لعبة فيها أطوار قمر وكسوف حقيقية — حتى وأنت على القمر

Openworld لعبة ساندبوكس فوكسل على كوكب كروي كامل — امشِ في خط مستقيم وستعود إلى حيث بدأت — وفيها قمر يمكنك الطيران إليه. على Mac (أصلية على Apple Silicon) وWindows وLinux. هذا الدليل عن تلك السماء: لماذا يتغير شكل القمر، ولماذا الكسوف نادر على الأرض الحقيقية وكثير في اللعبة، وماذا ترى حين تشاهد كسوفًا من القمر.

كيف تعمل أطوار القمر على مدار حقيقي؟

ليس للقمر أطوار خاصة به. إنه كرة، والشمس تضيء دائمًا نصفها بالضبط. ما يتغير هو الزاوية التي ترى منها ذلك النصف. حين يقع القمر بينك وبين الشمس، يكون نصفه المضاء متجهًا بعيدًا عنك: محاق. وحين يكون في الجهة البعيدة من الأرض، ترى نصفه المضاء وجهًا لوجه: بدر. وبين الحالتين ترى جزءًا من الجانب النهاري وجزءًا من الجانب الليلي: أهلّة وتربيعات وأقمار أحدب. الكسر المضاء هو ببساطة (1 + cos α) / 2، حيث α هي زاوية الشمس–القمر–الأرض.

Openworld تفعل ذلك تمامًا. تحسب اللعبة موضع الشمس والأرض والقمر في كل لحظة من مداراتها (معادلات كبلر، بالانحرافات المركزية الحقيقية)، وترسم القمر كرة حقيقية، بكسل ببكسل، مضاءة من اتجاه الشمس. لا أطوار مرسومة في أي مكان: الهلال هو ظل كرة. ولأنها هندسة، يعمل الحساب نفسه في الاتجاه المعاكس: وأنت واقف على القمر ترى أطوار الأرض — أرضًا كاملة حين تُظهر سماء الأرض محاقًا، وهكذا.

• 25 دليوم واحد على الأرض
• 29.5يومًا من محاق إلى المحاق التالي
• ≈ 12 ساعة و20 دقيقةمن الزمن الحقيقي للشهر القمري
• 365يومًا في السنة (نحو 6 أيام حقيقية)

كيف يتسع ذلك في لعبة؟ المجموعة الشمسية كلها مصغَّرة: المسافات مقسومة على 6.371 (نصف قطر الأرض 1000 كم) والمدد على 57.6 (يدوم اليوم 25 دقيقة). يتقلصان معًا، فتبقى هندسة السماء صحيحة: الزوايا بين الأجرام وأطوارها والـ29.5 يومًا من الشهر هي الحقيقية.

لماذا لا يحدث كسوف كل شهر؟

عند كل محاق يمرّ القمر بين الأرض والشمس. وعند كل بدر يمرّ خلف الأرض. فلماذا لا يقع كسوفان في الشهر على الأرض الحقيقية؟ لأن مدار القمر مائل بنحو 5.1° عن مدار الأرض حول الشمس (دائرة البروج). في معظم الشهور ينزلق القمر فوق الخط الواصل بين الشمس والأرض بقليل أو تحته بقليل، فتخطئ الظلال.

يتقاطع المداران في نقطتين تُسمّيان العقدتين. ولا يمكن أن يقع كسوف إلا حين يحلّ محاق أو بدر قرب إحدى العقدتين — وهذا يحدث خلال موسمَي كسوف في السنة، يفصل بينهما نحو 173 يومًا. لهذا ترى الأرض الحقيقية ما بين 4 و7 كسوفات في السنة، لا 24.

الكسوف الشمسي والخسوف القمري: ما تراه في اللعبة

الكسوف الشمسي يحدث عند المحاق: يحجب القمر الشمس عن الواقفين في ظله. والخسوف القمري يحدث عند البدر: يدخل القمر ظلّ الأرض، فيراه كل من في الجانب الليلي. ولكل ظل جزآن. في الظل الكامل تُحجب الشمس تمامًا. وفي شبه الظل حوله يُغطّى جزء من قرص الشمس فقط.

أثناء الكسوف الشمسي

تقيس اللعبة، من موضع وقوفك، كم من قرص الشمس محجوب، بالتقاطع العدسي نفسه الذي يستخدمه القبة السماوية (البلانيتاريوم). فينتج كسوف جزئي أو كلي أو حلقي (حين يكون القمر بعيدًا قليلًا فلا يغطي الشمس كلها — كما على الأرض، يتوقف ذلك على مسافة القمر على مداره الإهليلجي). تدوم الأطوار الجزئية نحو دقيقتين على كل جانب؛ أما الكلية نفسها فثوانٍ فقط، لأن زمن اللعبة يجري أسرع من زمننا بـ57.6 مرة.

والضوء يتبع ذلك. ضوء النهار في العالم هو ارتفاع الشمس مضروبًا في الجزء المرئي من قرصها، فخلال الكلّية تُظلم التضاريس والسماء والكائنات كلها؛ ويظهر تاج من الضوء، هو الإكليل، حول القمر الأسود. وأدمغة الكائنات تقرأ ضوء النهار نفسه: دون ربع الضوء الكامل يحسبه مولّد الكائنات ليلًا، فقد تظهر كائنات الليل في منتصف النهار، وتنال تلك التي تحترق بضوء الشمس فسحة. الألواح الشمسية أثناء الكسوف تنتج أقل أيضًا: إنتاجها يتبع الضوء نفسه.

