月亮从哪边升起(太阳和月亮真的从东方升起吗)
天文学是人类已知的最古老的科学。然而,正是这种长时间的相识,让我们常常觉得,有些天象太过平常,无足轻重:比如太阳东升西落——恐怕没有比这更明显的了吧?毕竟,它每天都在我们的生活中自然发生。
其实真相并不是人们想的那样!
日出和日落看起来很常见,但它们仍然包含丰富的天文知识。(来源:Shutterstock)
太阳什么时候从西边落下,从东边升起?
首先,严格来说,一年中只有两天太阳刚好在于正东升起,正西落下。
日出日落是地球逆时针旋转(从北极俯瞰空)造成的。只有当我们围绕地球表面的圆形轨道被精确地分成两半,即一半在光明面,另一半在黑暗面时,太阳才会正东升起,正西落下。此时,地球自转轴相对其轨道平面倾斜23.5°,这种排列只会发生在春分和秋分。
地球的倾斜使得太阳一年只从正东升起两天。(来源:维基共享空间)
在每个春分点,将地球白天和夜晚分开的轨道平面也将包括北极和南极。除了春分和秋分的任何一天,这个轨道平面都是倾斜的。此外,地球自转的圆形路径不平等地穿过地球的光明面和黑暗面。因此,白天和黑夜的时间长度是不一样的,日出和日落在地平面上的位置也是大不相同的。
月亮呢?
通过以上分析,我们可以得出以下结论:日出日落位置变化的原因有两个:一是地球自转轴相对于其轨道平面是倾斜的;其次,由于地球绕太阳运行的轨道,其相对于太阳的倾角也发生了变化。我们可以借鉴同样的归因方法来解释类似的月球现象。
月球绕地球的轨道与地球的轨道面形成约5°的夹角。因此,地球的旋转轴相对于月球轨道平面向倾斜约28.5°。同时,当月球在其轨道上运行时,月食也将在正东、正北和正南之间变化。
正如地球绕太阳的轨道是倾斜的,月球绕地球的轨道也是倾斜的。(图中数据不准确)(来源:NASA/维基共享空间)
然而,在这种情况下,这种变化的周期不是一年,而是一个月左右。地球必须在轨道上完整运行一周,这样太阳的直射点才能达到极限,即夏至从最远的东北方升起,冬至从最远的东南方升起。月球也是如此,它也要绕地球做一个完整的轨道,才能到达月球和月球的极端位置。
为什么月涨幅每天都比前一天晚?
一个有趣的现象:每天月亮升起的时间与前一天不同。(来源:天文杂志)
由于地球和月球都在各自的轨道上,月食每天都会比前一天晚发生。就像从北极上方看地球逆时针旋转一样,月球也围绕地球逆时针旋转。因此,每次地球相对于恒星旋转360度,也就是经历一个恒星日(总共23小时56分钟)时,月球在其轨道上只移动一小段距离。当月球相对于恒星每27.32天绕地球一周时,标志着一个恒星月的完成。所以月亮在每一个恒星日都会移动(360/27.32)度,也就是说大约13度。地球在每个恒星日自转360度,所以月球每天需要多花13*(23.9/360)个小时,也就是52分钟来弥补剩下的13个角度差。因此,每个农历月都会比上一个晚52分钟左右。
由于月亮的相位也取决于它与地球和太阳的相对位置,所以它的相位也会随着月亮升起和落下的时间而变化。
月亮升起和月亮落下的秘密也值得探索。(来源:S&T在线图片库)
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