我们都知道,月球本身并不是一个光源,但由于月球能够反射阳光,并且离地球还非常近(相对于太阳系中的其他星球),因此在地球上的我们看来,月亮就成了一个非常明亮的天体,正因为如此,我们通常也将月球称为月亮。
要知道地球可以认为是一个球体,它在一个平面上投下的阴影就应该是圆形或者椭圆形,另一方面来讲,我们所看到的月面可以看成是一个圆形的平面,综合分析一下你就会发现,仅凭一个圆形或者椭圆形的阴影投在一个圆形的平面上,很多我们常见的月相都不可能出现(比如说下图中的“初七”、“初九”、“十一”和“十三”)。
月亮早已被地球潮汐锁定,这会造成月亮围绕地球的公转周期与它的自转周期刚好相等,在这种情况下,月亮就会一直以相同的一面朝向地球,为了方便讨论,我们不妨将月亮朝向地球的一面称为“月亮正面”。
由于在地球上的我们一直只能看到“月亮正面”,因此我们所看到的月相,其实就是“月亮正面”被阳光照亮的区域。当月亮运行到地球相对于太阳的“正后方”时,“月亮正面”就完全被阳光照亮,此时我们看到的月相就是“满月”。
这样的情况将一直持续到月亮运行到地球相对于太阳的“正前方”,此时“月亮正面”将完全没有被太阳照亮的区域,所以这个时候的月相就是“朔月”(即我们看不见月亮)。
看到这里可能有人会问了:当月亮运行到地球相对于太阳的“正后方”时,月相应该会因为地球遮挡了阳光而变成“朔月”才对,怎么会是“满月”呢?其实这是可以解释的。
实际上,只有当太阳、地球和月亮同时位于一个平面上的时候,地球才有可能遮挡住本该抵达月亮表面的阳光,但这样的情况并不常见。
地球围绕太阳公转的轨道所在的平面被称为“黄道面”,与之对应的是,月亮围绕地球公转的轨道所在的平面被称为“白道面”,这两个平面其实存在着一个大约5度的夹角,这就导致了在大多数时候,太阳、地球和月亮都不会同时位于一个平面上。
当然了,在少数时候,当月亮运行到地球相对于太阳的“正后方”时,月亮会正好与太阳和地球同时位于一个平面,这就会导致那些本该抵达月亮表面的阳光被地球遮挡,在这样的情况下,我们就会看到“月食”。