Réflexions sur la beauté du mouvement planétaire

Pourquoi la vue de la lune attire-t-elle nos yeux et notre silence? Qu'y a-t-il dans les planètes, ces points inhabituellement brillants du monde se déplaçant parmi les étoiles qui nous semblent instinctivement si beaux? Peut-être nous font-ils rêver de lieux lointains et inaccessibles? Peut-être le fait qu'ils servent de balises dans la nuit, des langues naturelles de bougies, nous permettent de repousser la peur et de nous donner de l'espoir dans l'obscurité? Ou peut-être semblent-ils flotter dans l'air - et nous aimons des choses comme les feuilles d'automne, les boules, les nuages ​​ou les oiseaux - suspendus dans l'air, comme s'ils niaient la force de gravité qui nous retient sur Terre?

Cette dernière pensée contient une ironie intéressante, car en fait les planètes et la lune, voyageant au-dessus de nos têtes, obéissent aux lois de la gravité.

De temps en temps, il arrive que notre satellite naturel, lors de son voyage mensuel autour de la Terre, passe près de trois planètes lumineuses dans le ciel, créant une vue magnifique. Naturellement, la lune ne passe pas du tout physiquement près de ces planètes, tout comme votre paume tendue couvrant la lune ne passe pas près de la lune. Tout est question de perspective - ou de géométrie, de jeu de lumière et d'élégante chorégraphie de notre système solaire. Mais cette perspective est si facile à ne pas ressentir. Nos yeux sont incapables de percevoir la profondeur pour les objets qui sont si éloignés, alors notre cerveau forme une image bidimensionnelle à partir des trois dimensions de l'Univers et projette la Lune, les planètes, les étoiles, très éloignées les unes des autres, sur un écran noir psychologiquement plat du ciel nocturne. Vous devez beaucoup forcer votre cerveau pour tout voir tel qu'il est réellement, et non tel qu'il semble. Et ce fait mérite également d'être pris en considération.

Une fois toutes les deux semaines, les spectateurs du ciel nocturne verront une lune fragile qui ressemble à la pointe d'un ongle - aussi mince que si elle était prête à se briser au toucher. Cela se produit deux fois en quatre semaines, une immédiatement avant le lever du soleil, puis deux jours plus tard, immédiatement après le coucher du soleil. Pourquoi? Géométrie simple et lumière réfléchie. [Les dates et événements indiqués sont caractéristiques des observateurs situés à la latitude du continent américain / env. perev.]

La lune et les planètes ne brillent pas seules; ils reflètent simplement la lumière du soleil. Ce que nous voyons, leur luminosité - tout cela est déterminé par la quantité de lumière solaire qu'ils reflètent dans notre direction. Et cette quantité est aussi une question de géométrie simple, une conséquence de la position de la lune et des planètes par rapport au soleil et à la terre. Si vous y réfléchissez et que vous vous armez d'un petit télescope, vous pouvez même, à votre entière satisfaction, découvrir que les connaissances que vous avez reçues à l'école sont vraies: la Lune se déplace en orbite autour de la Terre, et les planètes autour du Soleil, et deux d'entre elles sont plus proches de lui que la Terre, et le reste - plus loin.

Pour s'assurer que la lune se déplace autour de la terre et qu'aucun télescope n'est nécessaire; il vous suffit de regarder de plus près quelques faits déjà connus que vous n'avez peut-être pas juxtaposés. Nous connaissons tous les «phases» de la lune - périodes pendant les quatre semaines du cycle lunaire, quand elle est pleine, à moitié ou apparaît sous la forme d'une faucille. Mais avez-vous remarqué que ces phases suivent une séquence très claire et simple? Le croissant de lune est toujours visible immédiatement après le coucher du soleil ou avant le lever du soleil; une telle nuit, la lune n'est visible que pendant une heure ou deux. La moitié de la lune est au-dessus de votre tête, au coucher ou au lever du soleil, et est visible à minuit. La pleine lune est visible toute la nuit, se lève au coucher du soleil, se couche au lever du soleil et est au-dessus de la tête à minuit.


