15. Луна при прохождении от противостояния B к следующей четверти будет снова замедлена в той же степени, в какой она ускоряется перед своим приближением к противостоянию. Потому что это действие Солнца, которое при прохождении Луны от четверти к противостоянию заставляет ее быть необычайно ускоренной и уменьшает угол, который измеряет ее расстояние от противостояния; заставит Луну замедлить свой ход впоследствии и замедлит увеличение того же угла при ее прохождении от противостояния к следующей четверти; то есть предотвратит увеличение этого угла так быстро, как в противном случае. И таким образом Луна под действием Солнца на нее дважды ускоряется и дважды восстанавливается до своей первой скорости каждый круг, который она делает вокруг Земли. Это неравенство движения Луны вокруг Земли называется астрономами ее вариацией.
16. Следующий эффект Солнца на Луну заключается в том, что оно придает орбите Луны в четвертях большую степень кривизны, чем она получила бы от действия одной только Земли; и наоборот, в соединении и противостоянии орбита менее изогнута.
17. Когда Луна находится в соединении с Солнцем в точке D, Солнце притягивает Луну сильнее, чем Землю, Луна этим средством меньше устремляется к Земле, чем в противном случае, и поэтому орбита менее изогнута; ибо сила, посредством которой Луна устремляется к Земле, будучи той, посредством которой она отклоняется от прямолинейного курса, чем меньше эта сила, тем меньше она будет отклонена. Опять же, когда Луна находится в противостоянии в B, дальше удаленная от Солнца, чем Земля; следует тогда, хотя Земля и Луна обе постоянно опускаются к Солнцу, то есть тянутся Солнцем к нему самому из места, в которое они в противном случае переместились бы, все же Луна опускается с меньшей скоростью, чем Земля; настолько, что Луна за любой данный промежуток времени от прохождения ею точки противостояния меньше приблизится к Земле, чем в противном случае; то есть ее орбита по отношению к Земле приблизится к прямой линии. В последнюю очередь, когда Луна находится в четверти в F и одинаково удалена от Солнца, как Земля, мы заметили ранее, что Земля и Луна опускались бы с равным темпом к Солнцу, так что не произвели бы изменения этим опусканием в угле F A S; но длина линии F A должна по необходимости быть сокращена. Поэтому Луна при движении от F к соединению с Солнцем будет устремлена к Земле действием Солнца больше, чем она была бы одной Землей, если бы ни Земля, ни Луна не подвергались действию Солнца; так что этим дополнительным импульсом орбита делается более кривой, чем она была бы в противном случае. Тот же эффект будет произведен и в другой четверти.
18. Другой эффект действия Солнца, следующий из того, что мы сейчас объяснили, заключается в том, что, хотя Луна, не потревоженная Солнцем, могла бы двигаться по кругу, имеющему Землю своим центром; под действием Солнца, если бы Земля находилась в самой середине или центре орбиты Луны, все же Луна была бы ближе к Земле в новолуние и полнолуние, чем в четвертях. В этом, вероятно, поначалу покажется некоторая трудность, что Луна должна подходить ближе всего к Земле, где она меньше всего притягивается к ней, и быть дальше всего, когда больше всего притягивается. Что, однако, окажется очевидно следующим из той же причины, если рассмотреть то, что было показано в последний раз, что орбита Луны в соединении и противостоянии делается менее кривой; ибо чем менее крива орбита Луны, тем меньше Луна опустилась бы из места, в которое она переместилась бы без действия Земли. Теперь, если бы Луна двигалась из любого места без дальнейшего возмущения от этого действия, поскольку она продолжила бы движение по линии, которая коснулась бы ее орбиты в этом месте, она постоянно удалялась бы от Земли; и поэтому, если сила Земли на Луну достаточна, чтобы удерживать ее на том же расстоянии, это уменьшение той силы вызовет увеличение расстояния, хотя и в меньшей степени. Но, с другой стороны, в четвертях Луна, будучи прижата к Земле сильнее, чем одним действием Земли, будет заставлена приблизиться к ней; так что при прохождении от соединения или противостояния к четвертям Луна поднимается от Земли, а при прохождении от четвертей к соединению и противостоянию она снова опускается, становясь ближе в этих последних упомянутых местах, чем в других.
19. Все эти вышеупомянутые неравенства имеют разные степени, в зависимости от того, дальше или ближе Солнце от Земли; больше, когда Земля ближе всего к Солнцу, и меньше, когда она дальше всего. Ибо в четвертях, чем ближе Луна к Солнцу, тем больше прибавление к действию Земли на нее силой Солнца; и в соединении и противостоянии разница между действием Солнца на Землю и на Луну также настолько больше.
