Permainan dengan fasa Bulan dan gerhana sebenar — malah dilihat dari Bulan

Openworld ialah sandbox voxel di seluruh planet bulat — berjalan lurus dan kamu kembali ke tempat kamu bermula — dengan Bulan yang boleh kamu terbangi. Di Mac (asli untuk Apple Silicon), Windows dan Linux. Panduan ini tentang langit itu: kenapa Bulan bertukar bentuk, kenapa gerhana jarang berlaku di Bumi yang sebenar tetapi kerap dalam permainan, dan apa yang kamu nampak apabila menontonnya dari Bulan.

Bagaimana fasa Bulan berfungsi pada orbit sebenar?

Bulan tidak mempunyai fasa sendiri. Ia sebuah bola, dan Matahari sentiasa menyinari tepat separuh daripadanya. Yang berubah ialah sudut kamu memandang separuh itu. Apabila Bulan berada di antara kamu dan Matahari, separuh yang terang menghadap jauh: Bulan baharu. Apabila ia berada di sisi jauh Bumi, kamu melihat separuh yang terang itu dari depan: Bulan purnama. Di antaranya, kamu melihat sebahagian sisi siang dan sebahagian sisi malam: sabit, suku, Bulan cembung. Bahagian yang terang ialah (1 + cos α) / 2, dengan α ialah sudut Matahari–Bulan–Bumi.

Openworld melakukan tepat begitu. Permainan mengira di mana Matahari, Bumi dan Bulan berada pada setiap saat, daripada orbit mereka (persamaan Kepler, dengan kesipian sebenar), dan melukis Bulan sebagai sfera sebenar, piksel demi piksel, disinari dari arah Matahari. Tiada fasa yang dilukis di mana-mana: sabit ialah bayang sebuah bola. Dan kerana ia geometri, pengiraan yang sama berfungsi sebaliknya: berdiri di Bulan, kamu melihat fasa Bumi — Bumi purnama apabila langit Bumi menunjukkan Bulan baharu, dan seterusnya.

• 25 minuntuk satu hari di Bumi
• 29.5hari dari satu Bulan baharu ke yang seterusnya
• ≈ 12 j 20masa sebenar bagi setiap bulan lunar
• 365hari dalam setahun (kira-kira 6 hari sebenar)

Bagaimana ini muat dalam sebuah permainan? Seluruh sistem suria diskalakan: jarak dibahagi 6.371 (Bumi berjejari 1,000 km) dan tempoh dibahagi 57.6 (sehari berlangsung 25 minit). Kedua-duanya mengecil bersama, jadi geometri langit kekal benar: sudut antara jasad, fasanya dan 29.5 hari dalam sebulan adalah yang sebenar.

Kenapa tiada gerhana setiap bulan?

Setiap Bulan baharu, Bulan melintas di antara Bumi dan Matahari. Setiap Bulan purnama, ia melintas di belakang Bumi. Jadi kenapa di Bumi yang sebenar tiada dua gerhana sebulan? Kerana orbit Bulan condong kira-kira 5.1° berbanding orbit Bumi mengelilingi Matahari (ekliptik). Pada kebanyakan bulan, Bulan menyelinap tepat di atas atau di bawah garis antara Matahari dan Bumi, dan bayang-bayang tersasar.

Kedua-dua orbit itu bersilang pada dua titik yang dipanggil nod. Gerhana hanya boleh berlaku apabila Bulan baharu atau purnama jatuh dekat sebuah nod — yang berlaku semasa dua musim gerhana setahun, berjarak kira-kira 173 hari. Itulah sebabnya Bumi yang sebenar mengalami antara 4 hingga 7 gerhana setahun, bukan 24.

Gerhana matahari lawan gerhana bulan: apa yang kamu nampak dalam permainan

Gerhana matahari berlaku pada Bulan baharu: Bulan menutup Matahari bagi mereka yang berdiri dalam bayangnya. Gerhana bulan berlaku pada Bulan purnama: Bulan memasuki bayang Bumi, dan semua orang di sisi malam melihatnya. Setiap bayang ada dua bahagian. Dalam umbra, Matahari tertutup sepenuhnya. Dalam penumbra di sekelilingnya, hanya sebahagian cakera Matahari yang tertutup.

Semasa gerhana matahari

Permainan mengukur, dari tempat kamu berdiri, berapa banyak cakera Matahari yang tersembunyi, dengan pertindihan berbentuk kanta seperti yang digunakan planetarium. Itu menghasilkan gerhana separa, penuh atau anulus (apabila Bulan sedikit terlalu jauh untuk menutup seluruh Matahari — seperti di Bumi, ia bergantung pada jarak Bulan pada orbit elipsnya). Fasa separa berlangsung kira-kira dua minit pada setiap sisi; tempoh penuhnya sendiri hanya berlangsung beberapa saat, kerana masa permainan berjalan 57.6 kali lebih pantas daripada masa kita.

Dan cahaya pun mengikut. Cahaya siang dunia ialah ketinggian Matahari didarab bahagian cakeranya yang kelihatan, jadi semasa gerhana penuh rupa bumi, langit dan makhluk semuanya menjadi gelap; mahkota cahaya, korona, muncul di sekeliling Bulan yang hitam. Otak makhluk-makhluk itu membaca cahaya siang yang sama: di bawah suku daripada cahaya penuh, penjana kemunculan mengira ia sebagai malam, jadi makhluk malam boleh muncul pada waktu tengah hari, dan yang terbakar dalam cahaya matahari mendapat kelonggaran. Panel suria semasa gerhana juga menghasilkan kurang: keluarannya mengikut cahaya yang sama.

