Schaduw op de maan

Wanneer de maan in het eerste of het laatste kwartier is, is de schaduwlijn die de maan in tweeën deelt een rechte lijn. Omdat de schaduw veroorzaakt wordt door de zon, zou je verwachten dat de zon loodrecht op die schaduwlijn staat. Meer in het algemeen zou bij alle maanstanden moeten gelden dat de verbindingslijn tussen de 'punten' loodrecht op de richting naar de zon staat. Maar als je er op gaat letten, dan lijkt het er niet op: de zon staat veel lager dan zou moeten. In Alledaagse Wetenschap (helaas te lang geleden voor het digitale AW-archief) van 28 maart 1996 leverde dit een interessante discussie, waarvan hier een stukje wordt geciteerd:

"Niet eerder is zo massaal gereageerd op, zo'n bescheiden probleem. (...) Over de oorzaak van het intrigerende fenomeen heerst eenstemmigheid: het heeft niets te maken met bijzondere lichtbreking of zintuigfysiologische eigenaardigheden, het zit hem uitsluitend in de enorme afstand van de zon (....). Wie op het moment dat zon en maan tegelijk aan de hemel staan een pingpongballetje in de richting van de maan omhoog steekt en door de zon laat beschijnen zal zien dat de schaduwlijn op het balletje evenwijdig loopt aan die van de maan (althans: dat zegt De Jager, AW-verificatie was nog geen succes).

De meest elegante verklaring voor het maanmiswijzingsprobleem is waarschijnlijk de volgende compilatie van de brieven van Bruno Ernst, dr.ir.D. Visser en prof.dr.ir.D. Thoenes. Door de drie 'punten' zon, maan en het oog van de waamemer is een vlak bepaald en de schaduwlijn van de maan (die in werkelijkheid natuurlijk een cirkel is) staat loodrecht op dat vlak. Het oog van de waarnemer bevindt zich in het centrum van de denkbeeldige hemelbol waarlangs zon en maan hun baantjes trekken. Het genoemde vlak snijdt de hemelbol daarom via een zogeheten 'grootcirkel' die in de praktijk ruwweg samenvalt met de ecliptica. Als de schaduwlijn van de maan maar loodrecht op die ecliptica staat is alles in orde en in werkelijkheid blijkt dat inderdaad het geval. Bruno Ernst maakt er de interessante opmerking bij dat de menselijke waamemer wordt gehandicapt door het feit dat hij een aantal cirkels aan de hemelbol niet als cirkels ervaart maar als rechte lijnen. Dat is het geval met de horizon en de meridiaan in de kijkrichting. 'Het hangt samen met het referentiestelsel dat de zwaartekracht ons opdringt', aldus Ernst.

De Delftse lezer J.K. van Deen kwam, na geworstel met touwtjes en waslijnen, op de gedachte om een deel van het hierboven genoemde vlak door zon, maan en waamemeroog tastbaar in de vorm van een hardboard plaat in een fotostatief te klemmen. Keek hij vervolgens vlak over de plaat naar de halve maan dan kwam de schaduwlijn ('binnen de meetnauwkeurigheid') mooi loodrecht op het vlak uit".