Les phases de la lune proviennent du chevauchement de la moitié de la lune face au soleil (éclairée par la lumière et marquée d'une couleur plus claire) et de la moitié de la lune face à la terre (la partie que nous pouvons voir est à l'est des lignes rouges). Lorsque la Lune est approximativement entre la Terre et le Soleil, vous pouvez voir une très petite partie de la moitié illuminée de la Lune, et la Lune ressemble à une faucille; lorsque la Terre se situe approximativement entre la Lune et le Soleil, les parties en surbrillance et visibles coïncident et la Lune est pleine. Dans la fig. les distances ne sont pas à l'échelle.

Avez-vous remarqué que la partie éclairée de la lune est toujours du côté le plus proche du soleil? Si c'est le soir et que la lune est visible, alors la partie éclairée de la lune regarde toujours vers l'ouest (vers l'horizon où la lune se couche), et si la lune est visible après minuit, sa partie illuminée regarde toujours vers l'est (lorsque la lune se lève).

La taille apparente de la lune dans le ciel ne change jamais vraiment (à l'exception de l'illusion d'optique, lorsqu'elle s'approche de l'horizon et semble plus grande - si vous prenez une photo, vous verrez qu'en fait elle n'est pas plus grande). Les points supérieur et inférieur du croissant de lune sont séparés l'un de l'autre par la même distance que le haut et le bas de la pleine lune. Cela peut également être confirmé si vous avez la chance de voir le beau phénomène de la "lumière de cendre de la lune", qui est plus facile à voir avant que la lune ne devienne trop brillante - elle se produit quelques jours après le croissant de lune. La lumière des cendres est la lumière réfléchie par la partie éclairée de la Terre, qui atteint la partie non éclairée de la Lune, puis retourne aux parties sombres de la Terre où vous pouvez en profiter - la faible lueur de la partie sombre de la Lune, qui montre que le croissant de lune est toujours une sphère , et de la même taille que la pleine lune.



De tels phénomènes peuvent indiquer que la distance de la lune à la terre ne change jamais vraiment; et que pendant la pleine lune, la Terre est entre la Lune et le Soleil, et quand la Lune a la forme d'une faucille, elle est entre la Terre et le Soleil. Cela signifie que la lune tourne autour de la terre à une distance presque constante de la terre avec un cycle d'environ quatre semaines. Et le fait que la bande étroite de la partie éclairée de la lune a la forme d'une faucille confirme la sphéricité de la lune.

Contrairement à ce système, le comportement de Vénus et de Mercure dans le ciel semble d'abord assez étrange. Ils ne sont jamais directement au-dessus de la tête; et généralement, à minuit, aucun d'eux ne sera visible dans le ciel.

Avez-vous vu Mercure ? À moins que vous ne le cherchiez exprès, alors probablement pas. Pour voir Mercure, vous devez le regarder soit immédiatement après le coucher du soleil, soit peu de temps avant le lever du soleil - mais pas le même jour, ni même le même mois. Par exemple, le 22 février [date peu de temps après la publication de l'article original / env. transl.], si vous regardez peu de temps après le coucher du soleil, pas plus de 30 minutes après, avec un horizon clair, sans arbres ni bâtiments l'obscurcissant, des nuages ​​ou des montagnes à l'ouest, vous trouverez un petit faisceau lumineux à la distance de plusieurs tailles visibles de la lune à gauche de la lune qui se couche point seul. C'est Mercure - et il ressemble vraiment au mercure [Mercure - Mercure, mercure - mercure, mercure - vivant, en mouvement / env. transl.], car il est assez peu visible au crépuscule, et entre très vite.