أثناء الخسوف القمري — ولماذا يحمرّ القمر الحقيقي

في الجانب الليلي يدخل البدر ظلّ الأرض فيعتم، من حافة واحدة أولًا ثم كله. وفي الواقع لا يسودّ: بل يصير أحمر نحاسيًا. يحني غلاف الأرض الجوي قليلًا من ضوء الشمس إلى الظل الكامل، وفي الطريق يبعثر الهواء الأزرق بعيدًا (للسبب نفسه الذي تحمرّ به الغروب). القمر المخسوف كليًّا يضيئه كل شروق وغروب على الأرض في آن واحد.

كيف يبدو الكسوف الشمسي من القمر؟

وهنا الجزء الجميل: الخسوف القمري كما يُرى من الأرض هو كسوف شمسي كما يُرى من القمر. قف على القمر في تلك اللحظة فترى الأرض تمرّ أمام الشمس. من هناك تبدو الأرض بعرض 1.9° تقريبًا، أعرض من الشمس بـ3.7 مرات، فتغطيها بسهولة، ولمدة أطول بكثير مما يغطيها القمر من الأرض. وحين تختفي الشمس تُضاء حلقة رقيقة حول الأرض السوداء: غلافها الجوي، متوهجًا بكل شروق وغروب. وتلك الحلقة هي التي تصبغ القمر بالأحمر كما يُرى من الأسفل.

وفي Openworld يجري الأمر بالقاعدة نفسها، لأن حساب الكسوف ينظر إلى كل جرم بينك وبين الشمس: على القمر، الأرض هي ذلك الجرم. يُغطّى قرص الشمس، وتزداد سماء القمر السوداء عتمة، ويهبط الضوء على الأرض الرمادية. وبالعكس، أثناء كسوف شمسي على الأرض، انظر إلى الأعلى من القمر: الأرض مكتملة، وظل القمر ينزلق عبرها. لتقف هناك بنفسك، انظر كيف تقف على القمر، بجاذبيته المنخفضة والأرض معلّقة في سماء سوداء — وللوصول إليه، ابنِ صاروخك.

من القمر، تكاد الأرض لا تتحرك في السماء: القمر يريها دائمًا الوجه نفسه. يمرّ النهار والليل، وتمرّ الأرض بأطوارها، لكنها تبقى معلّقة في الموضع نفسه فوق الأفق.

الكسوف على كل جرم (وماذا عن المريخ؟)

ليس في اللعبة قائمة «كسوفات للعب». مجموعتها الشمسية قائمة أجرام — اليوم الشمس والأرض والقمر — كلٌّ على مداره، ولأي نقطة على أي عالم تسأل: أي الأجرام يقف بيني وبين الشمس، وكم يحجب منها؟ والظلال تُرسم على الأجرام في السماء أيضًا: من الأرض تشاهد الكسوف يقضم القمر، ومن القمر ترى بقعة داكنة تنزلق عبر الأرض. المريخ ليس في اللعبة بعد؛ وحين يصل عالم آخر تأتي كسوفاته معه، دون شيفرة كسوف جديدة.

متى الكسوف التالي في عالمي؟

ليس في اللعبة تقويم كسوف: السماء هي التقويم. وبما أن لكل نوع كسوفًا في كل شهر قمري، فاقرأ القمر:

• هلال رفيع، ثم لا قمر على الإطلاق: المحاق قادم — وكسوف شمسي سيعبر جزءًا من الجانب النهاري. الكلّية لا تُرى إلا على مسار ضيق؛ وفي غيره يكون الكسوف جزئيًا.
• قمر يزداد استدارة كل ليلة: بعد نحو أسبوعين يأتي البدر بـخسوف قمري، يُرى من الجانب الليلي كله.
• تستغرق الدورة الواحدة 29.5 يوم لعب، أي نحو 12 ساعة لعب. شاهد بـمنظار (×4) أو انصب تلسكوبًا على حامله (×16) لترى تفاصيل الظل.
• لا تُشِح بنظرك عن الإكليل: لا يظهر إلا خلال ثواني الكلّية.

النهار والليل والطقس من حوله

الكسوفات تجري على نهار وليل حقيقيين. تدور الأرض في 25 دقيقة، وتشرق الشمس من الشرق، ومحورها مائل بـ23.44° مثل محورنا، فقرب القطبين تحصل على شمس منتصف الليل وليل قطبي دون أي شيفرة خاصة. الفجر والغسق يصبغان السماء باتجاه الشمس، والليل مليء بالنجوم. وحين يكون كل لاعبي الأرض في الفراش، ينقضي الليل. وعلى القمر يدوم النهار شهرًا قمريًا كاملًا: أسبوعان من الضوء وأسبوعان من الليل.

على الأرض، تنجرف السحب والمطر والثلج والعواصف فوق اليابسة في جبهات بعرض بضعة كيلومترات — وقد تحجب كسوفك. والقمر بلا هواء، فلا طقس: سماء سوداء، صافية دائمًا.

ما تحاكيه اللعبة وما تبسّطه

Openworld لعبة أولًا: بعض الخيارات موجودة كي ترى الأشياء فعلًا. لكن كل ما تراه في سمائها ينبع من مواضع كرات حقيقية في الفضاء، ولهذا يظهر الهلال أو الظل أو الكسوف دائمًا حيث تقول الفيزياء إنه يجب أن يظهر. إن أعجبك هذا، فبقية أدلة السماء والفضاء تذهب أبعد — الصواريخ والقمر والطيران.