20. Эта разница в расстоянии между Землей и Солнцем производит дальнейший эффект на движение Луны; заставляя орбиту расширяться, когда она менее удалена от Солнца, и становиться больше, чем когда она на большем расстоянии. Ибо Исааком Ньютоном доказано, что действие Солнца, посредством которого оно уменьшает силу Земли над Луной в соединении или противостоянии, примерно вдвое больше, чем прибавление к действию Земли Солнцем в четвертях [188]; так что в целом сила Земли на Луну уменьшается Солнцем, и поэтому наиболее уменьшается, когда действие Солнца сильнее: но поскольку Земля своим приближением к Солнцу имеет свое влияние уменьшенным, Луна, будучи менее притягиваемой, будет постепенно удаляться от Земли; и поскольку Земля при своем удалении от Солнца восстанавливает постепенно свою прежнюю силу, орбита Луны должна снова сжаться. Отсюда следуют два последствия: Луна будет дальше всего от Земли, когда Земля ближе всего к Солнцу; и также будет затрачивать больше времени на совершение своего обращения через расширенную орбиту, чем через более сжатую.
21. Эти нерегулярности Солнце произвело бы в Луне, если бы Луна, не будучи подвержена неравному действию Солнца, описывала бы совершенный круг вокруг Земли и в плоскости движения Земли; но хотя ни одно из этих предположений не имеет места в движении Луны, все же вышеупомянутые неравенства будут иметь место, только с некоторой разницей в отношении их степени; но Луна, не двигаясь таким образом, подвержена также некоторым другим неравенствам. Ибо поскольку Луна описывает, вместо круга, концентричного Земле, эллипс с Землей в одном фокусе, этот эллипс будет подвержен различным изменениям. Он не может ни сохранять постоянно то же положение, ни ту же фигуру; и поскольку плоскость этого эллипса не та же, что у орбиты Земли, положение плоскости, в которой движется Луна, будет постоянно меняться; ни линия, по которой она пересекает плоскость орбиты Земли, ни наклонение плоскостей друг к другу не останутся на какое-либо время теми же. Все эти изменения предлагают себя теперь к объяснению.
22. Сначала я рассмотрю изменения, происходящие в плоскости орбиты Луны. Поскольку Луна движется не в той же плоскости, что и Земля, Солнце редко оказывается в плоскости лунной орбиты, а именно — только тогда, когда линия, образованная общим пересечением двух плоскостей, при продолжении проходит через Солнце, как показано на рис. 97, где S обозначает Солнце, T — Землю, A T B — орбиту Земли, описанную в плоскости этой схемы, C D E F — орбиту Луны, причем часть C D E приподнята над плоскостью этой схемы, а часть C F E опущена под нее. Здесь линия C E, по которой плоскость этой схемы, то есть плоскость орбиты Земли, и плоскость орбиты Луны пересекаются, при продолжении проходит через Солнце в точке S. Когда это происходит, действие Солнца направлено в плоскости орбиты Луны и не может вывести Луну из этой плоскости, что станет очевидным для любого, кто рассмотрит данную схему: ибо предположим, что Луна находится в G, и проведем прямую линию от G к S; Солнце притягивает Луну в направлении этой линии от G к S, но эта линия лежит в плоскости орбиты, и если ее продолжить от S за пределы G, то ее продолжение будет лежать в плоскости C D E, так как сама плоскость, если ее достаточно расширить, пройдет через Солнце. Но в других случаях наклон действия Солнца к плоскости орбиты будет вызывать постоянное изменение этой плоскости.
23. Предположим, во-первых, что линия, по которой пересекаются две плоскости, перпендикулярна линии, соединяющей Землю и Солнце. Пусть T (на рис. 98, 99, 100, 101) представляет Землю, S — Солнце, а плоскость этой схемы — плоскость движения Земли, в которой расположены и Солнце, и Земля. Пусть A C будет перпендикулярна S T, соединяющей Землю и Солнце, и пусть линия A C будет той линией, по которой плоскость орбиты Луны пересекает плоскость движения Земли. Опишем в плоскости движения Земли вокруг центра T окружность A B C D. А в плоскости орбиты Луны опишем окружность A E C F, одна половина которой, A E C, будет приподнята над плоскостью этой схемы, а другая половина, A F C, настолько же опущена под нее.
