自轉

讀音：zì zhuàn

英文：Rotation

日文：自転

解釋：天體繞自身的中心軸轉動。

一、自行轉動。

二、天文學名詞。

凡衞星、行星、恆星、星系繞着自己的軸心轉動﹐謂之自轉。地球自轉一週的時間是23小時56分4秒;月亮自轉一週的時間跟它繞地球公轉一週的時間相同﹐都是27天7小時43分11.5秒。

地球同太陽系其他八大行星一樣，在繞太陽公轉的同時。圍繞着一根假想的自轉軸在不停地轉動，這就是地球的自轉。

地球自轉的方向是自西向東轉，左向右轉。從北極點上空看呈逆時針旋轉，從南極點上空看呈順時針旋轉。

地球自轉的角速度大約是每小時15度；而表面每點的線速度隨緯度而變化，是赤道的線速度乘以緯度的餘弦。因此赤道的線速度是最大的，兩極的線速度最小。

地球自轉速度主要受三個因素影響，總體使其趨慢。

長期變化

日月對海洋的引潮力使地球自轉速度變慢，令地球一日的長度每100年增加1.6毫秒，導致一年的日數減少，有證據表明泥盆紀中期的一年有400日。

季節變化

有周年變化和半年變化。週年變化是風的季節變化引起的，其振幅為20-25毫秒；半年變化是由日月引潮力對大氣的潮汐作用引起，其振幅約為9毫秒。

不規則變化

地外和地內的物質或能量交換，如隕星體對地球的撞擊等，時而使地球加速時而使地球變慢。

地球自轉的週期是一個行星日，其值為23時56分4秒。但是地球自轉週期在緩慢增加（即轉速緩慢減小），導致需要對全球計時器進行調整，例如2005年12月31日全球鐘錶統一加一秒。這樣的調整稱為閏秒。

地軸在地面上的運動，叫做極移。

極移的原因主要有兩種，一種是地軸對於慣性軸偏離的結果，週期大約為14個月。另一種是大氣季節性運行導致，其週期為一年。還有其他一些次要的原因，極移的振幅一般不超過15米。

極移的結果使地球上的緯度和經度發生變化。

天極在天球上的位置的變化稱為進動。

規律性

地軸的進動是一種圓錐形的運動，其規律性如下：

圓錐軸線垂直於地球公轉軌道平面，指向黃道兩極。

圓錐的半徑是黃赤交角。

運動的方向是自東向西，即同地球自轉的方向相反。

運動的速度是每年50秒點29，週期是25800年。

表現

表現為天極的週期性運動。

造成北極星的變遷。

地球赤道面和天赤道發生系統性的變化。

二分二至點每年在黃道上以50秒點29的速度西移。（歲差）

使迴歸年小於恆星年

原因

第一，地球形狀

因為地球是一個明顯的扁球體，所以隆起的部位所受的附加引力總是稍大於另一側。二者之間的差值，總是存在於接近日月的一側。

第二，黃赤交角

由於黃赤交角的存在，使得日月經常在赤道面以外對赤道隆起施加引力。這樣上述引力差就成為一個力矩，使得地軸趨近黃軸，天極趨近黃極。

第三，地球自轉

因為上述的引力差，給地球的自轉的角動量增加了一個增量，使得地球的自轉方向發生偏轉。這就是地軸的進動，也就是歲差。

同天體的週日運動

不同緯度的週日運動

水平運動的左右偏轉

因為地球表面並不是在做勻速直線運動，所以會有慣性問題。在北半球往右偏，在南半球往左偏。這種使水平運動發生偏轉的力，叫做地轉偏向力，是一種科氏力。

月球公轉時在離心力的作用下重心外偏，但在地球的引力作用下重心又向內偏。月球就在我兩種力的作用下完成繞自己的軸心自轉的。月球實際上是繞自己的軸相對地球旋轉。因此無論是用地球作參照物還是用恆星作參照物，月球都是相對地球自轉的。

