Et spill med ekte månefaser og formørkelser — selv sett fra Månen

Openworld er en voxel-sandkasse på en hel, rund planet — gå rett frem, så kommer du tilbake dit du startet — med en måne du kan fly til. På Mac (innebygd for Apple Silicon), Windows og Linux. Denne guiden handler om den himmelen: hvorfor Månen skifter form, hvorfor formørkelser er sjeldne på den ekte Jorden og hyppige i spillet, og hva du ser når du følger med på en fra Månen.

Hvordan fungerer månefaser i en ekte bane?

Månen har ingen faser av seg selv. Den er en kule, og Solen lyser alltid opp nøyaktig den ene halvdelen. Det som endrer seg, er vinkelen du ser den halvdelen fra. Når Månen står mellom deg og Solen, vender den opplyste halvdelen bort: nymåne. Når den er på den andre siden av Jorden, ser du den opplyste halvdelen rett forfra: fullmåne. Mellom disse ser du en del av dagsiden og en del av nattsiden: måneskiver, kvarter, nesten fulle måner. Den opplyste andelen er rett og slett (1 + cos α) / 2, der α er vinkelen Sol–Måne–Jord.

Openworld gjør akkurat det. Spillet regner ut hvor Solen, Jorden og Månen er i hvert øyeblikk, ut fra banene deres (Keplers ligninger, med de ekte eksentrisitetene), og tegner Månen som en ekte kule, piksel for piksel, lyst opp fra Solens retning. Ingen malte faser noe sted: månesigden er skyggen av en kule. Og fordi det er geometri, fungerer den samme utregningen motsatt vei: står du på Månen, ser du Jordens faser — en full Jord når Jordens himmel viser nymåne, og så videre.

• 25 minfor ett døgn på Jorden
• 29,5døgn fra én nymåne til den neste
• ≈ 12 t 20i virkelig tid per månemåned
• 365dager i et år (omtrent 6 virkelige dager)

Hvordan går det an i et spill? Hele solsystemet er skalert: avstander deles på 6,371 (Jorden har en radius på 1 000 km) og varigheter på 57,6 (en dag varer 25 minutter). Begge krymper sammen, så himmelens geometri forblir sann: vinklene mellom himmellegemene, fasene deres og månedens 29,5 dager er de ekte.

Hvorfor har vi ikke formørkelse hver måned?

Ved hver nymåne passerer Månen mellom Jorden og Solen. Ved hver fullmåne passerer den bak Jorden. Så hvorfor blir det ikke to formørkelser i måneden på den ekte Jorden? Fordi Månens bane er tiltet omtrent 5,1° i forhold til Jordens bane rundt Solen (ekliptikken). De fleste måneder glir Månen like over eller like under linjen mellom Solen og Jorden, og skyggene bommer.

De to banene krysser hverandre i to punkter som kalles noder. En formørkelse kan bare skje når en nymåne eller fullmåne faller nær en node — noe som skjer i to formørkelsessesonger i året, med omtrent 173 døgn mellom. Derfor ser den ekte Jorden mellom 4 og 7 formørkelser i året, ikke 24.

Sol- og måneformørkelse: det du ser i spillet

En solformørkelse skjer ved nymåne: Månen skjuler Solen for dem som står i skyggen. En måneformørkelse skjer ved fullmåne: Månen går inn i Jordens skygge, og alle på nattsiden ser det. Hver skygge har to deler. I kjerneskyggen er Solen helt skjult. I halvskyggen rundt den er bare en del av solskiven dekket.

Under en solformørkelse

Spillet måler, fra stedet der du står, hvor mye av solskiven som er skjult, med den samme linseformede overlappingen et planetarium ville brukt. Det gir en delvis, total eller ringformet formørkelse (når Månen er litt for langt unna til å dekke hele Solen — som på Jorden avhenger det av Månens avstand i den elliptiske banen). De delvise fasene varer omtrent to minutter på hver side; selve totaliteten varer bare sekunder, fordi spillets tid går 57,6 ganger raskere enn vår.

Og lyset følger med. Verdens dagslys er Solens høyde multiplisert med den synlige delen av skiven, så under totaliteten blir terrenget, himmelen og skapningene mørke; en krans av lys, koronaen, dukker opp rundt den svarte Månen. Skapningenes hjerner leser det samme dagslyset: under en fjerdedel av fullt lys regner spawneren det som natt, så nattskapninger kan dukke opp midt på dagen, og de som brenner i sollys, får en pause. Solcellepaneler under en formørkelse produserer også mindre: effekten deres følger det samme lyset.

