p5.js 动画讲解:月球自转吗,为什么看不到月球背面?

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前言

我曾经看到过不止一次,有人以看不到月球的背面这个现象得出月球不自转的结论。这当然是错的,但我也能理解这个逻辑。因为一面始终朝向我们即看起来不动,就会下意识的产生月球是偏向静止的想法。所以一些人理所当然的错误想象成了月球不自转。

本文将用 p5.js 模拟这两个场景,直观的解释为什么说月球不自转是错误的。并且这个结论和实际是相反的,如果月球不自转我们反而能看到月球的全貌。

地月模拟

我们接下来会模拟不同场景下的地球和月球运动。首先,我们定义两个圆,一个代表地球(大圆),一个代表月球(小圆)。地球在画布中心,月球在地球周围的圆形轨道上。

为了加深方向感,我将地球和月球从纵向分为了两个不同颜色的半圆。默认位置下,地球的黄色面朝向月球的黄色面。地月的中心点被一根红色的直线始终相连。

不自转的月球

我们让地月系统运动起来,但是不让月球自转。你会发现并没有很多人想象中的月球始终只有一面朝向我们:

地球的自转速度被刻意调慢了,否则自转过快(月球公转一次地球要自转 27 次左右)会影响视觉效果。

从以上模拟的运动过程可以看出,随着月球的公转地球上能看到月球的全貌。所以这和很多人得出的月球不自转的逻辑是相反的。

自转的月球

在以上动画基础上,让月球自转起来,且自转/公转一圈的时间相同:

现在和实际相符了,月球始终只有一面是面向地球的。所以造成这个现象的原因其实是月球的自转周期和公转周期相同,而不是不自转。

结束语

这是一篇科普,也顺带是一个 p5.js 的小练习。想知道这种动画是如何制作的,为何能在网页上展示,请阅读此文

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本文由作者按照 CC BY 4.0 进行授权
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