月球的自轉，傳統的解釋是月球是通過公轉完成自轉的。這樣給人們造成了一種誤會，就是很有名氣的學者也誤以為月球“相對地心不轉”，也就是誤以為月球是繞地軸完成“自轉”的。

先找一張較大的白紙並在上面畫一平分十二等分（標有刻度）的大圓圈表示月球軌道，軌道中心用紅筆標出一紅點（圓心），然後找一個較大的象棋並在棋頂上用紅筆沿圓心畫一直線（直徑），並在象棋柱面上用紅筆畫一紅點（表示月球的朝向地球的一面的中心點），放到紙面上的月球軌道上的任一刻度上。

實驗開始，先將棋頂上的直線兩端指向南北（或東西）兩個方向，使象棋柱面上的紅點與軌道圓心、象棋圓心置在一直線上。然後在保持棋頂直線始終指向南北（或東西）方向的前提下把象棋在軌道上逆時針平移到下一刻度上。這時我們會發現棋柱上的紅點與軌道圓心、棋頂圓心不在同一直線上了，也就是在“公轉”時重心偏離了。我們把象棋繞圓心逆時針旋轉一個角色，使其柱面上的紅點重新與軌道圓心、棋頂圓心成一直線。然後又保持棋頂上的直線的這一指向逆時針平移到第二個刻度上，以此類推。我們發現，象棋每移到下一刻度都出現柱面紅點偏離軌道圓心（公轉成偏），經調整後重新回到三點一線狀態（自轉糾偏）。

上述實驗表明，兩天體在繞中心旋轉時，它們的公轉都引起重心偏離現象，而這種現象是通過自轉來糾正的。至於自轉的動力，應該説就是重力（對月球而言，也就是地球的吸引力，潮汐作用也可認為是一種重力作用），這可能是因為天體內部物質的空間分佈不均勻引起。

這裏必須強調，解開月球自轉的奧秘並不是從天文知識中得到啓發而產生，恰恰相反，這是從“機械設計”原理中的平面構件的活動度的計算方法中得到啓發而想到的。

月球是繞自己的軸心完成自轉的。

1、地球和月球都是繞各自的軸心旋轉的天體，此時月球的活動度大於零，月球能繞自己的軸心旋轉。

2、假定在“地球”是套上一個能相對地心旋轉的套筒，再用一根長杆把月球與套筒聯焊在一起。此時月球的活動度等於零，但能隨套筒的轉動繞地球公轉（也就是人們認為的相對恆星的自轉）。

3、假定用長杆把月球與地球直接聯焊在一起。此時月球繞自己的軸心轉動的活動度等於零，不能繞自軸自轉，也不能相對地球公轉，只能隨地球定位“公轉”。

月球繞地軸旋轉的情況雖不同，但都不能自轉，看起來都是一面朝地球。從邏輯學的角度來考慮，把這種“旋轉”説成月球在空間自轉是不正確的。這兩種情況下月球無論是相對地球還是相對恆星都不自轉。對於相對旋轉的兩天體而言，它們彼此都是繞各自的軸心旋轉的，是公平的。並沒有一個繞另一個的軸心（公轉）來實現自轉之説。

所以，只能用第1種情況來説明月球是繞自己的軸心旋轉的。無論是相對地球，還是相對太陽，月亮都在繞自己的軸心施轉。只因它的公轉偏心與自轉糾偏相抵消，導致不易被人們所察覺。

月球自轉週期

月球在繞地球公轉的同時進行自轉，週期27.32166日，正好是一個恆星月，所以看不見月球背面。這種現象稱“同步自轉”，幾乎是衞星世界的普遍規律。一般認為是行星對衞星長期潮汐作用的結果。天平動是一個很奇妙的現象，它使得我們得以看到59%的月面。

主要有以下原因：

1、在橢圓軌道的不同部分，自轉速度與公轉角速度不匹配。

2、白道與赤道的交角。

地球自轉不能以雲層或海洋為依據，太陽自轉也不能看表面，但人們無法知道其內部情況，所以無法知道太陽自轉數據。人們只看到太陽是流體星球，流動的總體方向相同，速度不同。