月球自轉

月球自轉

月球公轉時在離心力的作用下重心外偏,但在地球的引力作用下重心又向內偏。月球就在這兩種力的作用下完成繞自己的軸心自轉的。月球實際上是繞自己的軸相對地球旋轉。因此無論是用地球作參照物還是用恆星作參照物,月球都是相對地球自轉的。月球在繞地球公轉的同時進行自轉,周期27.32166日,正好是一個恆星月。

  • 中文名稱
    月球自轉
  • 外文名稱
    Rotation of  the moom
  • 分類
    地理
  • 類型
    月球自轉周期

基本認識

月球的自轉,傳統的解釋是月球是通過公轉完成自轉的。這樣給人們造成了一種誤會,就是很有名氣的學者也誤以為月球"相對地心不轉",也就是誤以為月球是繞地軸完成"自轉"的。

自轉周期

月球在繞地球公轉的同時進行自轉,周期27.32166日,正好是一個恆星月,所以我們看不見月球背面。這種現象我們稱"同步自轉",幾乎是衛星世界的普遍規律。一般認為是行星對衛星長期潮汐作用的結果。天平動是一個很奇妙的現象,它使得我們得以看到59%的月面。主要有以下原因:

1、在橢圓軌道的不同部分,自轉速度與公轉角速度不匹配。

2、白道與赤道的交角。

自轉實驗

為了消除人們對月球自轉的誤解,我們可以通過下述實驗形象地說明月球是繞自己的軸心旋轉著的,而不是通過公轉完成"自轉"。

做法:

先找一張較大的白紙並在上面畫一平分十二等分(標有刻度)的大圓圈表示月球軌道,軌道中心用紅筆標出一紅點(圓心),然後找一個較大的象棋並在棋頂上用紅筆沿圓心畫一直線(直徑),並在象棋柱面上用紅筆畫一紅點(表示月球的朝向地球的一面的中心點),放到紙面上的月球軌道上的任一刻度上。

實驗開始,先將棋頂上的直線兩端指向南北(或東西)兩個方向,使象棋柱面上的紅點與軌道圓心、象棋圓心置在一直線上。然後在保持棋頂直線始終指向南北(或東西)方向的前提下把象棋在軌道上逆時針平移到下一刻度上。這時我們會發現棋柱上的紅點與軌道圓心、棋頂圓心不在同一直線上了,也就是在"公轉"時重心偏離了。我們把象棋繞圓心逆時針旋轉一個角度,使其柱面上的紅點重新與軌道圓心、棋頂圓心成一直線。然後又保持棋頂上的直線的這一指向逆時針平移到第二個刻度上,以此類推。我們發現,象棋每移到下一刻度都出現柱面紅點偏離軌道圓心(公轉成偏),經調整後重新回到三點一線狀態(自轉糾偏)。

上述實驗表明,兩天體在繞中心旋轉時,它們的公轉都引起重心偏離現象,而這種現象是通過自轉來糾正的。至于自轉的動力,應該說就是重力(對月球而言,也就是地球的吸引力,潮汐作用也可認為是一種重力作用),這可能是因為天體內部物質的空間分布不均勻引起。

自轉奧秘

這裏必須強調,解開月球自轉的奧秘並不是從天文知識中得到啓發而產生,恰恰相反,這是從"機械設計"原理中的平面構件的活動度的計算方法中得到啓發而想到的。下面我們再通過月球自轉的三種情況來證明月球是繞自己的軸心完成自轉的。

1、地球和月球都是繞各自的軸心旋轉的天體,此時月球的活動度大于零,月球能繞自己的軸心旋轉。

2、假定在"地球"是套上一個能相對地心旋轉的套筒,再用一根長桿把月球與套筒聯焊在一起。此時月球的活動度等于零,但能隨套筒的轉動繞地球公轉(也就是人們認為的相對恆星的自轉)。

3、假定用長桿把月球與地球直接聯焊在一起。此時月球繞自己的軸心轉動的活動度等于零,不能繞自軸自轉,也不能相對地球公轉,隻能隨地球定位"公轉"。

從上面的2、3種情況來考慮,月球繞地軸旋轉的情況雖不同,但都不能自轉,看起來都是一面朝地球。從邏輯學的角度來考慮,把這種"旋轉"說成月球在空間自轉是不正確的。這兩種情況下月球無論是相對地球還是相對恆星都不自轉。對于相對旋轉的兩天體而言,它們彼此都是繞各自的軸心旋轉的,是公平的。並沒有一個繞另一個的軸心(公轉)來實現自轉之說。

所以,隻能用第1種情況來說明月球是繞自己的軸心旋轉的。無論是相對地球,還是相對太陽,月亮都在繞自己的軸心施轉。隻因它的公轉偏心與自轉糾偏相抵消,導致不易被人們所察覺。

自然界中有許多現象都讓人產生錯覺,這就需要我們細心觀察、認真思考,道出其中的奧秘,揭示現象的本質。

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