Il moto della Luna, le sue fasi ed i calendari
La Luna si sposta lungo l'eclittica più velocemente e meno regolarmente del Sole. Essa completa rispetto al Sole mediamente un ciclo attraverso lo Zodiaco in 27 giorni e un terzo (mese siderale), ma il tempo impiegato per ogni singolo ciclo può differire da questa media fino ad uno scarto di sette ore. Inoltre l'aspetto del disco lunare varia notevolmente durante il moto. Quando c'è la Luna nuova il disco è completamente invisibile o molto scuro; poi comincia ad apparire un sottile e luminoso quarto di Luna che cresce gradualmente, fino a che, circa una settimana dopo la Luna nuova, diventa visibile un settore semicircolare. Circa due settimane dopo la Luna nuova, appare il disco circolare pieno; in seguito il ciclo delle fasi si inverte, la Luna a poco a poco si assottiglia e ridiventa Luna nuova circa un mese dopo la precedente. Si chiama infatti mese sinodico o lunazione l'intervallo di tempo fra due fasi analoghe successive. Il ciclo delle fasi è ricorrente, come il viaggio della Luna attraverso i segni zodiacali, ma i due cicli lunari sono sensibilmente sfasati. La Luna nuova ricompare dopo un intervallo medio di 29,5 giorni (i singoli cicli possono differire da questa media fino a mezza giornata) e, poiché tale intervallo risulta di due giorni più lungo del periodo medio di un viaggio attraverso lo Zodiaco, la posizione delle successive Lune nuove deve spostarsi gradualmente verso est attraverso le costellazioni. Se in un determinato mese la Luna nuova cade nella posizione dell'equinozio di primavera, la Luna stessa sarà in fase calante allorquando ritornerà all'equinozio primaverile dopo 27,3 giorni. La Luna nuova tarderà ancora circa due giorni ed in questo intervallo di tempo, il disco lunare si sposterà dall'equinozio in direzione est di 30° (la Terra, nel frattempo che la Luna compie una rivoluzione completa intorno ad essa, si sposterà di un angolo circa di 29,5 / 365 × 360° =30° lungo la traiettoria di rivoluzione intorno al Sole).
Il primo tra i Greci dare una spiegazione alle fasi lunari è Anassagora di Clazomene (nato circa il 500 a.C.) e stabilitosi, intorno al 460 a.C., ad Atene.
Le fasi della Luna illustrate nella tavola 11, essendo opportunamente intervallate e facilmente osservabili, fornirono le più antiche unità del calendario. Ma la semplice ed ovvia unità lunare si dimostrò inadatta, costringendo nel corso dei secoli, a continue correzioni per via del fatto che le Lune nuove possono essere separate da intervalli di 29 o 30 giorni, e soltanto una complessa teoria matematica, la quale richiede lunghe serie d'osservazioni e studi sistematici, potrebbe stabilire la lunghezza di un determinato mese del futuro. La maggior parte dei popoli (ma non tutti, giacché in località del Medio oriente sono ancora in uso calendari lunari puri) dovettero correggere i loro calendari sulla base della variazione climatica annuale regolata dal Sole e, a questo scopo, si rese necessario escogitare qualche nuovo metodo per inserire, di tanto in tanto, un tredicesimo mese nell'anno base si dodici mesi lunari (29,5 × 12 = 354 giorni).
Un fenomeno che presso i popoli antichi fu causa di tanta paura e successivamente di attenti studi e che ancora oggi esercita un notevole fascino su tutti noi, è quello delle ecclissi. Per ecclissi si intende il parziale o totale oscuramento di un oggetto celeste da parte di un altro. Si hanno ecclissi di Sole quando il disco della Luna, in congiunzione (Luna nuova), copre il disco del Sole interamente ( ecclisse totale ) o in parte ( ecclisse parziale o anulare ). Pur avendo dimensioni enormemente diverse l'eclissi di Sole è possibile in quanto le dimensioni apparenti del Sole e della Luna sono pressappoco uguali (= 0,5°). Si hanno, invece, ecclissi di Luna quando la Luna, in opposizione (Luna piena), viene a trovarsi tutta o in parte nel cono d'ombra della Terra. Un'ecclisse di Luna dura generalmente qualche ora ed è vista allo stesso modo da tutti gli osservatori terrestri per i quali la Luna è sopra l'orizzonte; inoltre, per effetto dell'atmosfera terrestre la radiazione solare viene in parte deviata all'interno del cono d'ombra della Terra per cui la Luna continua ad essere più o meno visibile. Le ecclissi di Sole, invece, poiché il cono d'ombra della Luna è molto piccolo, riguardano una parte limitata della superficie terrestre e durano al più 7 m e 40 s circa. Se il piano dell'orbita lunare coincidesse con quello dell'orbita terrestre, ad ogni novilunio si avrebbe un'ecclisse di Sole e ad ogni plenilunio un'ecclisse di Luna. Invece poichè tali piani formano un angolo di circa 5°, le eclissi sono possibili solo quando la Luna, nuova o piena, è vicina a uno dei due nodi (punti in cui il piano dell'orbita lunare interseca l'eclittica). Il fenomeno dell'eclisse presenta una periodicità di circa 18 anni e 10 giorni (ciclo di Saros). (vedi tavola 11)