24. Теперь предположим, что Луна начинает движение из точки A (на рис. 98) в направлении плоскости A E C. Здесь она будет постоянно вытягиваться из этой плоскости действием Солнца, ибо эта плоскость A E C при продолжении не пройдет через Солнце, а пройдет над ним; так что Солнце, притягивая Луну непосредственно к себе, будет постоянно вынуждать ее все больше и больше отклоняться от этой плоскости в сторону плоскости движения Земли, в которой находится само Солнце, заставляя ее описывать линию A K G H I, которая будет выпуклой по отношению к плоскости A E C и вогнутой по отношению к плоскости движения Земли. Но здесь эту силу Солнца, которая, как говорят, притягивает Луну к плоскости движения Земли, следует понимать главным образом лишь как ту часть действия Солнца на Луну, которая превышает действие того же Солнца на Землю. Ибо предположим, что на предыдущий рисунок смотрит глаз, расположенный в плоскости этой схемы и на линии C T A со стороны A; плоскость A B C D будет выглядеть как прямая линия D T B (на рис. 102), а плоскость A E C F — как другая прямая линия F E, а кривая линия A K G H I — в виде линии T K G H I.
Теперь очевидно, что поскольку Земля и Луна притягиваются Солнцем, если бы действие Солнца на обе было одинаково сильным, Земля T, а вместе с ней и плоскость A E C F или линия F T E в этой схеме, перемещались бы к Солнцу с той же скоростью, что и Луна, и, следовательно, Луна не вытягивалась бы из нее действием Солнца, за исключением лишь небольшой непараллельности направления этого действия на Луну по отношению к направлению действия Солнца на Землю, которая возникает из-за нахождения Луны вне плоскости движения Земли и не является весьма значительной; но поскольку действие Солнца на Луну больше, чем на Землю, все то время, пока Луна находится ближе к Солнцу, чем Земля, она будет вытягиваться из плоскости A E C или линии T E этим избытком и вынуждена будет описывать кривую линию A G I или T G I. Однако у астрономов принято вместо рассмотрения Луны, движущейся по такой кривой линии, постоянно относить ее движение к плоскости, которая касается истинной линии, по которой она движется, в той точке, где Луна находится в данный момент. Так, когда Луна находится в точке A, ее движение рассматривается как происходящее в плоскости A E C, в направлении которой она тогда пытается двигаться; а когда она находится в точке K (на рис. 99), ее движение относится к плоскости, которая проходит через Землю и касается линии A K G H I в точке K. Таким образом, Луна при переходе от A к I будет постоянно изменять плоскость своего движения. Каким образом происходит это изменение, я теперь подробно объясню.
25. Пусть плоскость, которая касается линии A K I в точке K (на рис. 99), пересекает плоскость орбиты Земли по линии L T M. Тогда, поскольку линия A K I вогнута по отношению к плоскости A B C, она целиком лежит между этой плоскостью и плоскостью, касающейся ее в K; так что плоскость M K L пересечет плоскость A E C до того, как встретится с плоскостью движения Земли, предположим, по линии Y T, и точка A окажется между K и L. С полудиаметром, равным T Y или T L, опишем полуокружность L Y M. Теперь для наблюдателя на Земле Луна, находясь в A, будет казаться движущейся по окружности A E C F, а находясь в K, будет казаться движущейся по полуокружности L Y M. Движение Земли совершается в плоскости этой схемы, и для наблюдателя на Земле Солнце всегда будет казаться движущимся в этой плоскости. Мы можем, следовательно, отнести видимое движение Солнца к окружности A B C D, описанной в этой плоскости вокруг Земли. Но точки, где эта окружность, по которой, как кажется, движется Солнце, пересекает окружность, по которой в любой момент видна Луна, называются узлами лунной орбиты в это время. Когда Луна видна движущейся по окружности A E C D, точки A и C являются узлами орбиты; когда она появляется в полуокружности L Y M, тогда L и M являются узлами. Теперь здесь из сказанного видно, что пока Луна перемещалась от A к K, один из узлов переместился от A к L, а другой настолько же от C к M. Но движение от A к L и от C к M является попятным по отношению к движению Луны, которое происходит в другую сторону — от A к K и оттуда к C.
26. Далее, угол, который плоскость, в которой Луна в любой момент кажется движущейся, образует с плоскостью движения Земли, называется наклонением лунной орбиты в это время. И теперь я перейду к доказательству того, что это наклонение орбиты, когда Луна находится в K, меньше, чем когда она была в A; или что плоскость L Y M, которая касается линии движения Луны в K, образует меньший угол с плоскостью движения Земли или с окружностью A B C D, чем плоскость A E C с той же плоскостью. Полуокружность L Y M пересекает полуокружность A E C в Y; и дуга A Y меньше L Y, а обе вместе меньше половины окружности. Но авторами, пишущими по той части астрономии, которая называется учением о сфере, доказано, что когда треугольник образован, как здесь, тремя дугами окружностей A L, A Y и Y L, угол под Y A B вне треугольника больше угла под Y L A внутри, если две дуги A Y, Y L в сумме не составляют полуокружности; если две дуги составляют полную полуокружность, то два угла будут равны; но если две дуги в сумме превышают полуокружность, то внутренний угол под Y L A больше другого. Здесь, следовательно, поскольку две дуги A Y и L Y вместе меньше полуокружности, угол под A L Y меньше угла под B A E. Но из учения о сфере также очевидно, что угол под A L Y равен тому, под которым плоскость окружности L Y K M, то есть плоскость, касающаяся линии A K G H I в K, наклонена к плоскости движения Земли A B C; а угол под B A E равен тому, под которым плоскость A E C наклонена к той же плоскости. Следовательно, наклонение первой плоскости меньше наклонения второй.
