Hoy, casi todas las personas que vivimos en la Tierra sabemos que la Tierra tiene, aproximadamente, la forma de una esfera. Sin embargo, no siempre ha sido así. Hubo períodos en la historia de la Humanidad en que ninguna persona supo que la tierra era redonda y otros períodos en que sólo algunas personas, una franca minoría, sabía que la Tierra es esférica. Incluso ahora, que prácticamente todo el mundo sabe que la Tierra es redonda, muy pocos saben cuál es el tamaño de la Tierra o, en otras palabras, cuál es el radio de la Tierra. Más adelante, aprenderemos a determinar el radio de la Tierra, y llevaremos a cabo mediciones que nos permitirán establecer el valor del radio de la Tierra.
Pero antes, para situar adecuadamente el entorno de la Tierra en el Sistema Solar, comenzaremos por estudiar cómo se producen las fases de la Luna y cómo se manifiesta la influencia de la Luna y del Sol en las mareas.
Para simplificar nuestro estudio del sistema solar comenzaremos por analizar las relaciones entre la Tierra, el Sol y la Luna.
La Tierra se desplaza en torno al Sol en una órbita (elíptica) cercana a una circunferencia. La Tierra se demora algo más de 365 días (un año) en describir una vuelta completa. Además, la Tierra gira en torno a su eje que pasa por los Polos Norte y Sur aproximadamente cada 24 horas (una vez al día). El eje de rotación de la Tierra está inclinado con respecto al plano en el que la Tierra se desplaza alrededor del Sol y forma un ángulo de aproximadamente 66,5° con respecto a ese plano. Las distintas estaciones del año: Primavera, Verano, Otoño e Invierno, son causadas por esta inclinación y por el desplazamiento de la Tierra en torno al Sol. La rotación diaria de la Tierra, en torno a su eje, produce el día y la noche.
La Luna, por su parte, también tiene movimientos de traslación en torno a la Tierra en una órbita elíptica (casi circular) y de rotación en torno a su propio eje. La traslación de la Luna en torno a la Tierra da origen a las distintas fases de la Luna. Los planos en los que la Tierra orbita en torno al Sol y la Luna orbita en torno a la Tierra son cercanos, aunque no coinciden. Estos planos forman un ángulo de aproximadamente 5° entre ellos. Este hecho es crucial para entender las relaciones y las diferencias entre las fases de la Luna y los eclipses de Sol y de Luna
La rotación de la Luna en torno a su eje se produce de manera tal que la Luna presenta a la Tierra siempre la misma cara.
A continuación se presenta un juego interactivo que permite entender cómo se producen las distintas fases de la Luna.
Salvo en las muy especiales ocasiones en las que se producen eclipses, los rayos del Sol iluminan aproximadamente la mitad de las superficies tanto de la Tierra como de la Luna. La porción iluminada de la Tierra corresponde al día y la parte obscura a la noche. De este modo, la iluminación de la Luna es la misma para todas las fases de la Luna. En otras palabras la Luna, está igualmente iluminada para la Luna Nueva, la Luna Cuarto Creciente, la Luna Llena, la Luna Cuarto Menguante y todas las situaciones intermedias. Lo que cambia es la posición relativa de su porción iluminada con respecto a los territorios que están en la noche de la Tierra.
Es preciso aclarar que, en este juego, las ilustraciones utilizadas no respetan las relaciones reales entre los tamaños relativos del Sol, la Tierra, la Luna y las distintas distancias entre ellos.
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