Měsíc je náš nejbližší vesmírný soused a jedinou přirozenou družicí Země. Jelikož je nejnápadnější především v noci, byl často spojován s mysticismem, záhadami, tajemstvími, popřípadě se sny a spánkem. Starověcí Egypťané jej spojovali s bohem Thovtem (bůh psaní a moudrosti). Časté bylo i přirovnání k ženskému božstvu: Starověcí Řekové Měsíc přirovnávali k bohyni Artemis, Římané k Dianě a Slované k bohyni Mokoš. Důvodem je téměř se shodující měsíční cyklus, díky čemuž byl Měsíc velmi často spojován s ženskostí a plodností.
A co je důležité, díky svým pravidelným měsíčním fázím byl Měsíc velmi důležitý v ukotvení moderní podoby kalendáře
I přes svůj nezpochybnitelný vliv v lidské kultuře, Měsíc bohužel mysticismem a magií opředený není. Jedná se o těleso přibližně kulového tvaru o velikosti 3 475 km.
Jeho povrch z valné většiny pokrývá prachovitá substance, která se jmenuje regolit. Je to změť kamenů, písku a prachu, která vznikla častými impakty vesmírných těles. Jelikož Měsíc nemá atmosféru, nedochází na jeho povrchu k erozi, tudíž tyto kamínky bývají velmi ostré (tenhle prach v očích nechcete).
Častými minerály jsou bazalty (v měsíčních mořích), anortozity (v měsíčních vysočinách) a sklo (seškvařená hornina v důsledku impaktu cizích těles a/nebo kvůli vulkanické činnosti).
Složením se měsíční povrch velmi podobá Zemi. Je bohatý na kyslík, křemík, hliník, vápník, železo, hořčík, titan a sodík.
Ze Země můžeme vidět měsíční moře (tmavé fleky). měsíční vysočiny (světlé fleky), krátery (puntíky), rýhy a štíty
Občasné slabé otřesy na povrchu a geologické celky naznačující seismickou aktivitu vypovídají o bouřlivé vulkanické historii, avšak dnes už má Měsíc tyto kratochvíle dávno za sebou a je tektonicky stabilní. Předpokládá se, že má cca 100 km silnou kůru, polotekutý plášť a malé kovové jádro. Jeho složení se velmi podobá zemské kůře a má oproti Zemi výrazně nižší hustotu, díky čemuž má 6x slabší gravitaci, než je pozemská. Předpokládá se, že Měsíc vznikl před 4,5 miliardami let, kdy do Země narazila planeta Thea (měla přibližně velikost Marsu). Její Náraz způsobil vymrštění obrovského množství materiálu na zemskou orbitu. Díky tomu měla Země po krátkou dobu prstenec, ze kterého se nakonec zformoval náš Měsíc.
Atmosféra je tak řídká, že je zanedbatelná. Nemá vůbec žádnou ochranářskou funkci a neprobíhá v ní žádné počasí a nepůsobí povětrnostní vlivy. Díky tomu nefungují žádné eolické a fluviální eroze na povrchu. Všechny krátery, geologické celky a třeba i stopy po Neilu Armstrongovi mají potenciál setrvat v nezměněném stavu po miliony let (pokud na ně něco nespadne z vesmíru). Atmosféra má tlak zhruba 10⁻¹² atm a převládajícími prvky jsou helium, neon a vodík. Podobně špatně je na tom měsíční magnetosféra. Měsíc měl kdysi silné magnetické pole. Dnes je mnohonásobně slabší než to pozemské.
