第9章 風起雲湧 (中)(3 / 3)

月球章動

月球的軌道平麵(白道麵)與黃道麵(地球的公轉軌道平麵)保持著5.145 96°的夾角,而月球自轉軸則與黃道麵的法線成1.544°的夾角。因為地球並非完美球形,而是在赤道較為隆起,因此白道麵在不斷進動(即與黃道的交點在順時針轉動),每679.5(18.5966年)完成一周。期間,白道麵相對於地球赤道麵(地球赤道麵以.45°傾斜於黃道麵)的夾角會由8.60°(即.45°+5.15°)至18.0°(即.45°-5.15°)之間變化。同樣地,月球自轉軸與白道麵的夾角亦會介乎6.69°(即5.15°+1.54°)及.60°(即5.15°-1.54°)。月球軌道這些變化又會反過來影響地球自轉軸的傾角,使它出現±0.00 56°的擺動,稱為章動。

秤動

因為月球的自轉周期和它的公轉周期是完全一樣的,所以地球上隻能看見月球永遠用同一麵向著地球。自月球形成早期,地球便一直受到一個力矩的影響導致自轉速度減慢,這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此,部分地球自轉的角動量轉變為月球繞地公轉的角動量,其結果是月球以每年約8毫米的速度遠離地球。同時地球的自轉越來越慢,一的長度每年變長15微秒。

從地球上看月亮,看到的月球表麵並不是正好它的一半,這是因為月球像平那樣擺動。地球上的觀測者會覺得:在月球繞地球運行一周的時間裏,月球在南北方向來回擺動,即在維度的方向像平般的擺動,這被稱為“緯平動”,擺動的角度範圍約6°57′;月球在東西方向上,即經度方向上來回擺動的現象,被稱為“經平動”,擺動角度達到7°54′。除去這兩種主要的平動,月球還有周日平動和物理平動,前三種平動都並非月球在擺動,是因為觀測者本身與月球之間得相對位置發生變化而產生的現象。隻有物理平動是月球自身在擺動,而且擺動得很。

從月球看地球

從月球看地球

由於月球軌道為橢圓形,當月球處於近地點時,它的自轉速度便追不上公轉速度,因此我們可見月麵東部達東經98度的地區,相反,當月處於遠地點時,自轉速度比公轉速度快,因此我們可見月麵西部達西經98度的地區。這種現象稱為秤動。又由於月球軌道傾斜於地球赤道,因此月球在星空中移動時,極區會作約7度的晃動,這種現象稱為秤動。再者,由於月球距離地球隻有60地球半徑之遙,若觀測者從月出觀測至月落,觀測點便有了一個地球直徑的位移,可多見月麵經度1度的地區。

月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一。月球圍繞地球的軌道為同步軌道,所謂的同步自轉並非嚴格。

嚴格來,地球與月球圍繞共同質心運轉,共同質心距地心4700千米(即地球半徑的/4處)。由於共同質心在地球表麵以下,地球圍繞共同質心的運動好像是在“晃動”一般。從地球南極上空觀看,地球和月球均以順時針方向自轉;而且月球也是以順時針繞地運行;甚至地球也是以順時針繞日公轉的,形成這種現象的原因是地球、月球相對於太陽來擁有相同的角動量,即“從一開始就是以這個方向轉動”。[]

月球誕生編輯

成因探討

月球的起源莫衷一是。對月球的起源,曆史上大致有三大派。而後期則在各種法的基礎上,結合新的研究結果而新形成了“大碰撞”。

分裂

這是最早解釋月球起源的一種假設。早在1898年,著名生物學家達爾文的兒子喬治?達爾文就在《太陽係中的潮汐和類似效應》一文中指出,月球本來是地球的一部分,後來由於地球轉速太快,把地球上一部分物質拋了出去,這些物質脫離地球後形成了月球,而遺留在地球上的大坑,就是現在的太平洋。

這一觀點很快就受到了一些人的反對。他們認為,以地球的自轉速度是無法將那樣大的一塊東西拋出去的。再,如果月球是地球拋出去的,那麼二者的物質成分就應該是一致的。