La Luna è l'unico satellite naturale della Terra.
Il suo nome proprio viene talvolta utilizzato, per antonomasia e con l'iniziale minuscola («una luna»), come sinonimo di satellite anche per i corpi celesti che orbitano attorno ad altri pianeti.
Orbita a una distanza media di circa dalla Terra, sufficientemente vicina da essere osservabile a occhio nudo, così che sulla sua superficie è possibile distinguere delle macchie scure e delle macchie chiare. Le prime, dette mari, sono regioni quasi piatte coperte da rocce basaltiche e detriti di colore scuro. Le regioni lunari chiare, chiamate terre alte o altopiani, sono elevate di vari chilometri rispetto ai mari e presentano rilievi alti anche 8000-9000 metri. Essendo in rotazione sincrona rivolge sempre la stessa faccia verso la Terra e il suo lato nascosto è rimasto sconosciuto fino al periodo delle esplorazioni spaziali.
Durante il suo moto orbitale, il diverso aspetto causato dall'orientazione rispetto al Sole genera delle fasi chiaramente visibili e che hanno influenzato il comportamento dell'uomo fin dall'antichità. Impersonata dai greci nella dea Selene., fu da tempo remoto considerata influente sui raccolti, le carestie e la fertilità. Condiziona la vita sulla Terra di molte specie viventi, regolandone il ciclo riproduttivo e i periodi di caccia; agisce sulle maree e sulla stabilità dell'asse di rotazione terrestre.
Si pensa che la Luna si sia formata 4,53 miliardi di anni fa, non molto tempo dopo la nascita della Terra. Esistono diverse teorie riguardo alla sua formazione; la più accreditata è che si sia formata dall'aggregazione dei detriti rimasti in orbita dopo la collisione tra la Terra e un oggetto delle dimensioni di Marte denominato Theia.
Il suo simbolo astronomico ☾ è una rappresentazione stilizzata di una sua fase (compresa tra l'ultimo quarto e il novilunio visto dall'emisfero boreale, oppure tra il novilunio e il primo quarto visto dall'emisfero australe).
La faccia visibile della Luna è caratterizzata dalla presenza di circa 300 000 crateri da impatto (contando quelli con un diametro di almeno ). Il cratere lunare più grande è il bacino Polo Sud-Aitken, che ha un diametro di circa , è profondo e occupa la parte meridionale della faccia nascosta.
Etimologia Il termine italiano "Luna" (di solito minuscolo nell'uso comune, non astronomico) deriva dal latino lūna, da un più antico *louksna, a sua volta proveniente dalla radice indoeuropea leuk- dal significato di "luce" o "luce riflessa".; dalla stessa radice deriva anche l'avestico raoxšna ("la brillante"), e altre forme nelle lingue slave, nell'armeno e nel tocario; paralleli semantici si possono trovare nel sanscrito chandramā ("luna", considerata come una divinità) e nel greco antico σελήνη selḗnē (da σέλας sélas, "fulgore" [del fuoco], "splendore"), esempi che mantengono il significato di "lucente", sebbene siano di diversi etimi.
Nelle lingue germaniche il nome della Luna deriva dal proto-germanico *mēnōn, assimilato probabilmente dal greco antico μήν e dal latino mensis che derivavano dalla comune radice indoeuropea *me(n)ses, dal chiaro significato odierno di mese. Da *mēnōn derivò probabilmente quello anglosassone mōna, mutato successivamente in mone attorno al dodicesimo secolo, quindi nell'odierno moon. L'attuale termine tedesco Mond è etimologicamente strettamente correlato a quello di Monat (mese) e si riferisce al periodo delle sue fasi lunari., così come nel lettone mēness (luna) e mēnesis (mese).