27. Предположим теперь, что Луна продвинулась до точки G (на рис. 100) и в этой точке находится на расстоянии четверти всей окружности от своего узла; или, другими словами, находится посередине между двумя своими узлами. И в этом случае узлы отступят еще дальше, а наклонение орбиты еще более уменьшится: ибо предположим, что линия A K G H I касается в точке G плоскость, проходящую через Землю T: пусть пересечение этой плоскости с плоскостью движения Земли будет линией W T O, а линия T P — ее пересечением с плоскостью L K M. В этой плоскости опишем окружность N G O с полудиаметром T P или N T, пересекающую другую окружность L K M в P. Теперь линия A K G I выпукла по отношению к плоскости L K M, которая касается ее в K; и поэтому плоскость N G O, которая касается ее в G, пересечет другую касательную плоскость между G и K; то есть точка P попадет между этими двумя точками, а плоскость, продолженная до плоскости движения Земли, пройдет за пределы L; так что точки N и O, или места узлов, когда Луна находится в G, будут дальше от A и C, чем L и M, то есть переместятся дальше назад. Кроме того, наклонение плоскости N G O к плоскости движения Земли A B C меньше, чем наклонение плоскости L K M к той же плоскости; ибо здесь также две дуги L P и N P в сумме меньше полуокружности, каждая из этих дуг меньше четверти окружности; как это видно, поскольку G N, расстояние Луны в G от ее узла N, здесь предполагается равным четверти окружности.
28. После того как Луна прошла точку G, положение меняется; ибо тогда эти дуги будут больше четвертей окружности, благодаря чему наклонение снова увеличится, хотя узлы продолжают двигаться в ту же сторону. Предположим, что Луна находится в H (на рис. 101) и что плоскость, которая касается линии A K G I в H, пересекает плоскость движения Земли по линии Q T R, а плоскость N G O — по линии T V, и, кроме того, что в этой плоскости описана окружность Q H R; тогда, по той же причине, что и раньше, точка V попадет между H и G, а плоскость R V Q пройдет за пределы последней плоскости O V N, заставляя точки Q и R оказаться дальше от A и C, чем N и O. Но дуги N V, V Q каждая больше четверти окружности, N V, наименьшая из них, больше G N, которая является четвертью окружности; и поэтому две дуги N V и V Q вместе превышают полуокружность; следовательно, угол под B Q V будет больше, чем угол под B N V.
29. В последнюю очередь, когда Луна этим притяжением Солнца в конце концов втягивается в плоскость движения Земли, узел отступит еще дальше, а наклонение настолько увеличится, что станет несколько больше, чем вначале: ибо линия A K G H I, будучи выпуклой по отношению ко всем плоскостям, которые ее касаются, часть H I целиком ляжет между плоскостью Q V R и плоскостью A B C; так что точка I попадет между B и R; и при проведении I T W точка W окажется дальше удаленной от A, чем Q. Но очевидно, что плоскость, которая проходит через Землю T и касается линии A G I в точке I, пересечет плоскость движения Земли A B C D по линии I T W и будет наклонена к ней под углом под H I B; так что узел, который сначала был в A, после прохождения в L, N и Q, наконец попадает в точку W; как узел, который сначала был в C, последовательно прошел оттуда через точки M, O и R к I: но угол под H I B, который теперь является наклонением орбиты к плоскости эклиптики, явно не меньше угла под E C B или E A B, а скорее несколько больше.
30. Таким образом, Луна в рассматриваемом нами случае, пока она проходит от плоскости движения Земли в четверти, пока снова не вернется в ту же плоскость, имеет узлы своей орбиты, постоянно движущиеся назад, а наклонение ее орбиты сначала уменьшается, а именно — пока она не дойдет до G на рис. 100, что близко к ее соединению с Солнцем, но впоследствии снова увеличивается почти на те же величины, пока по прибытии Луны снова к плоскости движения Земли наклонение орбиты не восстановится до величины, несколько большей, чем его первоначальная величина, хотя разница не очень велика, поскольку точки I и C находятся недалеко друг от друга.