Мысли Хокинса вернулись к знаменитой, но апокрифической астрономической истории о двух китайских астрономах Хо и Хи, и он задумался над тем, зависели ли жизни жрецов-астрономов Стоунхенджа таким же образом от их предсказаний затмений. По легенде, Хо и Хи предположительно были казнены по приказу императора Ся Чункана за то, что не смогли точно предсказать полное затмение Солнца в –2136, и эти двое запомнились нам по одному из хорошо известных астрономам стихов:
Здесь покоятся тела Хо и Хи,
Чья судьба хоть и печальна, но видна —
Повешенные за то, что не могли проследить
Затмение, которого не было видно.
Но не только в Древнем мире не определенное вовремя затмение могло приносить неприятности. В 1880-х годах возник конфликт между британским армейским офицером и адмиралтейством. В данном случае офицер запросил у адмиралтейства сведения о важном космическом явлении, которое должно было произойти в конкретный период в Африке и имело большое значение для офицеров, отвечавших за Нильскую кампанию. В ночь полной Луны был запланирован важный стратегический ночной марш-бросок по труднопроходимой местности. В тот день стояла ясная погода, все было освещено светом полной Луны, и тогда был отдан приказ отправиться в поход. Но как только войска тронулись в путь, было замечено, что Луна стала заходить в тень Земли. Поскольку на местности ничего не было видно, марш-бросок пришлось спешно отменить, а так как офицеры не были оповещены об этом затмении заранее, данный армейский офицер позже обвинил адмиралтейство в халатности.
Затмения имеют настолько большое значение для понимания многих проблем астро-археологии, и в частности Стоунхенджа, что необходимо хорошо понимать основные факторы, сопровождающие эти впечатляющие космические явления.
Затмения бывают двух видов: солнечное и лунное. Солнечные затмения происходят в период новолуния, а лунные – во время полной Луны. В таких случаях Солнце, Луна и Земля выстраиваются в одной плоскости перпендикулярно эклиптике (это называется сизигией – когда три небесных тела выстраиваются в одну линию).
Луна двигается по орбите под углом примерно 5,15° к эклиптике, а затмения происходят, когда она приближается к нодальным или узловым точкам пересечения орбит – позиции на своей орбите, когда она пересекает эклиптику (рис. 18). Именно наклон орбиты Луны вызывает большие изменения в склонении Луны, которые являются основной причиной колебаний точек пересечения Луной горизонта в Стоунхендже.
Сложность возникновения затмений связана с тем, что нодальные точки орбиты Луны не имеют фиксированного положения в космосе, а вместо этого в течение года смещаются в обратном направлении примерно на 19,25°. Это приводит почти к полному обращению нодальных точек вокруг эклиптики за 18 лет и 218 и 7/8 дня (= 18,61 года).
Некоторые древние народы замечали, что затмения Солнца и Луны связаны между собой в определенной последовательности или цепи и необходимо гораздо больше времени, чем 18 лет, чтобы эта последовательность повторилась снова. Этот 18-летний период известен под названием Cароса. Принято считать, хотя и ошибочно, что в стародавние времена это название было дано халдеями вавилонянами. Фактически же старое вавилонское слово Saros трактуется двусмысленно, и, возможно, его значение лучше всего истолковать как «мера». Как число оно также означает 3600. Английский астроном Галлей, хорошо известный благодаря периодической комете, названной его именем, ошибочно предполагал, что это слово связано с циклами затмений. К сожалению, это название дожило до наших дней, несмотря на многочисленные протесты.
Чтобы произошло затмение Солнца, должны совпасть два момента: а) Луна должна оказаться поблизости или в одной из своих нодальных точек, б) в этот момент Луна также должна оказаться в наибольшем кажущемся сближении с Солнцем, двенадцать или тринадцать раз в году (время новой Луны). Солнце же проходит через нодальные точки орбиты Луны только дважды в год. Поэтому затмение Солнца не происходит и не может происходить в каждое новолуние.
Рис. 18. Происхождение затмений. Из-за того, что орбита Луны наклонена немногим более 5°, затмения могут происходить только при новолунии (NM) и полной Луне (FM), когда линия нодальных точек (N1 – N2) орбиты Луны совпадает с направлением Солнца
Регрессия лунных нодальных точек в сочетании с фактическим движением Солнца по эклиптике заставляет Луну на ее ежемесячном пути вокруг Земли совершать оборот по отношению к этим ее точкам за меньшее время (27,2 дня), чем ей требуется, чтобы вернуться к наибольшему кажущемуся сближению с Солнцем (29,5 дня).
В результате этих движений Солнце, начиная точно от одной из нодальных точек орбиты Луны, возвращается по эклиптике к той же узловой точке за 346,6 дня. Первый названный период в 27,2 дня называется драконическим месяцем (нодальный месяц). Такое название дано по причинам, о которых мы расскажем позже. Другой период в 29,5 дня называется синодическим месяцем. Из этого следует, что 242 драконических месяца, 223 полные лунации Луны и 19 возвращений Солнца (19 эклиптических лет) к той же нодальной точке на орбите Луны – все это происходит в одно и то же время в пределах примерно одиннадцати часов.
Из этого следует то, что, если предположить, что Солнце и Луна начинают движение вместе из одной узловой точки, то по прошествии 6585 дней и еще части дня они снова окажутся вместе очень близко к этой точке. За время прохождения этого интервала времени произойдет 223 новых и полных Луны. Окончательный факт заключается в том, что затмения повторяются примерно, но не совсем, в том же регулярном порядке каждые 6585 и 1/3 дня (18 лет, 10 дней, 7 часов и 42 минуты) = халдейский Сарос.
Из-за различия во времени, составляющего примерно одиннадцать часов, это имеет ощутимый эффект. Например, если солнечное затмение происходит в полдень сегодня (время новой Луны), то спустя 18 лет и 10 1/3 дня фаза Луны вновь будет новой, но Солнце не будет располагаться точно в узловой точке, поскольку период Сароса примерно на 1/2 дня короче, чем 19 эклиптических лет. Поэтому Солнце будет находиться достаточно близко к точке пересечения орбит, чтобы произошло затмение, но в нашей местности затмение произойдет не в полдень, а в 8 часов долготы (120°) к западу от нашего меридиана из-за той самой трети дня в периоде Сароса. Для большей точности лучше всего объединить три периода Сароса, что составит 54 года и 31 день, но для достижения почти совершенной повторяемости серий затмений необходимо объединить 48 Саросов.
При лунных затмениях тень Земли (причина лунных затмений) путешествует по пути пределов эклиптики со скоростью 1° в день (что является тем же явным движением Солнца на восток). В 24-дневный период (12 дней до прохода через узловую точку и 12 дней после прохода через нее) и может произойти затмение Луны. Вместе с тем прохождение через эту нодальную точку может произойти и без затмения Луны, поскольку тень Земли проходит через пределы эклиптики в течение 24 дней, в то время как должны истечь 29 1/2 дня (синодический лунный период) перед тем, как диск Луны снова скроется в тени Земли.