Osservazione della Luna Nell'antichità
Nei tempi antichi non erano rare le culture, prevalentemente nomadi, che ritenevano che la Luna morisse ogni notte, scendendo nel mondo delle ombre; altre culture pensavano che la Luna inseguisse il Sole (o viceversa). Ai tempi di Pitagora, come enunciava la scuola pitagorica, era considerata un pianeta. Uno dei primi sviluppi dell'astronomia fu la comprensione dei cicli lunari. Già nel V secolo a.C. gli astronomi babilonesi registrarono i cicli di ripetizione (saros) delle eclissi lunari. e gli astronomi indiani descrissero i moti di elongazione della Luna.. Successivamente fu spiegata la forma apparente della Luna, le fasi, e la causa della Luna piena. Anassagora affermò per primo, nel 428 a.C., che Sole e Luna fossero delle rocce sferiche, con il primo a emettere luce che la seconda riflette.. Sebbene i cinesi della dinastia Han credessero che la Luna avesse un'energia di tipo Ki, la loro teoria ammetteva che la luce della Luna fosse solo un riflesso di quella del Sole. Jing Fang, vissuto tra il 78 e il 37 a.C., notò anche che la Luna avesse una certa sfericità.. Nel secondo secolo dopo Cristo, Luciano di Samosata scrisse un racconto dove gli eroi viaggiavano fino alla Luna scoprendo che era disabitata. Nel 499, l'astronomo indiano Aryabhata menzionò nella sua opera Aryabhatiya che la causa della brillantezza della Luna è proprio la riflessione della luce solare.. Dal medioevo al XX secolo
All'inizio del Medioevo alcuni credevano che la Luna fosse una sfera perfettamente liscia, come sosteneva la teoria aristotelica, e altri che vi si trovassero oceani (a tutt'oggi il termine «mare» è impiegato per designare le regioni più scure della superficie lunare). Il fisico Alhazen, a cavallo dell'anno 1000, scoprì che la luce solare non è riflessa dalla Luna come uno specchio, ma è riflessa dalla superficie in tutte le direzioni..
Quando, nel 1609, Galileo puntò il suo telescopio sulla Luna, scoprì che la sua superficie non era liscia, bensì corrugata e composta da vallate, monti alti più di 8000 m e crateriGalileo, Lettera a Gallanzone Gallanzoni, 1611.. La stima dell'elevazione dei rilievi lunari fu oggetto di una brillante intuizione matematica: sfruttando la conoscenza del diametro lunare e osservando la distanza delle vette montuose dal terminatore, l'astronomo toscano ne calcolò efficacemente l'altitudine; misurazioni moderne hanno confermato la presenza di monti che, avendo origine differente da quelli terrestri, data la minor gravità lunare, giungono ad 8 km di elevazione (il punto più alto misura rispetto alla quota media).
Ancora agli inizi del Novecento c'erano dubbi sulla possibilità che la Luna potesse avere un'atmosfera respirabilePer esempio l'astronomo Alfonso Fresa nel suo trattato a proposito delle anomalie delle occultazioni lunari scriveva: «Un altro fenomeno, davvero inspiegabile, è quello osservato a Leningrado, durante l'eclissi totale di Luna del 14 agosto 1924, da W. Maltzew per la stella BD-15°6037 di settima grandezza: per circa due secondi la stella sembrò apparire nettamente proiettata sul disco eclissato della Luna».
L'autore prosegue: «Escludendo il caso di fenomeni dovuti a illusioni ottiche e quello di stelle doppie, per tutti gli altri casi osservati e confermati da fonti diverse e a cui non si può dare una esauriente spiegazione, si ricorre alla ipotetica spiegazione di un sottilissimo strato d'aria, molto tenue, situato in qualche depressione del suolo ma sufficiente ad affievolire la luce stellare» .. L'astronomo Alfonso Fresa, ponendosi il problema dell'abitabilità della Luna, la legava inscindibilmente alla presenza dell'acqua e dell'aria:
Dimensioni relative
Le grandezze apparenti della Luna e del Sole, visti dalla Terra, sono comparabili. Per effetto della variazione delle distanze Luna-Terra e Terra-Sole, dovute all'eccentricità delle rispettive orbite, la dimensione apparente della Luna vista dalla superficie terrestre varia da un valore leggermente inferiore a un valore leggermente superiore a quello del diametro apparente del Sole: questo fatto rende possibili, oltre che le eclissi solari parziali, anche eclissi solari totali, anulari e miste. La Luna (e anche il Sole) sembra più grande quando è vicina all'orizzonte. Questa è un'illusione ottica provocata dall'effetto psicologico della diversa percezione delle distanze verso l'alto e in orizzontale. In realtà, la rifrazione atmosferica e la distanza leggermente maggiore rendono l'immagine della Luna un poco più piccola all'orizzonte rispetto al resto del cielo.
