¿Por qué cambia la forma de la Luna? ¿Es la sombra de la Tierra?

1. ¿Por qué la sombra de la Tierra no explica las fases de la Luna?

La Luna no produce luz: brilla porque refleja la del Sol. Según la NASA, siempre está medio iluminada por el Sol, y lo que cambia a lo largo del mes es cuánto de esa mitad iluminada podemos ver desde la Tierra, a medida que la Luna avanza en su órbita[1]. La Luna tiene, por así decirlo, un día y una noche, igual que la Tierra. Una fase no es una Luna que se estropea: es la misma Luna vista desde otro ángulo.

La sombra de la Tierra sí existe y a veces cae sobre la Luna, pero eso es otro fenómeno, un eclipse lunar. Veremos que ocurre solo en ocasiones, mientras que las fases se repiten todos los meses.

2. ¿Qué decide si vemos Luna nueva, cuarto o Luna llena?

Lo que decide la forma es el ángulo entre el Sol, la Tierra y la Luna. Si la Luna está más o menos en la misma dirección que el Sol, su cara iluminada mira hacia el lado contrario al nuestro y casi no la vemos: es la Luna nueva. Si está en el lado opuesto al Sol, su cara iluminada mira hacia nosotros y vemos el disco completo: es la Luna llena. Cuando, vista desde la Tierra, la Luna está a 90° del Sol, vemos iluminada justo la mitad del disco[2].

Esa mitad se llama «cuarto» y no «mitad» porque la Luna ha recorrido un cuarto de su ciclo, y lo que vemos es la mitad de su cara visible[2]. Si el cuarto se acerca a la Luna llena, hablamos de cuarto creciente; si se aleja, de cuarto menguante. La NASA ordena el ciclo en ocho fases, entre ellas la Luna nueva, el cuarto creciente, la Luna llena y el cuarto menguante[1].

Esto deja una duda de peso: en Luna llena, la Luna está en la dirección opuesta al Sol, hacia donde se extiende la sombra de la Tierra. ¿Por qué entonces no hay un eclipse cada mes?

3. ¿Por qué la Luna llena casi nunca entra en la sombra de la Tierra?

La razón es que la órbita de la Luna está inclinada. Su plano forma un ángulo de poco más de 5° con el plano en el que la Tierra gira alrededor del Sol (la eclíptica)[2]. La NASA lo recoge así al explicar la Luna nueva: la Luna no suele pasar justo entre la Tierra y el Sol por la inclinación de su órbita[1]. Lo mismo vale para la Luna llena: casi siempre pasa un poco por encima o un poco por debajo de la sombra de la Tierra.

Un eclipse lunar necesita dos condiciones a la vez: que sea Luna llena y que la Luna esté cerca de uno de los dos puntos en los que su órbita cruza el plano de la eclíptica. Esto es una consecuencia de la inclinación, y no un dato que haya aparecido en las fuentes de esta página con ese detalle. Si la órbita no estuviera inclinada, habría un eclipse lunar en cada Luna llena, y también uno solar en cada Luna nueva. Que no ocurra así es la mejor prueba de que las fases no dependen de la sombra.

4. ¿Por qué pasan 29,5 días entre dos Lunas nuevas si la Luna da la vuelta en 27,3?

La NASA indica que la Luna tarda unos 27,3 días en completar una vuelta alrededor de la Tierra, pero unos 29,5 días en pasar de una Luna nueva a la siguiente[1]. El primer periodo se mide respecto a las estrellas; el segundo, respecto al Sol. La diferencia de unos dos días viene del movimiento de la Tierra alrededor del Sol[2].

Una forma de verlo: mientras la Luna da su vuelta, la Tierra avanza por su órbita y la dirección del Sol cambia. En un mes, el cambio es de unos 29° (cuenta nuestra: 360° repartidos en 365 días, por unos 29,5 días). Cuando la Luna completa su vuelta, aún no está de nuevo en línea con el Sol, así que necesita un par de días más. Como la Luna avanza unos 13° al día respecto al Sol, esos 29° equivalen a algo más de dos días (de nuevo, cálculo nuestro, no una cifra de las fuentes).

Los 29,5 días son además un promedio. Como la órbita de la Luna es elíptica y su distancia a la Tierra varía unos 50 000 km[2], no todos los ciclos duran lo mismo, así que no conviene esperar una Luna llena «exactamente» cada 29,5 días.

5. ¿Tiene fases también la cara de la Luna que no vemos?

La Luna nos muestra siempre la misma cara, así que la otra queda fuera de nuestra vista. Si lo que cambia es cuánta parte iluminada vemos, y la Luna siempre tiene media cara iluminada, se deduce que la cara oculta también pasa por su día y su noche. Cuando aquí vemos Luna nueva, la cara que no vemos está a pleno Sol. La idea de que la cara oculta es «la cara oscura» es un error común. Esto es una deducción a partir de la explicación de la NASA, no una cita literal.

6. ¿Cómo intentó Aristarco medir la distancia al Sol con una media Luna?

Aristarco de Samos, un astrónomo griego que nació hacia el año 310 a. C. y trabajó en Alejandría, tuvo una idea con las fases. Cuando la Luna se ve exactamente medio iluminada, el Sol, la Luna y la Tierra forman un triángulo con un ángulo recto en la Luna. Si se mide el ángulo entre la Luna y el Sol visto desde la Tierra, se puede deducir cuántas veces más lejos está el Sol que la Luna[3].

Aristarco midió ese ángulo y obtuvo 87°. De ahí concluyó que el Sol estaba entre 18 y 20 veces más lejos que la Luna[3]. El ángulo real es mucho más cercano a un recto, y el Sol está unas 400 veces más lejos[3].

Con ángulos tan cercanos a 90°, un error pequeño cambia muchísimo el resultado. Entre 87° y casi 90° hay pocos grados, pero eso separa unas 20 veces de unas 400. El método geométrico era correcto; una pequeña diferencia al medir el ángulo cambia mucho el resultado.

7. ¿Cómo puedes comprobar tú que la parte iluminada mira hacia el Sol?

Cuando veas la Luna al atardecer o de noche, fíjate en hacia dónde mira la parte brillante. En una Luna en cuarto o en forma de uña, el lado iluminado debería apuntar hacia la dirección donde está el Sol, aunque no lo veas porque ya se puso. Haz la observación con una persona adulta y desde un lugar seguro.

Repite la observación durante unos días y apunta o dibuja lo que ves: la parte iluminada crece o disminuye poco a poco. Nunca mires directamente al Sol: mira solo la Luna e imagina dónde está el Sol. Para saber en qué fase está la Luna cada noche, puedes consultar un calendario lunar.

Fuentes

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