнца, Луна сможет затмить только часть солнечного диска, и затмение будет частным. Итак, вариации расстояний Солнца и Луны от центра Земли и расстояний Луны от узлов её орбиты в момент соединений приводят к очень большому разнообразию солнечных затмений. К этому прибавляется ещё возвышение Луны над горизонтом, которое изменяет её видимый диаметр и вследствие влияния лунного параллакса может увеличить или уменьшить видимое расстояние центров Солнца и Луны так, что один из двух удалённых друг от друга наблюдателей может видеть солнечное затмение, которое не увидит другой. В этом солнечные затмения отличаются от лунных, которые одинаковы для всех точек Земли, где это светило находится над горизонтом.