Mercure et Vénus, dont les orbites sont plus proches du Soleil que l'orbite de la Terre, ne peuvent pas apparaître la nuit au-dessus de leurs têtes; ils se couchent peu après le soleil ou se lèvent peu de temps avant. L'angle entre eux et l'horizon au coucher ou au lever du soleil n'est pas supérieur à celui indiqué sur la figure (pas à l'échelle). À la position la plus élevée, Vénus sera beaucoup plus élevée que Mercure, ce qui indique que ce dernier est plus proche du Soleil. Les distances et les angles sont approximatifs; les tailles des planètes et du Soleil ne sont pas à l'échelle.

Pourquoi Mercure est-il si difficile à voir? Son orbite autour du Soleil est beaucoup plus proche du Soleil que l'orbite de la Terre, donc il ne va jamais loin du Soleil dans le ciel, et doit soit aller juste après lui, soit se tenir juste devant lui. Dans son orbite, il (comme la Terre), de notre point de vue, se déplace de telle manière qu'il laisse derrière lui le Soleil (où nous ne le verrons pas en principe) de ce côté visible dans le ciel du soir au coucher du soleil; puis il passe entre le Soleil et la Terre (et à cause de la luminosité du Soleil il ne peut pas être vu), puis apparaît dans le ciel du matin, mais pas loin du Soleil, puis il recule à nouveau derrière lui et le cycle se répète à nouveau.

Vénus est plus facile à voir pour plusieurs raisons. Premièrement, il est plus grand que Mercure, de taille comparable à la Terre. Deuxièmement, si Mercure est grisâtre, Vénus est d'un blanc brillant; son atmosphère (avec l'effet monstrueux des gaz à effet de serre, maintenant sa température plus élevée que dans le poêle), couverte de nuages ​​blancs tout le temps, a une surface bien réfléchissante. Troisièmement, son orbite est plus éloignée du Soleil que l'orbite de Mercure, et cela a deux conséquences: Vénus se rapproche plus de la Terre que Mercure, ce qui la fait paraître plus grande et plus lumineuse, et s'élève plus haut dans le ciel que Mercure, qui signifie que parfois, il peut être observé pendant plusieurs heures d'affilée après le coucher du soleil ou avant le lever du soleil (bien que pour les mêmes raisons que Mercure, pas en même temps). Grâce à cela, il peut être observé sans trop d'effort. Et, inévitablement, chaque fois que ce point lumineux devient visible, des appels sont reçus par la police se plaignant d'OVNIS - à un objet volant non identifié étonnamment brillant, également connu sous le nom de Vénus.

L'argument décisif en faveur du fait que Vénus et Mercure se déplacent sur des orbites autour du Soleil, et non de la Terre, est que, comme la Lune, elles ont leurs phases - mais avec des différences clés. En passant par les phases, ils changent de taille, contrairement à la Lune, et les plus brillants ils ne sont pas en pleine phase, comme la Lune, mais dans la phase de la faucille large. Ce qui se passe: la première Vénus apparaît dans le ciel du soir, sombre, mais complètement illuminée. Puis, dans les semaines suivantes, elle s'élève haut dans le ciel du soir, devient plus grande, plus lumineuse, mais pas complètement éclairée. Ensuite, il commence à aller le soir à l'horizon, mais devient plus lumineux et plus grand, se rapprochant de la forme de la faucille, puis, avec une faucille mince, mais de grand diamètre, il disparaît au crépuscule après le coucher du soleil.



Ensuite, il apparaît quelques jours plus tard dans le crépuscule avant le lever du soleil sous la forme d'une faucille mince, et la deuxième moitié du cycle se produit, lorsqu'elle est visible tôt le matin, dans l'ordre inverse des célébrations du soir.


Une planète dont l'orbite est plus petite que la Terre a des phases similaires à celles de la Lune, mais croît et se contracte pendant son mouvement sur l'orbite en raison d'un changement de la distance à la Terre. La partie de la planète visible depuis la Terre se trouve à gauche des lignes pointillées; la partie éclairée est représentée en jaune.

Malheureusement, cela ne peut plus être confirmé à l'œil nu - et c'est probablement ce qui a retardé la reconnaissance du fait que Vénus se déplace en orbite autour du Soleil depuis des milliers d'années. Seul le télescope Galileo, il y a près de 400 ans, a découvert les phases de Vénus décrites ci-dessus.


