Chuyển động của Mặt Trăng

Tối nay có trăng không? Rất có thể – vì Mặt Trăng xuất hiện vào một nửa số đêm trong tháng. Nếu không, có lẽ nó đã lơ lửng ở ngoài kia từ lúc trời còn sáng. Nhiều người ngạc nhiên khi thấy trăng giữa ban ngày, nhưng thực ra nó có mặt lúc này hai tuần mỗi tháng. Còn trong cả tháng chỉ có khoảng ba ngày – khi trăng mới hoặc sát trăng mới – là hoàn toàn không thể thấy nó, dù ngày hay đêm.

Mặt Trăng quay ngược chiều kim đồng hồ quanh Trái Đất khi nhìn từ cực bắc Trái Đất xuống. Trên trời, ta thấy nó di chuyển từ tây sang đông qua từng đêm. Mỗi tối trăng đi được khoảng 1/30 của 360° (12°), về phía đông so với vị trí đêm hôm trước. Phải mất khoảng 30 ngày để Mặt Trăng vượt qua toàn bộ các chòm sao hoàng đạo, nó ở bên trong mỗi chòm trung bình khoảng 2,5 ngày trước khi di chuyển sang chòm kế tiếp.

Ngoài việc di chuyển quanh bầu trời, Mặt Trăng còn thay hình đổi dạng. Các hành tinh cũng di chuyển, nhưng chỉ có Mặt Trăng cùng một số ít sao chổi sáng là những đối tượng duy nhất thấy được bằng mắt thường mà thay đổi hình dáng từng ngày. Với trường hợp của Mặt Trăng, sự thay đổi là khá dễ đoán.

Nguyên tắc chính là ánh sáng chiếu vào Mặt Trăng chỉ tới từ Mặt Trời, và Mặt Trời chiếu sáng nửa Mặt Trăng quay mặt về phía nó. Tại mọi thời điểm, chỉ đúng một nửa của Mặt Trăng là được chiếu sáng – nhưng đây là điều xảy ra với bất cứ quả cầu nào nằm trong ánh sáng mặt trời. Thử cầm một quả bóng tennis và đặt nó dưới ánh nắng, dù bạn có xoay hay đặt thế nào, thì chỉ có nửa quay về phía Mặt Trời là được chiếu sáng. Khi Mặt Trăng quay quanh Trái Đất, nửa hướng về Mặt Trời luôn được chiếu sáng. Khi trăng mới, nửa được chiếu sáng không quay về phía Trái Đất, và ta nhìn vào nửa tối của nó. Lưu ý rằng, nửa tối này không phải là nửa xa (phần Mặt Trăng không quay về phía Trái Đất); nửa tối và nửa xa chỉ trùng nhau lúc trăng tròn.

Khi Mặt Trăng lệch ra khỏi vị trí thẳng hàng với Mặt Trời, nó hiện ra trên trời ở phía đông của Mặt Trời, và lặn sau Mặt Trời. Giống như trước, ta vẫn đang nhìn vào gần như toàn bộ nửa tối của nó, nhưng một lưỡi liềm mỏng bắt đầu lộ ra từ nửa được chiếu sáng – đây là lúc trăng lưỡi liềm xuất hiện trên bầu trời buổi tối. Một tuần sau trăng mới, Mặt Trăng đã đi được một phần tư quãng đường quanh Trái Đất và cũng là quanh bầu trời – giờ đây, nó có hình bán nguyệt (đầu tháng). Ta trông thấy một nửa sáng và một nửa tối. Sau một tuần, Mặt Trăng đi thêm được một phần tư nữa của hành trình và đối diện với Mặt Trời, đây là trăng tròn. Ta kẹp giữa Mặt Trăng và Mặt Trời và trông thấy nửa được chiếu sáng của nó. Lúc này – và chỉ lúc này – nửa xa và nửa tối của Mặt Trăng trùng nhau. Một tuần nữa trôi qua, Mặt Trăng đã đi được ba phần tư quãng đường quanh Trái Đất, và ở một vị trí gần giống như khi đi được một phần tư đầu tiên của hành trình, nó cũng có hình bán nguyệt (cuối tháng), nhưng nửa được chiếu sáng nằm ở bên trái, thay vì bên phải. Trong tuần cuối cùng của tháng âm lịch, trăng trở lại thành hình lưỡi liềm rồi mỏng dần.

Nằm giữa trăng bán nguyệt đầu tháng và trăng bán nguyệt cuối tháng là pha trăng khuyết. Nó là trăng khuyết đầu tháng (waxing gibbous) khi ở giữa trăng bán nguyệt đầu tháng và trăng tròn, trăng khuyết cuối tháng (waning gibbous) khi ở giữa trăng tròn và trăng bán nguyệt cuối tháng (waxing và waning là hai từ tiếng Anh cổ có nghĩa lần lượt là "tăng dần" và "giảm dần"). Từ trăng mới tới trăng bán nguyệt đầu tháng là trăng lưỡi liềm đầu tháng, còn giữa trăng bán nguyệt cuối tháng và trăng mới là trăng lưỡi liềm cuối tháng.