抬頭看月亮,明暗會變,熟悉的花紋卻好像一直朝向我們。容易想錯的一步是:一直見到同一面,代表月球沒有轉嗎?

月球有自轉,為何我們看不到它轉身?

想像朋友站在原地,你繞着他走一圈,過程中一直望着他。

行到四分之一圈,你也轉了四分之一圈身;走完一圈,你其實已經轉身一圈。朋友卻始終看着你的正面。

月球同樣一邊繞地球,一邊自轉。自轉一圈的時間,等於公轉一圈的時間,這叫同步自轉。NASA 的月球問答亦用這個關係解釋同一面朝向地球的現象。

反過來試:你繞着朋友走,但身體一直朝向房間同一面牆。朋友就會先看到你的側面,再看到背面。這才對應完全沒有自轉的情況。

兩個週期相同,是巧合嗎?

地球的引力令月球產生潮汐形變。月球早期自轉與公轉不同步時,潮汐作用令機械能逐漸耗散,自轉長期演變至同步狀態,稱為潮汐鎖定。NASA 的解說交代了這個過程。

潮汐鎖定不代表月球被固定在天空某一點。它仍然自轉,也仍然繞着地球走。

27.3 日,為甚麼又常聽到 29.5 日?

兩個數字量度的事情不同:

週期約需時間量度甚麼
月球公轉週期27.3 日相對遙遠恆星,繞地球一圈
月相週期29.5 日從一次新月回到下一次新月

月球繞行時,地球也在繞太陽移動。月球需要再走一段,才能回到相同的日、地、月相對位置,所以月相週期較長。NASA:Moon Phases

月球背面一直沒有陽光嗎?

背面是背向地球的一面,不是永久黑暗的一面。 月相顯示的是我們看得到的部分,有多少正被太陽照亮。背面同樣有白天與黑夜。

另外,同一面朝向地球只是簡化描述。軌道與觀測角度變化造成天平動,我們看到的邊緣會有少許改變;不能把它理解為每次都只見到完全相同的半球。

常見問題

月球自轉一圈要多久?

約 27.3 日,與它繞地球公轉一圈的週期相同。

月亮圓缺是地球影子遮住它嗎?

一般月相由日、地、月的相對位置決定。月食才涉及月球進入地球的影子,兩者要分開理解。

可以怎樣記住同步自轉?

記住一個動作:繞着朋友走,同時一直望着他。你有轉身,他卻一直看見你的正面。

喜歡把抽象數字變成生活畫面,也可以讀一公頃到底有多大。