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空少問答
小課堂
第147期
04
月
07
日
周
二
答:為什麼月亮繞地球一圈27天,一個月卻不是27天?
上周六,空少為大家留了1個問題,來看看空少的解答以及從留言中選出的最佳答案吧!
想要查看原問題背景介紹的朋友們可以點擊《問:為什麼月亮繞地球一圈27天,一個月卻不是27天?》~下面就讓我們來看看空少的解答吧!
空少正解
上期我們講到,很多時間的單位背後都是天文現象,例如一年是365天,並會產生平年和閏年的區別,而一天是24小時。「月」這個時間單位是根據月亮的規律制定的。月球的公轉周期是27.32天,也就是說,在宇宙中,月球僅僅27天多一點就繞地球一周了,而我們制定的月份天數卻與「27」這個數字完全不掛鈎。
從遙遠的水星看地球和月球,是一對相伴的星球(來源:https://eoimages.gsfc.nasa.gov/images/imagerecords/45000/45710/earthmoon_mwc_2010126.png)
那麼,為什麼一個月不是27天呢?
古人可不像我們了解宇宙中天體的運行。眾所周知,從地面上看,月亮有「陰晴圓缺」的變化,我們稱之為「月相」,這是因為月亮的「亮」是反射的太陽光,而巨大的地球本身會對太陽光進行遮擋,光被遮住一塊,反映到月相上就是朔月-上弦月-滿月-下弦月-朔月的周期變化。
通過燈光,我們可以手動模擬月相,例如圖中的蛾眉月(來源:https://www.jpl.nasa.gov/edu/images/activities/waxingcrescent.jpg)
在古代,判斷一個「月」,就是數朔月-上弦月-滿月-下弦月-朔月的天數,而這個時間近似是29天半,接近30天了。太陽、地球、月亮大致在同一直線上時,正是在地球上月圓之時,自此時開始,月球在宇宙空間中實際繞地球運轉360°用了約27.32天,這就是我們上邊說的公轉周期,因為這是相對宇宙中較為恆定的恆星來說的,所以對應周期叫作恆星月。但是別忘了,地球也在繞太陽公轉移動,在約27.32天之後日、地、月還不能共線,所以月相還沒有完成一個周期。再次出現三星共線,月相變化才算是完成了一個周期,所以這個周期叫做一個朔望月(朔是看不到月亮,望是滿月),時長大致是27.32天+2.21天=29.53天。也就是說,一個「月」的實際時間大約是29天半。
朔望月的示意圖,月球從A開始公轉,一圈之後需要多移動一段距離到B才能保持兩次都在日地連線上(來源:自繪)
在我國古代的農曆中,大月30天,小月29天,就與這個數字接近。至於為什麼要把29天半的「朔望月」再制定成或30、或31的日曆中的月,這是因為我們現在用的曆法主要基於古羅馬曆法,月份還要與365天的天數相匹配(農曆一年只有354天或355天,需要插入閏月)。這裡就不再仔細介紹了。
留言區·精選
@春浩
還有農曆:
當月亮軌道上繞行到太陽和地球之間,月亮的陰暗的一面對著地球,這時叫朔,正是農曆每月的初一。
當月亮繞行至地球的後面,被太陽照亮的半球對著地球,這時叫望,一般在農曆每月十五或十六日。
朔是指月球與太陽的地心黃經相同的時刻。這時月球處於太陽與地球之間,幾乎和太陽同起同落,朝向地球的一面因為照不到太陽光,所以從地球上是看不見的。望是指月球與太陽的地心黃經相差 180°的時刻。這時地球處於太陽與月球之間。月球朝向地球的一面照滿太陽光,所以從地球上看來,月球呈光亮的圓形,叫作滿月或望月。
從朔到下一次朔的時間間隔,稱為一朔望月,約為29.53059日。但並不是固定的。從朔日零時,到下一個朔日零時,有30天就是大月,只有29天就是小月。
@天明
我一直以為中國古代的曆法是按照月亮運行規律制定的,因為我觀測銀河的時候就是在農曆的月初和月末,這段時間月亮不出來,可以拍攝很長時間的銀河和星空
@YP北緯90度
因為是按照月相周期為基礎來推算的,月相周期大致29.5天,大月30天,小月29天,一年12個朔望月,若干年置一閏月,這樣年的平均值與陽曆回歸年相當。
感謝大家的支持,我們下期再見!