关于月亮的自转,人们还要误解多久

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/30 22:05:31
关于月亮的自转,人们还要误解多久2010-08-07 10:14

      从读小学时起,我们就被教导说:月球在围绕地球公转一周的同时本身也自转了一周,谓之“同步自转”。实际情况果真如此吗?

要判断物体有没有公转或自转,首先要厘清公转和自转的概念。百度上对这两个概念的词解是这样写的:“一个天体围绕着另一个天体转动叫做公转。”“星体自己围绕本身的轴转动叫做自转。”至于怎样才能判定星体是在围绕本身的轴转动,语不尽详。

宇宙间很多物体的运动形式都是相同的,小自原子核---电子,大至星系---星球,促使它们运动的因素多种多样:原子定律、机械动力、潮汐引力等等,但这些都是原因和过程,结果是一样的,那就是乙物体围绕甲物体转动,抑或物体围绕自身的轴转动。

公转比较容易界定,地球围绕太阳、月球围绕地球、飞机绕地飞行一周、甲虫爬过篮球表面,人或汽车在地面上行进,都应该视为公转运动。

有些自转也很明显,如:电扇的叶翅部分、旋转的陀螺,地球的转动等等。原因在于:电扇叶翅的自转轴是相对固定的(绝对是说它是在随着附着体在宇宙间处于永恒的运动之中。),陀螺的自转速度明显快于它对于地面的运行速度,地球的昼夜交替使人感受明显。但是一些运动中的球体,如月球类天体,它们的自转与否令人困惑。只有透过其表象,找出真正的物理规律,才能得到正确的认识,否则很容易产生误解。

我们做一个这样的试验:找一个大的地球仪,再找一个小的电动玩具汽车。汽车的四个轮子喻作星球,其轮轴喻作星球的自转轴,自转轴固定在汽车上,汽车动则自转轴动,汽车停则自转轴停。

1·手拿汽车,在地球仪的旁边,不开启,也不移动。

2·开动汽车,但不移动,车轮自己在转。

3·把汽车放在地球仪上,不用电力开关,推动其绕行一周,汽车动,车轮也转动。

4·在车轮贴地一侧的边缘上画一点,作为参照点,然后关掉汽车,放在一张纸上,拖着纸在地球仪上滑行一周,汽车公转了一周,但车轮没有围绕轮轴发生转动,参照点始终对准地球仪的中心。

5·拖着汽车绕行一周,在这个过程中,始终把参照点对准地球仪的某一方向,上或下,左或右,为了方向不变,要不停地用手拨动车轮,汽车公转一周,车轮也正好被拨动了一周。

6·不开启汽车,把参照点透过地球仪的中心,对准某一方向,上或下,左或右。水平或垂直移动汽车,结果是参照点的方向未变,但是无法保持对准地球仪的中心,直至离开了地球仪。

通过以上实验,对模拟星球得出的结论是:

1·没有公转,也没有自转。

2·只有自转,没有公转。

3·有公转,也有自转,太阳系内绝大多数星体属于此类。

4·只有公转,没有自转,月球、火卫、冥卫属于此类。

5·公转一周,同时自转一周。天王星应该有两个自转轴,一个接近水平于公转轨道平面,横着滚动,一个垂直于轨道平面,属于此类型。

月球绕地公转一周后,球体表面相对于周围的参照背景确实也转动了一周。但是只要我们再进一步观察就会发现,实际上是:月球的中心轴在围绕地球公转,月面上所有的位置点都是在跟随着中心轴绕地公转,除此之外,没有相对于中心轴的转动,相对于参照背景的移动是公转运动的结果。而那种把公转轨道中心点——地球混同于月球自转轴的说法更令人难以认同。

有人用图解说明月球存在自转的理由:月球的一侧朝向地球,另一侧朝向某一方向,如果没有自转的话,另一侧的朝向就不会改变,而朝向地球的一侧就会移动。这个说法忽略了一个要点,那就是物体平直运动和环行运动的区别。在平直运动中,球体如果不自转的话,它某一侧的方位朝向的确不会改变,如上边的试验之六。但是,这种方位参照的理论不能适用于环行运动中的物体,公转运动中物体的朝向是处于循环的变化之中,参照侧面在公转轨道这一侧是左,到另一侧就变成了右,此时的下就是彼时的上。判断公转中物体是否在自转,参照座标应该只有一个,那就是公转轨道的向心点。运动中,物体表面朝向中心点一侧发生改变就有自转,无改变就没有自转。

还可以从另一个角度来判断星体是否自转:我们之所以一下就能认定开着的电扇是在自转,是由于电扇的自转轴相对固定的缘故。如果我们假设星球的公转轨道是由无数个固定的位置点链接而成的,选其中的一个位置点,排除公转的因素,看其符合上边试验12两种情形当中的哪一种,这样星球的自转与否不就一目了然了吗?

如果以上的试验和结论能够成立的话,就说明我们过去对月球的自转是误解的,不知这种误解还要持续多久?