每個月滿月後的幾天,同一時間月亮的位置為什麼會比較低,就是升起的比較晚?

我連續觀察四個月了,真的很令人費解。已經22:10分了 月亮卻只是剛剛升起


逐步探索:

情況1,假設一開始,太陽和地球是相對靜止的,地球也沒有自轉,只有月球繞地球的公轉。

那麼當我們在某個固定位置看去,月球會每隔27.32天出現在相同的位置,這個時間叫做恆星月,是月球相對遙遠恆星來說運動一周所需要的時間。

情況2,現在我們讓月球忽然停住不動,而讓地球開始自轉。那麼,我們站在地球表面,會每隔23小時56分4秒看到月球出現在同一方位。這個時間叫做恆星日,是地球相對遙遠恆星來說自轉一周所需要的時間。

現在我們同時啟動月球的公轉和地球的自轉——

月球的公轉方向和地球的自轉方向是一致的,從地球北極一側看去,兩者都是逆時針的。說白了,其實月球一直是在努力「西升東落」的,只不過地球的自轉比它更快。在情況2里,如果在一個恆星日後,月球相對之前的位置已經繼續前移了一點距離,那麼我們需要多等一段時間才會看到月球出現在相同位置。這個需要多等的時間是這樣算的:

1恆星月=27.32天=56650752秒;

1恆星日=23時56分4秒=2188804秒;

1恆星日/1恆星月=2188804/56650752≈0.0386

0.0386*360°=13.9度

也就是說月球在一個恆星日內比地球多轉了13.9度

也就是說,每當地球自轉一圈(恆星日),你都會看到月球比昨天的位置要低13.9度——它已經繼續向東趕了一段路了。

其實到這裡已經可以解答樓主的問題了,但是其實還有一個坑,那就是太陽日

如果地球沒有公轉,那麼同樣道理,每隔一個恆星日,我們都會在同一方位看到太陽。

現在我們來啟動地球的公轉——

地球相對太陽,以每天接近1度的角速度(1/365*360)公轉,而地球的公轉方向和自轉方向也是一致的,如圖:

從純幾何角度考慮,這相當於太陽也在以相同方向圍繞地球公轉,如圖:

也就是說,每當地球轉過一個恆星日後,我們會發現,月球的位置比昨天偏東了13.9度,而太陽的位置比昨天偏東了1度。結果就是,如果我們把一個恆星日算作一天(每隔23時56分4秒重新計時開啟下一天),那麼每天太陽的位置都會和昨天同一時刻不一致,今天中午12點太陽在頭頂,兩個月後的中午12點太陽可能才剛剛升起。為了解決這個問題,同時引入了太陽日

所謂太陽日,就是指以太陽作為參考,地球旋轉一周所需的時間。換句話說,地球要補上太陽多轉的這1度,才算轉完1個太陽日。而這點時間就是3分56秒,總時間就是24小時了。這樣人為拉長1天的長度後,我們才能每天中午12點都看到太陽在頭頂。

綜上,每天同一時刻我們看到的月球位置都是不一樣的,以一個朔望月( 29.53059 天為周期。也就是說,今天某時在某個方向看到月球,要等到29.53059天後才會在同一時刻同一方向再次看到月球。


因為地球自轉,所以在一天的時間內,天體都是東升西落,但~
月球也繞地球公轉,並且公轉的方向和地球自轉一樣,於是,每時每刻月球都會往東一點,但地球自轉快啊,所以月球依然是東升西落,但比其它星星落得慢,所以我們能看到月亮掩星的全過程,被星星超車了(〃′o`)
隨著時間的積累,一天下來月球已經不在昨天同樣時間的位置了,飛得更東了,東到去地平線,我們要見到它,只能等地球繼續轉啊轉,嗯,大概每天要多轉50分鐘先可以在同樣的位置見到它(實際上月繞地有夾角,所以不是嚴格的同樣位置,可能偏南偏北一點)


推薦閱讀:

初學廣義相對論,有沒有比較適合的書?
太陽系是被製造出來的嗎?
如果光速是最快的速度,那天文望遠鏡是怎麼看到幾十萬光年外的星球的?
明清時期欽天監是如何工作的?
生活大爆炸里為什麼謝耳朵研究暗物質要去礦井體驗生活?

TAG:天文學 | 月球 | 月相 |