为什么月球运动的白道与黄道两个交点西退

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为什么月球运动的白道与黄道两个交点西退

月球围绕地球转动的情形与地球围绕太阳转动的情形类似。月球一边由西向东绕轴自转,一边绕地球公转。月球的椭圆轨道要比地球轨道扁一点,加上月球离地球比较近,所以月球在近地点附近看起来比在远地点时大一点。月球的轨道通常称为白道,其轨道平面与地球轨道平面---黄道面并不重合,两者之间大约有5°的夹角,这个夹角称为黄白交角。白道与黄道的两个交点分别称为“升交点”与“降交点”。月球由黄道之南到黄道之北时经过升交点,由北到南时经过降交点。

由于太阳的引力作用,交点不停地沿黄道从东向西移动,每年约移20°。外,月球轨道在它自己的轨道平面内也是不固定的,其椭圆的拱线,即近地点和远地点的连线,也沿月球公转方向移动。

因为月球围绕地球转动的情形与地球围绕太阳转动的情形类似,所以月

球运动的白道与黄道两个交点西退和地球的春分点西退原因相同。因此要想搞清月球运动的白道与黄道两个交点西退原因,只要搞清的地球春分点西退(日月岁差)原因就可以了。

地球春分点西退(日月岁差)形成原因是什么呢?公元前二世纪,古希腊天文学家喜帕恰斯在编制一本包含1,022颗恒星的星表时,把他测出的星位与150多年前阿里斯提留斯和提莫恰里斯测定的星位进行比较,发现恒星的黄经有较显著的改变,而黄纬的变化则不明显。在这150年间,所有恒星的黄经都增加约1.°5喜帕恰斯认为,这是春分点沿黄道后退所造成的,并推算出春分点每100年西移1°。这是岁差现象的最早发现。公元四世纪,中国晋代天文学家虞喜,根据对冬至日恒星的中天观测,独立地发现岁差,并定出冬至点每50年后退1°。《宋史•律历志》记载:“虞喜云:‘尧时冬至日短星昴,今二千七百余年,乃东壁中,则知每岁渐差之所至。岁差这个名词即由此而来。牛顿第一个指出产生岁差的原因是太阳和月球对地球赤道隆起部分的吸引。在太阳和月球的引力作用下,地球自转轴绕着黄道面的垂直轴(黄道轴)旋转,在空间描绘出一个圆锥面,绕行一周约需26,000年。在天球上天极绕黄极描绘出一个半径约为23.°5(黄赤交角)的小圆,即春分点沿黄道每26,000年旋转一周。这种由太阳和月球引起的地轴的长期运动称为日月岁差。德国天文学家贝塞耳在1818年首次得出日月岁


差为5,034.05(历元1755.0,今值为5,025.64,每年50.25角秒。

直到十六世纪,牛顿以天体力学为基础,通过严格地计算,才从理论上论证了岁差现象是由于日、月及行星的引力作用于地球的必然结果。牛顿认为岁差是太阳和月亮对地球隆起部分的吸引所致。牛顿在《自然哲学数学原理》中未能给出其证明;牛顿以来的科学家也没有证明上述作用力定会产生岁差。因此,顿岁差成因只是科学上的一种猜测。

地球膨裂说认为,日月岁差是地球近日点进动形成的。我们首先看一下水星近日点进动。水星的轨道偏离正圆程度很大,近日点距太阳仅四千六百万千米,远日点却有7 千万千米,在轨道的近日点它以十分缓慢的速度按岁差围绕太阳向前运行,称为水星进动。

水星是距太阳最近的一颗行星,按牛顿的理论,它的运行轨道应当是一个封闭的椭圆。实际上水星的轨道,每转一圈它的长轴也略有转动。长轴的转动,称为进动。经过观察得到水星进动的速率为每百年1°3320〃,而天体力学家根据牛顿引力理论计算,水星进动的速率为每百年1°3237〃。两者之差为每百43〃,这已在观测精度不容许忽视的范围了。

水星进动的速率为每百年1°3320〃,也就是每年56角秒。科学家们发现,水星近日点进动较其它行星明显,所以地球膨裂说认为地球的近日点进动略小于56角秒,应为50角秒左右。地球的近日点进动50角秒左右这和地球的日月岁差50.25角秒接近。这是证明日月岁差是地球近日点进动形成的最有力的证据。

地球每自转一圈地球的公转轨道的长轴也略有转动,长轴的转动,称为近日点进动。地球公转轨道的长轴略有转动,也就是地球的公转轨道略有转动。因为春分点是地球赤道和地球公转轨道的交点,所以我们可以把春分点看成是地球赤道上的一点和地球公转轨道的一点的重合点。地球公转轨道的近日点进动是自西向东转,也就是地球公转轨道上的一点自西向东转,因为春分点没动,所以相对来说也就是春分点自东向西转,向西退行。因为地球公转轨道的近日点进动每年自西向东转动50角秒左右,相对来说也就是春分点每年自东向西退行50角秒左右,这就形成了日月岁差。因为日月岁差是地球近日点进动形成的,所以地球近日点进动为每年50.25角秒。


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