Extrait du cahier de Galileo

Pour ce faire, vous avez besoin d'un très petit télescope, qui peut grossir des objets au moins 20 fois, ou même avec des jumelles (si vous avez une bonne vue, le ciel est clair et vous pouvez attendre patiemment que vos yeux s'habituent à l'obscurité.


Photos de Vénus

Le 21 février, Vénus sera au milieu de la soirée du cycle. Il sera illuminé plus de la moitié, sa taille augmentera, le soleil l'éclairera moins, et il grimpera de plus en plus par rapport à l'horizon du soir - cette vue est intéressante en soi, et deviendra encore plus intéressante au cours des prochains mois. Si vous la suivez de semaine en semaine, vous verrez comment Vénus atteint son point culminant par rapport à l'horizon dans environ un mois, puis elle se retournera et s'approchera du Soleil de notre point de vue. 5-6 juillet [2012] Vénus passera devant le disque du Soleil.

Le 25 février, la Lune sera située près de Vénus. Cette semaine, ce sera le spectacle le plus intéressant. Lorsque vous voyez ces deux ballons lumineux dans le ciel, la femme de la Terre et sa sœur, pensez à ce que votre cerveau ne veut pas vous dire. Malgré la taille apparente de la Lune et le fait que Vénus semble être un petit point, cette planète est en fait cinq fois la taille de la Lune (approximativement égale à la Terre), et elle semble plus petite et plus sombre seulement parce qu'elle est maintenant 400 fois plus éloignée.

Pensez à cette dernière chose. La lumière de la lune vient du soleil (et cela prend environ 8,5 minutes, cette distance est si grande), elle est réfléchie par la lune et vient sur la terre (cela prend environ 1,5 seconde), tandis que la lumière de Vénus doit passer du soleil (près de six minutes), rebondissez sur Vénus et marchez encore huit minutes [sur l'emplacement des planètes en février 2012] jusqu'à la Terre. C'est comme un retard d'écho; lorsque vous entendez le tonnerre d'un coup de foudre dans les montagnes, vous pouvez d'abord l'entendre directement, puis à nouveau lorsque le son se reflète du sommet éloigné. Si quelqu'un pouvait éteindre le Soleil, vous verriez la Lune s'éteindre après huit minutes, et Vénus brillerait encore six minutes en plus.



Et Jupiter? La plus grande planète du système solaire continuera de briller pendant encore une heure! C'est combien il faut pour que la lumière du soleil atteigne d'abord Jupiter (elle est environ cinq fois plus éloignée du Soleil que la Terre), puis réfléchie et atteigne la Terre (en février 2012, cette distance est cinq fois plus grande que de la Terre à Vénus) .

Fin février, Jupiter s'élèvera dans le ciel au-dessus de Vénus, et sera proche du zénith. Le 26 février, la Lune passera à côté d'eux. Jupiter est beaucoup plus grand que la Terre ou Vénus - environ 10 fois plus grand en rayon - donc, avec un télescope ou de bonnes jumelles (dans celui où il est clair que Jupiter n'est pas un point, mais un disque), il aura l'air deux fois plus grand que Vénus, malgré ce qui est 10 fois plus loin. Et pourtant, même s'il a l'air plus gros, il semble plus sombre que Vénus. Pourquoi? Plus le Soleil est éloigné, plus sa lumière est diffusée, de sorte que le Soleil sur Jupiter apparaîtra plus sombre et plus petit que sur Terre, et sur Vénus, le Soleil paraîtra plus grand et plus lumineux. Cela signifie que moins de lumière est réfléchie par la surface de Jupiter. Mais ne laissez pas votre esprit se tromper lorsque vous voyez Jupiter le 26 février petit et sombre par rapport à la Lune. N'oubliez pas qu'à l'intérieur de cette géante gazeuse, la Terre peut s'adapter mille fois.