Je to přímý následovník Země, tudíž spolu s ní obíhá okolo Slunce. Zemi obíhá po eliptické dráze, kde Země se nachází v jednom z jejích ohnisek (jak už to s vesmírnými objekty bývá). Ovšem na rozdíl od Země je dráha Měsíce více excentrická. V průměru se Měsíc nachází 384 400 km daleko od Země. Když je nejblíže k Zemi (perigeum), je vzdálen 357 000 km. Naopak v apogeu (nejdále od Země) 406 500 km. Mimochodem když je Měsíc nejblíže k Zemi, říká se mu Superměsíc - ten mají "velmi rádi" námořníci díky výraznějším slapovým silám. Samotný oběh Měsíce kolem Země trvá 27,3 dne. Bavíme se ale o oběhu kolem Země vhledem k hvězdnému pozadí, ne vzhledem ke Slunci. Proto tomuto intervalu říkáme siderický měsíc. Ze Země daleko nápadnější je synodický měsíc, který trvá 29,5 dne - to už je rotace Měsíce kolem Země vzhledem ke Slunci a vnímáme jej jako cyklus měsíčních fází. Jinými slovy jedná se o časový interval mezi dvěma po sobě následujícími úplňky. Proč je rozdíl mezi siderickým a synodickým měsícem? Když Měsíc Zemi oběhne o 360°, Země mezitím urazí značnou část své trasy kolem Slunce a Slunce samotné tak z našeho pohledu uhne o necelých 30°. Měsíc tak musí putovat ještě další dva dny, aby nastřádaný úhel dorovnal, zakončil cyklus fází a začal znovu.
Měsíční fáze jsou způsobené rozdílnou vzájemnou polohou Měsíce, Země a Slunce, kdy v různý čas vidíme Měsíc osvětlený z různých stran:
Pro fáze Měsíce na severní polokouli existuje v češtině mnemotechnická pomůcka: Když osvětlená strana Měsíce připomíná písmeno "D", Měsíc "dorůstá" a blíží se úplněk. V opačném případě, kdy osvětlená strana připomíná písmeno "C", Měsíc "couvá" a blíží se nov. Občas se stane, že Měsíc se dostane do zemského stínu nebo naopak měsíční stín přejde po povrchu Země. V takovém případě nastávají zatmění Slunce a Měsíce.
Nastává během novu. Měsíc se dostane přesně mezi Slunce a Zemi. Tady je důležité zmínit, že Slunce není bodové světlo. Jedná se o kouli s 1 400 000 km v průměru, díky čemuž je mnohonásobně větší než Měsíc i Země. Tvar měsíčního plného stínu (umbra) tak má tvar kužele, který se zužuje směrem od Slunce. Měsíční polostín, tedy oblast, kde Měsíc Slunci zaclání jen částečně (penumbra), má také tvar kužele, ale naopak se se vzdáleností od Slunce rozšiřuje. Další důležitý fakt je, že Měsíc se nachází zhruba 400krát blíž k Zemi než Slunce a zároveň je 400krát menší než Slunce. Ano, plochozemci už znale přikyvují, protože precizně ovládají zákony perspektivy – vědí totiž, že díky této pozici na obloze se Měsíc a Slunce jeví jako přibližně stejně velké objekty. Díky tomu špička měsíčního plného stínu sotva sahá k zemskému povrchu, a tak si zatmění Slunce užije jen vybraná hrstka šťastlivců, kteří uvidí přechod Měsíce přes Sluneční kotouč ze západního směru (ze západního, protože Měsíc obíhá Zemi protisměru hodinových ručiček a Měsíc se vůči hvězdnému pozadí hýbe ze západu na východ). V nejčastějších případech Měsíc zaclání Slunci jen částečně. To může trvat až 3 hodiny a my zažíváme částečné zatmění Slunce, kdy Měsíc ze Slunce kousek „vykrojí“. O něco vzácnější (kvůli malé lokalitě) je úplné zatmění Slunce. V takovém případě danou oblast plně zakryje měsíční stín. Slunce se jeví jako černý kotouč se zářivým okrajem. V tuto vzácnou chvíli je možné ze Země pozorovat sluneční korónu. Celá tato scenérie trvá necelých 8 minut. A ještě vzácnější je prstencové zatmění. Když je Měsíc dostatečně daleko od Země, stává se příliš malým na to, aby zakryl celý sluneční kotouč (perspektiva – však to znáte). Proto vidíme Slunce jako zářivý prstenec s černým středem.