Varie aree chiare e scure creano immagini che sono interpretate nelle varie culture come l'Uomo della Luna, oppure il coniglio e il bufalo e altre; il fenomeno è indicato col nome di pareidolia lunare. Al telescopio si possono riconoscere catene di montagne e crateri. Le pianure, scure e relativamente spoglie di dettagli, sono chiamate mari lunari, oppure maria in latino, perché erano credute corpi d'acqua dagli astronomi antichi. Le parti più chiare ed elevate sono chiamate terre, o terrae.
Durante le lune piene più brillanti, la Luna raggiunge una magnitudine apparente di circa -. Per confronto, il Sole ha una magnitudine apparente di - mentre Sirio, la stella più brillante, solo -..
Fasi lunari
Il Sole illumina parzialmente la parte visibile della Luna e questo ne altera l'aspetto giorno dopo giorno in un ciclo di un mese sinodico. I cambiamenti dell'aspetto della Luna percepiti dalla Terra sono detti fasi lunari e sono stati osservati da tutti i popoli dell'antichità. Comunemente vengono distinte due fasi: una crescente quando la parte visibile illuminata aumenta, e una calante quando diminuisce.
Le due situazioni estreme si hanno quando la Luna si trova tra la Terra e il Sole e la parte illuminata non è visibile, chiamata novilunio, e quando la parte illuminata è totalmente visibile, chiamata plenilunio. Poiché l'orbita della Luna è inclinata rispetto all'eclittica di 5,145 gradi (ossia 5°, 8' e 0,42" nel sistema sessagesimale), durante il novilunio (congiunzione eliaca della Luna) viene a trovarsi un poco più a settentrione (o leggermente più a meridione) rispetto al Sole, per cui non ne blocca la luce, salvo quando transita per un nodo provocando una eclissi. Al contrario, durante il plenilunio, la situazione è opposta e la Terra si trova tra il Sole e la Luna, di modo che quest'ultima rivolga la faccia illuminata completamente verso il nostro pianeta (opposizione); anche in questo caso, per l'inclinazione orbitale, la luce del Sole non è bloccata dalla Terra, salvo quando la Luna transita per un nodo provocando una eclissi di luna.
Ciascuna delle quattro fasi intermedie della Luna dura in media circa sette giorni (approssimativamente 7,38 giorni). Questa durata può variare di circa ±11% a causa del cambiamento della distanza tra la Luna e la Terra tra il punto più lontano (apogeo) e quello più vicino (perigeo).
Il numero di giorni trascorsi dall’ultima luna nuova è chiamato età della Luna. Un ciclo completo di fasi lunari è detto lunazione.
Per calcolare l’età e la fase approssimativa della Luna per una certa data, si può contare il numero di giorni trascorsi da una luna nuova conosciuta (ad esempio il 1º gennaio 1900 o l’11 agosto 1999) e dividere quel numero per la durata media di un mese sinodico (29,53059 giorni). Il resto della divisione rappresenta l’età della Luna.
Questo metodo semplice è utile per scopi generali o decorativi, come gli orologi delle fasi lunari. Non è però del tutto preciso, perché non tiene conto della forma reale dell’orbita lunare né del momento esatto della luna nuova, quindi può avere un errore di alcune ore. L’accuratezza diminuisce man mano che ci si allontana dalla data di riferimento.
A causa della librazione della Luna (un leggero movimento oscillatorio), a volte è possibile vedere un po’ più della luna piena (fino a circa il 101%) o una piccola parte del suo lato nascosto (fino al 5%).
Luna del raccolto