Le fait que Jupiter se déplace autour du Soleil et que la distance qui le sépare du Soleil est beaucoup plus grande que celle de la Terre, encore une fois, vous pouvez le vérifier avec un petit télescope ou même des jumelles. Contrairement à Vénus et à la Lune, Jupiter n'a essentiellement pas de phases; il est toujours presque complètement illuminé par le Soleil de notre point de vue. La même chose s'applique à Saturne (ainsi qu'à Uranus et Neptune, que vous ne pouvez voir qu'avec des jumelles ou un télescope), et, dans une moindre mesure, à Mars. Toutes ces planètes, contrairement à Vénus et Mercure, peuvent être vues à minuit, et c'est durant ces nuits qu'elles ont l'air les plus grandes et les plus brillantes. Ils sont les plus petits et les plus ternes lorsqu'ils ne sont visibles dans le ciel qu'immédiatement après le coucher du soleil ou peu avant le lever du soleil.

Pourquoi cela se produit-il? L'objet est à son zénith à minuit, lorsque la Terre est entre lui et le Soleil, comme dans le cas de la pleine lune. Et cela se produit lorsque ces planètes sont les plus proches de la Terre. Quand ils ne sont visibles qu'après le coucher du soleil, ils sont très loin de la Terre, et le Soleil est presque entre nous et eux, donc ils sont assez faibles en raison de l'énorme distance entre eux et notre planète. Et comme ils ne passent jamais entre la Terre et le Soleil, ils ne ressemblent jamais à des faucilles, comme cela arrive avec la Lune, Mercure et Vénus.


La modification de la taille visible de Jupiter est indiquée dans la rangée supérieure des photographies.



Donc, si vous trouvez un télescope, vous pourrez profiter de la danse élégante des planètes et de la lune; observer comment les planètes grandissent et rétrécissent à mesure qu'elles approchent et s'éloignent; noter comment ils se lèvent et se couchent dans notre ciel bidimensionnel, et comment cela reflète leur mouvement (et le mouvement de la Terre) dans l'espace tridimensionnel; observez les phases de Vénus et comment elles confirment le fait qu'elle tourne autour du Soleil. Et vous pouvez méditer sur le fait que le petit progrès technique de 1609 a renforcé la vision de Galileo juste assez pour lui permettre de découvrir tant de propriétés auparavant inconnues de la Lune, du Soleil et des planètes, et changer à jamais la vision de l'humanité sur elle-même et sur nos voisins célestes.

Mais même sans télescope - à l'œil nu ou à l'aide de petites jumelles - vous pouvez profiter de la beauté du ciel étoilé et vous immerger dans l'immensité de notre maison.

En regardant la Lune et Vénus, je me souviendrai d'une de mes rencontres préférées avec la nature. Cela s'est produit il y a quelques années, lors d'une visite estivale dans la réserve entourant le mont St. Helens , un volcan du sud de Washington qui a explosé en 1980. De la crête nord, face à un trou béant sur le flanc de la montagne et à la vallée en ruine en dessous, j'ai regardé les pierres devenir gris-or au coucher du soleil, et j'ai attendu que les étoiles apparaissent dans le ciel, qui était presque noir. Vénus a brûlé brillamment à l'ouest, une perle d'en haut et à gauche au-dessus du pendentif brillant du croissant lunaire et de la lune gris cendré. Puis j'ai entendu un reniflement, il semblait assez proche. Je pensais que ce devait être un petit animal dans les buissons derrière moi, mais quand je me suis approché des buissons, j'ai de nouveau entendu ce bruit, d'un autre endroit. Surpris, j'ai levé les yeux et j'ai été stupéfait. Sur la colline, à moins de cinquante mètres de moi, sur fond de la dernière lueur orange du coucher du soleil, les silhouettes de trois majestueux orignaux cornus étaient visibles.

Ils broutaient paresseusement, tandis qu'au-dessus d'eux, derrière eux, pendaient la Lune, Vénus et les étoiles, séduisantes dans l'abîme.