地月系是怎样运动的?

作者&投稿:登命 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
地月系是怎样运动的?~

地月系转一圈是以地球自传而月亮围绕地球公转一圈所需时间。

潮汐锁定

地球与月球构成了一个天体系统,称为地月系。在地月系中,地球是中心天体,因此一般把地月系的运动描述为月球对于地球的绕转运动。然而,地月系的实际运动,是地球与月球对于它们的公共质心的绕转运动。由于共同质心在地球表面以下,地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。地球与月球绕它们的公共质心旋转一周的时间为27天7小时43分11.6秒,也就是27.32166天,公共质心的位置在离地心约4671千米的地球体内。因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,在地球上只能看见月球永远用同一面向着地球。月球约一个农历月绕地球运行一周,而每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。

地月系运动

地球和月球绕着一个公共的质心旋转,这个公共质心在地球内部,处在白道面上,离地球表面约1650公里,地月系的旋转轴通过这个公共质心并与白道面垂直。由于地球自转轴的倾斜在22.1° 至 24.5° 之间变化,白道面与黄道面的倾角在4.95°至 5.15°之间变化,那么地轴与地月系转轴的倾角就会在16.95°至 29.65°之间变化;同样,由于月球的赤道面与黄道面的倾角约为1.54°,那么月球的自转轴与地月系转轴的倾角就在3.41°至6.69°之间变化。总之,地球和月球的自转轴都与地月系转轴不平行,也就是地球和月球的赤道面都与白道面不平行。

在地月系的运动关系中,由于运动的公共焦点在地球内部,同时又由于地轴的指向固定,所以地月系的运动关系非常有特色,我试把这种运动关系概括为“内焦定向转动”——“内焦”就是地球和月球的质心作椭圆运动时绕行的公共焦点在地球内部,“定向”就是地轴的指向固定。这种运动有一个特点:假设地轴的倾斜度足够大(象天王星),在地球内部,地轴就可以和地月系转轴产生交叉点,那地球两极上的质点就不会绕地月系转轴转动,在一个地月系转动周期中,并不是地球上的每一个质点都会绕地月系转轴转动一周。理解这个特点的关键就是地轴与地月系转轴不平行,而地轴的指向又不变。形象点说就象活塞和连杆之间的运动,但又不全象,只是有那种感觉。虽然地球和月球有潮汐锁定,但又不是完全锁定,月球自转轴会随着地月系的运动而改变方向,而地轴指向不变。地球自转是每天361°,地月系每天转动大约是13°,如果地轴会随地月系转动而改变方向,那地球每天只要自转348°就够了。

通过月球质心作一根轴与白道面垂直,这根轴与地月系转轴平行,但与月球自转轴有一定倾角,有些人说月球没有自转,其实就是把这根轴当作了月球的自转轴,现在的天文观测水平完全可以区分这两根轴。在天文上,对一些边缘问题是以认识约定的形式来达成共识,以便于研究。如果说月球现在的这种转动不是自转,那月球“自转”再慢一倍就不知道叫做什么运动了。

由于地月系转轴和地轴并不平行,而地轴指向又不变,地月系转动产生的惯性量就会作用到地轴,从而迫使地轴改变方向,这种地轴的运动应当是在空间的运动,而不是在地球本体的运动。

地月系的运动关系是复杂的,“内焦定向转动”这种运动形式在宇宙中是普遍存在的。

地月系运动




地球与月球构成的天体系统称为
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