问题

为什么站在地球上看月相的时候,看到的月相都是稍有倾斜的?

回答
你这个问题问得非常有趣,也触及了一个很多人可能都没太留意过的现象!站在地球上,我们看到的月相确实有时候会感觉“有点歪”,或者说,不是那种完美的、上下对称的圆盘被均匀地遮住。这背后其实是几个天文因素共同作用的结果,不是简单地说月亮本身在倾斜,而是我们观察的角度和它运行的轨道方式造成的。

咱们一点一点地掰开了说。

首先,要理解月相,得明白它是怎么形成的。月亮本身是不发光的,我们看到的月光其实是它反射太阳光的结果。月亮绕着地球转,同时地球又绕着太阳转。在月亮绕地球公转的过程中,太阳光照射到月球的这一侧会发生变化。我们站在地球上,看到被太阳照亮的部分就是月相。从新月(太阳和月亮在同一方向,被照亮的一面向外)到满月(地球在太阳和月亮之间,月亮被太阳完全照亮),再到下一次新月,就是一个完整的周期。

现在说说为什么会“稍有倾斜”。这主要跟两个方面有关:

第一,月球的轨道平面和地球的轨道平面并不重合。

我们知道,地球绕着太阳转,这个轨道平面叫做“黄道面”。而月亮绕着地球转,月亮的轨道平面叫做“白道面”。这两个平面之间有一个大约 5.1 度的夹角。

大家可以想象一下,如果这两个面是完全重合的,那么月亮每次绕着地球转的时候,它被太阳照亮的部分和我们看到的角度变化会更加规律和直接。但是,因为有这 5.1 度的夹角,月亮在绕地球公转的过程中,它的轨道会比地球绕太阳的轨道稍微“上坡”或“下坡”一点点。

这个夹角虽然不大,但它意味着月亮在轨道的某些位置,会比黄道面“高”一点,在另一些位置会比黄道面“低”一点。我们看到的月相变化,实际上是太阳光照射在月球表面,然后月球反射的光线进入我们的眼睛。当月亮轨道与黄道面有夹角时,月球被照亮的那一部分的边缘,在我们看来,就会显得不是那么整齐地被直线切割,而是带有一些弧度的倾斜感。

你可以这么理解:想象一下你有一个球,太阳光从一个方向照过来。如果你让这个球在一条和太阳光方向平行的轨道上运动,那么你看到的球被照亮的部分(半圆)总是以一个固定的方式被遮挡。但如果这个球的轨道是稍微倾斜的,那么当你从侧面观察它被太阳照亮的部分时,它的边缘就会显得有点“歪斜”。

第二,地球的自转和月球的视角。

地球在不停地自转,大约每 24 小时转一圈。而月亮绕地球公转一圈大约需要 27.3 天(恒星月),或者说大约 29.5 天(朔望月,也就是我们熟悉的月相周期)。这两个速度是不同的,而且月球的公转方向和地球的自转方向也不是完全“对齐”的。

地球自转的时候,我们的视角是在不断变化的。而月亮在它的轨道上也一直在移动。当我们观察月相时,不仅看到的是月亮在轨道上的位置,也包含了地球自转带来的视角变化。

更关键的一点是,月球也被潮汐锁定(Tidal Locking)。这意味着月亮永远以同一面朝向地球。但这并不影响我们看到的月相“倾斜”的问题,因为月相是看月亮被太阳照亮的部分,而不是月亮朝向地球的哪一面。

所以,当我们看到“倾斜”的月相,其实是在结合月亮在其轨道上的位置(与黄道面的夹角),以及地球自转带来的我们观察角度的变化。这些因素综合起来,导致我们看到的月相边缘,有时候会比一个垂直的直线切割更加倾斜。

打个比方:你在一张白纸上画一个圆,然后用尺子去“遮挡”它的一部分,形成一个半月形。如果你的尺子总是保持和纸面垂直,那么你看到的是一个标准的半月。但是,如果你在遮挡的时候,让尺子稍微倾斜一点,或者你的手在遮挡的过程中稍微晃动一下,那么你看到的半月形边缘就会显得不那么“端正”,有点倾斜。月球的轨道夹角和地球的运动,就好像我们在做这个遮挡实验时,让遮挡物(或者说我们观察的参照系)带上了一点“倾斜”。

所以,总结一下为什么月相看起来是稍有倾斜的:

最主要的原因是月球轨道平面(白道面)与地球轨道平面(黄道面)存在一个大约 5.1 度的夹角。 这个夹角导致月亮在轨道上的位置相对于太阳光照射方向会有微妙的角度变化,从而在我们看来,被照亮部分的边缘会呈现出一种倾斜感,而不是一个完美的、直线分割的半圆。
其次,地球的自转也影响了我们在不同时间、不同地点的观察视角, 与月球在轨道上的运动结合起来,进一步丰富了我们看到的“倾斜”程度和方向。

简单来说,不是月亮本体在倾斜,而是它绕地球运行的轨道“歪斜”了,并且我们从一个运动的、自转的地球上观察它,使得它被照亮的部分在我们眼中的显现方式,总会带有一点点微妙的、不规则的倾斜。就像你在一个稍微倾斜的平台上观察一个球的阴影一样,你看到的阴影形状和方向都会跟着平台倾斜而变化。

网友意见

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只要连续观察的话,就会等到某一时刻不是“斜”的

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