又是一年中秋日,你大概已经想好:今夜要拍多少张圆月照片,月饼要留给谁,朋友圈的文案要发哪一句......

 

但有一个问题,你可能没有想过——

 

月亮见过每一个夜晚的你,但当你回到那最特别的日子,也就是你出生那天,月亮是什么模样?

 

是弯弯的月牙,还是一轮满月?

 

这个中秋,北大为你准备了一份特别的礼物:

 

输入你的生日,领取一张专属于你的「月 · 潮」明信片。

 

 

 

这张明信片藏着两份独属于你的天文印记:一份是你出生当日的月相,由日、地、月的相对位置决定;另一份,则是那天月球与太阳,在燕园这片土地上产生的引潮力随时间变化的完整轨迹。这是一份定格了你出生时刻的月亮档案。

 

点击下方进入“PKU言之有物”公众号,在公众号对话框输入“月亮”,即可获取明信片制作链接!

 

 

先别急着滑走——在领取之前,让言小物带着你看懂明信片上的两个东西:月相和潮汐。

 

 

月相:月亮为什么有阴晴圆缺

 

「人有悲欢离合,月有阴晴圆缺」,但月亮到底为什么有圆缺?

 

首先,月亮本身不发光。我们看到的月光,来自月球表面反射的太阳光。通常,太阳照亮月球的一半。随着月球绕地球运行,我们能看见的亮面逐渐增多,再逐渐减少,就有了月相变化。

 

新月又叫「朔」,此时从地球看去,月亮与太阳的方向接近,亮面大多背对我们。满月又叫「望」,此时,月亮与太阳在天空中的方向相反,我们几乎能看见整个亮面。两者之间,还会经历蛾眉月、上弦月、盈凸月等阶段;满月之后,亮面又逐渐变小。

 

 

日地月相对位置与月相变化关系示意图

 

 

月相矩阵,图源:NASA

 

月球绕地球运行一圈,相对于遥远恒星大约需要 27.3 天。但这段时间里,地球也在绕太阳运动,月球还得多走一段,才能回到与太阳相同的相对位置。因此,从一次新月到下一次新月,平均约需 29.53 天,这才是一个「朔望月」。但是由于每个朔望月的长短略有变化,「满月」并不一定准时落在农历十五,它可能落在十四、十五、十六,甚至十七。

 

例如今年(2026年)中秋是9月25日(农历八月十五),但月亮最圆的时刻,要到9月27日凌晨0时49分——罕见的「十五的月亮十七圆」。不过,中秋夜你抬头看到的月亮,其实已经圆了98%以上,天气晴好时,依然可以赏月。

 

 

燕园新月至渐满

 

所以印在明信片上面的月相,就是你出生那天,从燕园抬头望见的月亮模样。

 

 

潮汐:从月光到引力,月不止好看

 

月光只是反射的太阳光,那月亮除了好看,还能对我们做什么?答案你肯定不陌生:潮汐。海水的涨落,主要就是月亮干的——准确说,是月球的引力干的。

 

虽然月球的引力作用于整个地球,但是各处受到的作用并不一样:近月一侧比地心受到的引力更强,远月一侧则更弱。

 

可以把地心当作参照:近侧的水受到的吸引更强,趋向月球运动得更多;远侧的水受到的吸引更弱,相对落在后面。这样一来,地球两侧的水都有相对于地心向外偏离的趋势。随着地球自转,地表不同位置依次朝向或背向月球,这能帮助我们理解为什么许多地方一天有两次涨退潮。

 

 

月球对地球的潮汐力(引力和惯性力的差)示意图,图源:NASA

 

这也可以用公式说明。把地球近似为球体,取地表正对月球的一点,朝月球方向为正,在跟随地心运动、坐标轴不转动的参考系中:

 

 

这里,G是引力常数,M是月球质量,m是该处物体的质量,r是地球半径,R是地月中心距离。从这个式子,我们也可以知道,为什么虽然月亮的质量比太阳小得多(太阳质量约为月球的2700万倍),但是实际上潮汐仍然由月亮主导——引潮与月地距离R的三次方成反比,而不是平方。月地距离只有日地距离的1/390,这么一算,月球的引潮力大约是太阳的2.2倍。

 

正所谓「远亲不如近邻」,质量再大,也架不住离得远。太阳对地球的引力更大,却在「潮汐」上输给了月亮。这就像:远处商场的节日氛围再热闹,也比不上家中这团圆时刻,亲友相伴。

 

新月、满月前后,日地月大致排成一线,日月的引潮作用共同增大潮差——这就是「初一十五涨大潮」。上弦月、下弦月前后,两者的作用部分抵消,潮差较小,形成「小潮」。

 

 

潮汐力先落后又起,终于十五大潮临

 

因此明信片上的圆环,就是你出生当天,燕园这个参考点上一整天潮汐力的变化轨迹。出生在初一、十五附近的同学,圆环起伏澎湃——「大潮体质」,天生自带气场;出生在上弦、下弦附近的同学,圆环平缓温柔——「小潮体质」,岁月静好。

 

今夜月圆,人也团圆

 

 

领完属于你的这张明信片,也愿今晚的月光落在你所念之处。愿所爱之人常在身旁,所思之事皆有回响。

 

「江月年年望相似,愿以此月寄情思。」

 

祝大家中秋快乐,时和岁好,月明人安!

 

 

来源 | 北京大学融媒体中心、北京大学物理学院

 

策划 | 莫昊宇、王静雪

 

文案 | 曹涵喻、莫昊宇

 

图片 | 马瑛杰、莫昊宇

 

技术 | 马瑛杰、卫家燊、仇是、周子晗

 

指导教师 | 张帆、王静雪

 

排版 | 王俊晔

 

责编 | 郭雅颂

 


来源:北京大学