地月系结构关系以及月相变化原因

地月系结构关系以及月相变化原因

达根

[摘要]月球与地球是两个关系最为密切的天体。正确认识地月系的结构关系，是人类最重要的天文科学任务。由于整体研究方法之下，可以发现目前关于地月系的结构关系的天文知识是不尽合理的，所以我们这里提出更改的要求。事实上，地月系中的地球与月球，应该是一对双星，而且是地球在围绕月球转，以及月亮月相的圆缺变化，是由地球围绕月球转引起的。（关键词：地月系、地球，月球，双星，公共中心，互为绕转，地球围绕月球转，月相，）

1.一对双星

宇宙太空中地球天体和月球天体的统一系统，称为地月系。对于地月系，随着地球的自转，身在地球之上的人们，看到了自然界的日出日落现象。除此之外，人们还看到了月亮升降的天体运动现象。

对于地月系中的地球和月球的结构关系，今天占统治地位的天文知识，通常把月球当作地球的卫星，并认为是月球在围绕地球转，因此引起了月亮月相的圆缺变化。

但是，后来科学家更多的研究，却发现地球和月球不是主星与卫星的关系，而是象哑铃一样，在宇宙空中围绕着一个公共中心在互为绕转着的一对双星——

“因为在许多证据中，认为月球是地球卫星的根据并不多。原因何在？第一，凡卫星都围绕其主行星的中心旋转，而月球和地球的旋转却围绕着公共中心，与地心不一致。月球沿着近乎椭圆形轨道运行，它的一个焦点偏离中心三分之二，即到地面比到地心近。地球本身也围绕这个叫重心的焦点一个月一个周期地运行。第二，月球的质量与地球的质量（按行星和卫星的关系）比较起来是不相称的。太阳系最重的卫星是木星的第三颗卫星，木卫三是木星质量的万分之一，然而月球的质量却只是地球的八十分之一。第三月球的直径只是地球直径的三分之一，而海王星的最大卫星——海卫一的直径等于主行星直径的十分之一。第四月球离地球很近，处在比地球到金星或到火星距离的1%还近的距离上。由此可见地月质量的相互作用是极其密切的。美国（亚利桑那州）的天文学家巴尔巴拉?米德霍斯特描写过，无论在月球上，还是在地球上的许多构造火山现象都是由于它们的质量相近才出现的。可以形象的把地月双星比作哑铃，它的两个球的质量比为81：1。实际上它们的联系比过去人们想象的密切得多。”（[苏]B.Ф.捷尔普戈里兹：《水的世界》；科学出版社1983年版，第55-56页。）

我们在这里，首先认定地球与月球是一对双星的结构关系。

2.地球围绕月球转

地球与月球的关系，如图1.所示，月球在中间，地球在外围围绕着月球转。

图1.

如图1.所示，太阳在下，阳光向上；月球一面永远光明，一面永远黑暗。这时候，月球在自转，自转一周为农历一个月。由于地球在外围围绕月球转一周，也是农历一个月，所以，地球上的人类永远只能面对着和看到月球的一面。

至于地球在外围围绕着月球转的轨道，从图1.上面开始，地球处在月球正背后的轨道位置上，这是农历初一前后。这时候，白天人们面向太阳，月球整个淹没在太阳光中，看不见它；晚上，人们和地球一起，背着太阳，所以也看不到月球。

到了农历初三左右，地球开始转到月球左侧面的角度，因此，晚上人们可以从月球的边缘，看到了月球被太阳照亮的一部分，——镰刀似的月芽月相。到了农历初八日左右，人们看到天上月亮的光明面积，就越来越大，即半圆的月相，如图1.左。到了农历十一日左右，人们就看到了凸月的月相。

地球转到月球光明一面的正面轨道位置，这时候，地球上的人们从早上开始，面对太阳；晚上开始，看到月球被太阳照亮的整个半球球面的圆圆的月相。这是年历十五日左右，如图1.下。

但过这以后，随着地球在绕月轨道上继续运行，人们的观察角度也不断转向月球阴暗面的背后，使得被观察的月相的光明部分在不断缩小，黑暗面积不断增加。到了农历二十三日左右，人们又看到了半圆的月相，如图1.右。后来，月相逐渐缩小成为残月，直至回到原来月球正背后的位置上，那是农历初一前后，如图1.上。到此，地球围绕月球转一周，正好是农历时间一个月。然后，是下一轮的地球围绕月球转的运动开始，而且就是这样的循环往复而至无穷地运行着。与此同时，周期规律的月亮月相的圆缺变化，就是这样的由于地球围绕月球转的天体位置变化而引起的。

3.合理性原则

由于地球和月球是一对互为绕转的双星，所以，人们如果站在静止的地球上观察，看到的就是月球围绕地球转的现象；如果站在静止的月球上观察，看到的就是地球围绕月球转的现象。但是，这里决不仅仅是人们观察的立场选择问题。因为自然界物质结构的客观事实是一定的。至于如何在一个两难问题之间做选择，还有一个科学的合理性原则的必要强调。

3.1.合理原因我们这里首先肯定地球和月球是一对双星的结构关系，原因合理：由于地球质量大，发生的运动量和需要的运动空间比月球更大，所以，地球是在更大的空间范围在与月球互为绕转，从而在与月球作互为绕转的同时，又表现为围绕月球转。

3.2. 比较优势我们这里确立地球围绕月球转的观点，具有两种不同观点的比较优势：按照现在西方学者的观点，一个反映月相圆缺变化的周期性客观规律的具体模型是做不出来的；而按照我们的观点，一个反映月相圆缺变化的周期性客观规律的具体模型是可以做出来的：设一个光源，代表太阳；中间放一个圆球，代表月球；然后人自己当地球，围绕圆球转一圈，而就可以看到月亮月相的圆缺变化规律。

3.3.简单原则爱因斯坦说过，物理学的一个原则就是简单性。同样，只要确立地球围绕月球转的观点，地球和月球的结构关系，以及月亮月相的圆缺变化规律，就是一个连小学生和没有文化知识的人，也可以明白理解的极其简单的客观事实和天文知识；而且，其中一个简单的、合理性要求的整体研究方法，可以省略一切复杂的科学程序和沉重的科学代价，去一步到位地达到对事物的正确认识。

结论：地月系是地球与月球的一对互为绕转的双星结构关系；地球围绕月球转；月亮月相的圆缺变化，是由地球上人们的观察位置，随着地球围绕月球转的天体位置变化而引起的。

2008-1-15于宁波