To nastává během úplňku, kdy jsou tělesa Slunce – Země – Měsíc v řadě za sebou přesně v tomto pořadí. Tentokrát se Měsíc dostává do zemského stínu. Pozemský stín je mnohem širší a Měsíc se od něj nasouká vcelku pohodlně. Člověk by čekal, že když Měsíc zaleze do pozemského stínu, tak prostě zčerná, nebude chvíli vidět a pak se zase po chvilce objeví. Nicméně matka příroda v tomto ohledu byla štědrá. Měsíc se sice schová před Slunečním světlem, ale bude osvícen světlem ze Země. Pozemský terminátor (hranice mezi denní a noční stranou) jasně rudě září a díky tomu má Měsíc při zatmění právě tuto barvu. Další výhoda je, že nemusíte být na žádném specifickém místě, jako v případě zatmění Slunce. Pokud ze své pozice vidíte Měsíc, můžete se kochat. V případě úplného zatmění (Měsíc do zemského stínu vleze celý) trvá tato scenérie něco málo přes hodinu. Pak další hodinu až dvě než Měsíc pozemský stín opustí úplně. V případě částečného zatmění, tedy že Měsíc o zemský stín jen „zavadí“, vás čeká scenérie trvající od pár minut po cca 2 hodiny. A pokud máte zrovna ve chvíli zatmění Měsíce poledne a Měsíc vůbec nevidíte…tak máte docela pech no… Proč že není každý měsíc zatmění Slunce a Měsíce? Oběžná dráha Měsíce kolem Země je ukloněna vůči rovině ekliptiky o přibližně 5°. Díky tomu se Měsíc v drtivé většině případů nachází buď nad úrovní Země nebo pod a Zemi stíní jen velmi vzácně. Měsíc se musí nacházet ve velmi specifické pozici – na průsečíku své oběžné dráhy a roviny ekliptiky a zároveň na spojnici mezi Zemí a Sluncem. Těmto bodům říkáme uzly. Bohužel je to ale trochu komplikované. Osa, kolem které se Měsíc otáčí, se sama o sobě otáčí. Tomuto pohybu říkáme precese uzlů a její oběžná perioda je 18,6 let. To má za následek, že uzly samotné se vzhledem ke Slunci a Zemi pohybují – otáčení se po směru hodinových ručiček. Z tohoto důvodu jsou zatmění poměrně vzácná a nepravidelná. Jedno zatmění Slunce bylo letos 8. dubna, kdy jste mohli pozorovat úplné zatmění z území Mexika. Další má být 2. října 2024 v jižní Americe a přilehlé oblasti Tichého oceánu. Úplné zatmění Měsíce elity naplánovaly na 14. března 2025, jenže to bude v ČR Měsíc těsně před západem. Další alternativou bude částečné zatmění, které má přijít letos 18. září.
Další ze známých pohybů je rotace Měsíce kolem své osy. Je specifická tím, že Měsíc se otáčí stejně rychle kolem své osy, jako se otáčí kolem Země. Díky tomu vidíme z Měsíce pouze jednu jeho stranu. Rychlost oběhu kolem Země ale není konstantní a díky tomu se Měsíc mírně kolíbá ze strany na stranu. K tomu je osa rotace Měsíce ukloněna o 1,5°, díky čemuž můžeme vidět měsíční póly. Těmto pohybům se říká librace a v součtu jsme ze Země schopni vidět kolem 59 % měsíčního povrchu. Měsíc je k Zemi přikloněn kvůli slapovým silám. Země na Měsíc působí svojí gravitací, což jej mírně natahuje směrem k Zemi. Stejným způsobem se Měsíc protahuje opačným směrem vlivem odstředivé síly vzniklé rotací kolem Země. To zapříčiní tření mezi kůrou a pláštěm Měsíce. Jeho rotace v průběhu času zpomalovala, dokud se vůči Zemi nezastavila úplně. Na Zemi Měsíc působí úplně stejně, jen o poznání slaběji. Vlivem měsíčních slapových sil se délka dne prodlužuje v průměru o 2,3 mikrosekundy za století.