Semasa gerhana bulan — dan kenapa Bulan sebenar menjadi merah

Di sisi malam, Bulan purnama memasuki bayang Bumi dan menjadi gelap, bermula dari satu tepi, kemudian keseluruhannya. Pada hakikatnya, ia tidak menjadi hitam: ia menjadi merah tembaga. Atmosfera Bumi membengkokkan sedikit cahaya matahari ke dalam umbra, dan di sepanjang jalan udara menyerakkan warna biru (sebab yang sama langit senja berwarna merah). Bulan yang digerhanai sepenuhnya disinari oleh semua matahari terbit dan terbenam di Bumi serentak.

Bagaimana rupa gerhana matahari dari Bulan?

Inilah bahagian yang indah: gerhana bulan yang dilihat dari Bumi ialah gerhana matahari yang dilihat dari Bulan. Berdiri di Bulan pada saat itu dan kamu nampak Bumi melintas di depan Matahari. Dari sana, Bumi kelihatan selebar kira-kira 1.9°, 3.7 kali lebih lebar daripada Matahari, jadi ia menutupnya dengan mudah, dan jauh lebih lama daripada Bulan pernah menutupnya dari Bumi. Apabila Matahari hilang, satu cincin nipis menyala di sekeliling Bumi yang hitam: atmosferanya, berbara dengan setiap matahari terbit dan terbenam. Cincin itulah yang mewarnakan Bulan merah apabila dilihat dari bawah.

Dalam Openworld ia berfungsi mengikut peraturan yang sama, kerana pengiraan gerhana memerhatikan setiap jasad di antara kamu dan Matahari: di Bulan, jasad itu ialah Bumi. Cakera Matahari ditutup, langit lunar yang hitam menjadi lebih gelap lagi, cahaya pada tanah kelabu menurun. Dan sebaliknya, semasa gerhana matahari di Bumi, pandanglah ke atas dari Bulan: Bumi penuh, dengan bayang Bulan menyelinap melintasinya. Untuk berdiri di sana sendiri, lihat cara pergi berdiri di Bulan, dengan graviti rendahnya dan Bumi tergantung di langit hitam — dan untuk sampai ke sana, bina roket kamu.

Dari Bulan, Bumi hampir tidak bergerak di langit: Bulan sentiasa menunjukkan wajah yang sama kepadanya. Siang dan malam berlalu, Bumi melalui fasanya, tetapi ia tergantung di tempat yang sama di atas ufuk.

Gerhana pada setiap jasad (dan Marikh?)

Permainan ini tiada senarai “gerhana untuk dimainkan”. Sistem suria-nya ialah senarai jasad — hari ini Matahari, Bumi dan Bulan — masing-masing pada orbitnya, dan bagi mana-mana titik pada mana-mana dunia, ia bertanya: jasad mana yang berdiri di antara saya dan Matahari, dan berapa banyak yang mereka tutup? Bayang-bayang turut dilukis pada jasad-jasad di langit: dari Bumi kamu menonton gerhana memakan Bulan, dari Bulan kamu nampak tompok gelap menyelinap melintasi Bumi. Marikh belum ada dalam permainan; apabila dunia lain tiba, gerhananya ikut sama, tanpa kod gerhana baharu.

Bilakah gerhana seterusnya dalam dunia saya?

Dalam permainan tiada kalendar gerhana: langit itulah kalendarnya. Memandangkan ada satu gerhana setiap jenis pada setiap bulan lunar, bacalah Bulan:

• Sabit nipis, kemudian tiada Bulan langsung: Bulan baharu akan tiba — gerhana matahari akan melintasi sebahagian sisi siang. Gerhana penuh hanya kelihatan di sepanjang laluan sempit; di tempat lain, ia separa.
• Bulan yang makin bulat setiap malam: kira-kira dua minggu kemudian, Bulan purnama membawa gerhana bulan, kelihatan dari seluruh sisi malam.
• Satu kitaran mengambil masa 29.5 hari permainan, kira-kira 12 jam bermain. Tontonlah dengan teropong (×4) atau pasang teleskop pada tripodnya (×16) untuk melihat butiran bayangnya.
• Jangan sekali-kali berpaling untuk melihat korona: ia hanya kelihatan dalam beberapa saat gerhana penuh.

Siang, malam dan cuaca di sekelilingnya

Gerhana berlaku pada siang dan malam yang sebenar. Bumi berputar dalam 25 minit, Matahari terbit di timur, paksinya condong 23.44° seperti kita, jadi berhampiran kutub kamu mendapat matahari tengah malam dan malam kutub tanpa kod khas. Fajar dan senja mewarnai langit ke arah Matahari, malam penuh bintang. Apabila semua pemain di Bumi sudah tidur, malam berlalu. Di Bulan, sehari berlangsung sebulan lunar penuh: dua minggu cahaya, dua minggu malam.

Di Bumi, awan, hujan, salji dan ribut bergerak merentasi daratan dalam barisan selebar beberapa kilometer — dan boleh menyembunyikan gerhana kamu. Bulan tiada udara, jadi tiada cuaca: langit hitam, sentiasa cerah.

Apa yang disimulasikan permainan, dan apa yang dipermudahkan

Openworld ialah permainan dahulu: ada pilihan yang wujud supaya kamu sempat melihat sesuatu. Tetapi semua yang kamu lihat di langitnya datang daripada kedudukan bola-bola sebenar di angkasa, itulah sebabnya sabit, bayang atau gerhana sentiasa muncul di tempat fizik menetapkannya. Kalau kamu suka itu, panduan langit dan angkasa yang lain pergi lebih jauh — roket, Bulan, terbang.