太阳为什么会东升西落(地球自转和太阳东升西落)

天文学是地理学的一个重要分支。在表面上，当我们仰望星空空时，可以看到各种各样的天体，包括恒星、行星、卫星、彗星等等。看来天文学离我们很近，很容易理解。但天文学的背后是物理、数学等基础学科，天文学极其抽象，难以理解。即使在太阳系中，地球、月球和其他行星的自转和公转也已经让很多人感到非常困难和难以想象。

看到地球在月球上的明显运动

毋庸讳言，在航天领域，如何向火星发射探测器，需要考虑的因素很少，如何计算探测器的运行轨迹，这些都需要极其精确的计算来实现，否则可能差之千里。今天，我们将从地球的自转开始，谈论天体的运动及其视运动。地球的运动非常复杂，其中最基本的运动包括绕地轴的“自转运动”和绕太阳(实际上是太阳和地球的共同质心)的“公转运动”。

太阳系示意图

地球绕地轴自西向东自转，自转周期为23小时56分4秒，可近似视为24小时。地球自转一周，也就是一天之内，我们也会经历一次昼夜交替(极昼极夜地区除外)。然而，我们生活在地球上，几乎感受不到地球的自转。然而，只要我们抬头看看天上的天体，每天太阳、月亮和其他星星的升起和落下都是地球自转造成的。我们把天体的运动称为天体的“视运动”。

北纬40度至日视运动示意图

除了在极端的白天和夜晚地区，我们每天都可以看到太阳从东方升起，在西方落下的明显运动。我们晚上看月亮，也是东升西落，这是月亮的视运动。其实满天的星星也会在天空中运动空。在某些区域，星星也会东升西落，而在某些区域，我们可以看到很多星星在天空中画出圆形的视运动轨迹空。在地球上，我们可以看到太阳和月亮“东升西落”的视运动。如果我们登陆月球观测太阳和地球，视运动呢？

月相变化示意图

我们知道，要观测月球上的其他天体，需要考虑月球的运动。我们知道，月球是被地球“潮汐锁定”的卫星，即月球自转的周期与月球绕地球公转的周期相同，其时间约为27.32天。这样，月球每旋转一个角度，在这段时间内，月球就以相同的角度围绕地球旋转。这样，我们在地球上永远只能看到月球的同一面，称为月球正面，而背对地球的一面，在地球上永远看不到，称为月球背面。

月亮正负

那么，反过来也是如此。如果你在月球上，如果你恰好在月球的“背面”，你将永远看不到天空中的地球空。如果你只是在月球的“正面”，地球会一直出现在你看到的天空空上，你可以随时看到天空中的地球，没有任何起伏。我们再来看看。在月球上看到太阳是什么感觉？是不是像看地球一样？

在月球上看到的“地面”

你在月球上看太阳，应该能看到很多地区类似于地球上的太阳升降现象，只不过在月球上看到的太阳升降周期比地球上长得多。如果忽略月球随地球绕太阳公转，只考虑月球绕地球自转和公转，那么在月球上看一次太阳的升起和落下需要27.32天，也就是昼夜交替，也就是月球自转和公转的周期。但由于月球是随着地球绕太阳转的，所以地球和月球在27.32天内都是从西向东成一个角度绕太阳转的。所以，实际上在月球上看一次太阳的升降需要27.32天，也就是29.5天左右，而这个时间就是我们在地球上看到的月相变化周期。