Když Vás napadne udělat neřest, tedy fotit Měsíc každý den ve stejný čas…tak moc neuspějete. Měsíci trvá jeden oběh (vlivem zemské rotace) 24 hodin a 51 minut. Tudíž pokud chcete sestrojit analemu Měsíce, musíte počítat s intervalem 1 den + 51 minut. Já osobně jsem sestavil měsíční analemu z dubna 2024 právě protože se tu jistý gentleman oháněl analemou z roku 2023 a tím chtěl ukázat, že Měsíc 8. dubna 2024 nebyl v novu, a tak nemohl způsobit zatmění Slunce. Dotyčný gentleman si ale nějak neuvědomil, že měsíční fáze a oběh Měsíce tak nějak z vysoka kašlou na nějakou hezkou kalendářní uhlazenost a pro každý měsíc tak vychází zcela jedinečná měsíční analema. A jak vidno z té mé, 8. dubna měsíc skutečně v novu byl. Což si dotyčný gentleman mohl mimochodem dohledat na libovolném portále, kde jsou zmapované fáze měsíce na roky dopředu i dozadu. Abych tedy přímo odpověděl na dotaz:
„Co dělal Měsíc 8. dubna 2024?“ Co na to říct? Že se flákal a smažil na PlayStationu Ghost of Tsushima?
Jakmile se nad oblastí na Zemi objeví Měsíc, svým gravitačním působením mírně sníží intenzitu gravitace Země, což má za následek, že to zemskou kůru v daném místě trochu nadzvedne. Pro nás je to vyzdvihnutí nepatrné, protože rozdíl v působení sil je jen zlomek procenta vůči tíhové síle. Na zemské kůře tak nepocítíme prakticky nic. Ani malé vodní plochy nebudou vykazovat žádnou velkou viditelnou změnu. Teprve až vodní plocha, jejíž rozloha čítá 70 % zemského povrchu, se už znatelně "vypoulí" směrem k Měsíci. Rozmezí přílivu a odlivu je od pár desítek centimetrů po několik metrů. Z tohoto důvodu jsou přístavní zástavby vybudované na vysokých molech a obecně vysoko nad mořskou hladinou. Jakmile Měsíc oblast opouští, silové působení přestává fungovat v takové míře a výška hladiny opět klesá. Nicméně je tu ta neřest, že Měsíc neobíhá Zemi, ale Země a Měsíc obíhají kolem společného barycentra, které je nějakých 4700 km od zemského jádra. Tzn. nějakých 12 hodin po působení Měsíce přichází „přílivová vlna“ druhá. Tentokrát ne působením Měsíce, ale odstředivou silou generovanou rotací Země kolem barycentra a efekt je podobný. Do toho se občas ozve i Slunce, jehož slapové síly mají na Zemi srovnatelný vliv, jako ty měsíční (jen jsou o 3/7 slabší). Když je tedy Měsíc v novu anebo v úplňku, může dojít k velmi intenzivnímu přílivu a odlivu (skočné dmutí). Nutno dodat, že ono „vypoulení“ není nutně nejintenzivnější přímo pod Měsícem. Naopak díky setrvačnosti vody je příliv za Měsícem mírně zpožděn. Měsíc je v tomto případě takový spouštěč a hnací motor, ale na intenzitu dmutí mají vliv i další faktory. Předně dmutí je intenzivnější převážně v pobřežních oblastech a v mělčích mořích – lépe se tam hromadí voda (na otevřeném moři rozdíl mezi přílivem a odlivem činí pár desítek centimetrů). Pak záleží na tvaru pobřeží, směru a síle mořských proudů, na měsíční fázi (poloha Slunce), v jaké vzdálenosti je Měsíc od Země, jak momentálně Zemi obíhá...atd.
Řekl bych, že Měsíc jsem popsal dostatečně. Má otázka bude prakticky stejná (a naivní) jako předchozí: Dokáží plochozemci cokoliv ze zmíněného vysvětlit na svém modelu?
Jakub