Under en måneformørkelse — og hvorfor den ekte Månen blir rød

På nattsiden går fullmånen inn i Jordens skygge og mørkner, først fra den ene kanten, så over det hele. I virkeligheten blir den ikke svart: den blir kobberrød. Jordens atmosfære bøyer litt sollys inn i kjerneskyggen, og på veien sprer luften bort det blå (samme grunn til at solnedganger er røde). En totalt formørket måne lyses opp av alle soloppganger og solnedganger på Jorden på én gang.

Hvordan ser en solformørkelse ut fra Månen?

Her kommer den vakre delen: en måneformørkelse sett fra Jorden er en solformørkelse sett fra Månen. Står du på Månen i det øyeblikket, ser du Jorden gå foran Solen. Derfra ser Jorden omtrent 1,9° bred ut, 3,7 ganger bredere enn Solen, så den dekker den lett, og mye lenger enn Månen noen gang dekker den fra Jorden. Når Solen forsvinner, lyser en tynn ring opp rundt den svarte Jorden: atmosfæren, glødende av alle soloppgangene og solnedgangene. Den ringen er det som maler Månen rød sett nedenfra.

I Openworld fungerer det etter samme regel, fordi formørkelsesberegningen ser på hvert legeme mellom deg og Solen: på Månen er Jorden det legemet. Solskiven dekkes, den svarte månehimmelen blir enda mørkere, lyset på den grå bakken faller. Og omvendt, under en solformørkelse på Jorden: se opp fra Månen, så er Jorden full, med Månens skygge som glir over den. For å stå der selv, les hvordan du går på Månen, med den lave tyngdekraften og Jorden hengende i en svart himmel — og for å komme dit, bygg raketten din.

Fra Månen beveger Jorden seg nesten ikke på himmelen: Månen viser den alltid samme side. Dag og natt går, Jorden går gjennom fasene sine, men den henger på samme sted over horisonten.

Formørkelser på hvert legeme (og hva med Mars?)

Spillet har ingen liste over «formørkelser å spille». Solsystemet er en liste over legemer — i dag Solen, Jorden og Månen — hver i sin bane, og for ethvert punkt på en hvilken som helst verden spør det: hvilke legemer står mellom meg og Solen, og hvor mye av den skjuler de? Skyggene tegnes også på legemene på himmelen: fra Jorden ser du formørkelsen ete seg inn i Månen, fra Månen ser du en mørk flekk gli over Jorden. Mars er ikke i spillet ennå; når en ny verden kommer, følger formørkelsene dens med, uten noen ny formørkelseskode.

Når kommer den neste formørkelsen i verdenen min?

Spillet har ingen formørkelseskalender: himmelen er kalenderen. Siden det er én formørkelse av hver sort hver månemåned, kan du lese Månen:

• En tynn sigd, så ingen måne i det hele tatt: nymånen nærmer seg — en solformørkelse vil krysse en del av dagsiden. Totaliteten er bare synlig langs et smalt spor; andre steder er den delvis.
• En måne som blir rundere for hver natt: omtrent to uker senere kommer fullmånen med en måneformørkelse, synlig fra hele nattsiden.
• Én syklus tar 29,5 spilldøgn, omtrent 12 timers spilling. Se med en kikkert (×4) eller sett opp et teleskop på stativet (×16) for å se detaljene i skyggen.
• Aldri se bort når koronaen kommer: den vises bare i sekundene totaliteten varer.

Dag, natt og vær rundt det hele

Formørkelsene går på en ekte dag og natt. Jorden roterer på 25 minutter, Solen står opp i øst, aksen er skråstilt med 23,44° som vår, så nær polene får du midnattssol og polarnatt uten noen spesiell kode. Daggry og skumring farger himmelen mot Solen, natten er full av stjerner. Når alle spillere på Jorden ligger i sengen, går natten over. På Månen varer en dag en hel månemåned: to uker med lys, to uker med natt.

På Jorden driver skyer, regn, snø og stormer over landet i fronter noen kilometer brede — og kan skjule formørkelsen din. Månen har ingen luft, altså ikke noe vær: en svart himmel, alltid klar.

Hva spillet simulerer, og hva det forenkler

Openworld er først og fremst et spill: noen valg finnes for at du faktisk skal få se tingene. Men alt du ser på himmelen, kommer fra posisjonene til ekte kuler i rommet, og derfor dukker en sigd, en skygge eller en formørkelse alltid opp der fysikken sier den skal. Likte du dette, går de andre guidene om himmel og rom lenger — raketter, Månen, flyging.