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一個朔望月究竟有多長?


在一次新月啟動碼錶,下一次新月時停止。你大約要等29天、12小時又44分鐘。

所以,一個朔望月有多長?對曆法所採用的月相週期而言,平均答案是 29.53059天。天文學家稱它為朔望月。然而,月球相對於背景恆星完成一圈軌道只需約27.322天,而個別兩次新月之間的間隔,可能比平均值短或長幾個小時。因此,「一個月」在天文學上有兩個常見答案,也沒有辦法整齊放入整數的民用日。

正是這個不整齊的小數,塑造了整套曆法制度。

觀看月相時,一個朔望月有多長?

熟悉的月份從一個月相開始,再回到同一個月相:新月到新月、滿月到滿月,或上弦到上弦。這是朔望月,也稱一個月相週期。現今平均長度是29.53059天,也就是29天、12小時、44分鐘和約3秒。

這裡的「平均」承擔了重要工作。它是許多長度不完全相同的間隔所得出的平均值,也描述一個天文瞬間,不一定等於宗教曆法的第一日。曆法可能在計算所得的合朔開始月份,在可見新月牙出現後的日落開始,或依正式算術規則開始。這些選擇可以替同一個月球分配不同日期標籤。目視新月與計算曆法的爭論涉及權威和程序;這裡的數字只是位於那場爭論之下、可測量的月相週期。

美國海軍天文台把一個月相週期定義為相鄰兩次新月之間的間隔,並把29.531天稱為近似平均值。NASA更精密的數值給出額外小數位。兩個來源都沒有說每次週期完全複製前一次。

27.3天的答案測量的是另一件事

想像今晚標記月球正後方的恆星,再問月球何時回到同一片恆星背景。答案約為 27.322天。這是恆星月:在固定參照系中完成一圈軌道所需的時間。

為什麼月相時鐘還要多2.21天?

因為月球繞地球一圈時,地球並沒有靜止。在那27.3天裡,地球和月球沿著繞日軌道前進了將近十二分之一圈。陽光方向已經改變。月球只回到相同恆星背景,還不足以用同樣方式與太陽排成一直線,所以它必須繼續前進,追上新的太陽角度。

可以想像兩條終點線。一條畫在遙遠恆星上,固定不動;另一條由繞太陽運行的地球向前帶走。月球先抵達畫好的線,然後還要花略多於兩天追逐移動中的線。恆星月和朔望月並非對速度意見不同,而是採用了不同終點。

對依可見月相建立的曆法而言,朔望月答案較重要。對照天空背景描繪月球軌道時,恆星月答案才有用。

朔望月的長度為什麼會變化

月球並非以均勻速度沿完美圓形繞地球運行。它的軌道是橢圓,離地球較近時運行較快,較遠時較慢。地球沿自身的橢圓繞日軌道運行,速度也會變化。因此,月球完成一個恆星週期後還要追趕的角度,每次朔望週期都不同。

NASA的五千年研究在整個目錄中發現,完整朔望週期的範圍是 29.26574至29.84089天,兩端相差將近十三小時四十九分鐘。這些是極長時段內的極值,不表示一個人的一生必定遇見兩者,卻讓核心重點十分清楚:29.53059是平均值,不是一項固定約會。

幾個週期彼此重疊,使變化呈現起伏而不是隨機。月球距離的改變有影響,地球位於近日或遠日位置也有影響,月球橢圓軌道的長軸還會緩慢轉動。維持普通曆法不需要計算全部因素;若要精確到分鐘預測數百年外的月相,就必須考慮它們。

這也解釋了為什麼預測表比反覆加上29天、12小時和44分鐘更可靠。平均值即使很適合說明整個制度,也會逐漸偏離個別事件。

曆法為什麼使用29天與30天

你不能把半次日出放進一排日期方格。民用日或宗教日最終必須按完整一天計數,而朔望週期平均介於29與30之間。陰曆以兩種長度的月份處理這個不吻合。

簡單交替會產生29.5天的平均月長:

(29 + 30) ÷ 2 = 29.5。

這已經很接近,卻仍比29.53059每月短約44分鐘。月份累積到足夠多時,連整齊的交替也需要額外修正。表算曆法依規則安置修正;觀測曆法則由再現的新月牙決定即將結束的月份停在第二十九日還是第三十日。陰陽合曆還有第二個問題:要讓以月球為基礎的月份留在相應太陽季節中。

沒有方法能讓那個零碎日消失。每套方法只是在選擇何時四捨五入,以及由誰宣告取整完成。

所以,當有人說聖經曆、希伯來曆、伊斯蘭曆或中國曆的一個月「恰好29.5天」時,必須保留這項區別。那也許是有用的課堂平均值,卻不是日曆上每個月份的長度,也不是天空中每次朔望週期的長度。

十二個朔望月還欠將近十一天

現在把平均值相乘:

12 × 29.53059 = 354.36708天。

將它與約365.2422天的回歸年比較。十二個朔望週期比季節年早約 10.875天 結束。反過來相除,一個太陽年約有 12.368個朔望月。沒有一個整數會前來拯救曆法。

這個餘數產生三種大方向。純陰曆接受月份在季節中移動;陰陽合曆不時加入一個額外月份;太陽曆則讓月份失去與月相固定的關係。陰曆與陽曆的比較會追蹤這些選擇,而默冬週期則解釋為何235個朔望月與十九個太陽年幾乎相會。

Day 4採用以太陽和季節為錨的路徑,不以月球啟動月份,所以看見新月牙不會改變神聖日期。它的月相小工具和Manna中的天空徵兆卡讓你留意月相,卻不裁定合朔與新月牙的爭議,也不把一次目視變成曆法判決。觀測與日期權威仍然分開。

常見問題

從一次新月到下一次新月,一個週期有多少天?

平均朔望月是29.53059天,約等於29天、12小時、44分鐘和3秒。它是新月到新月的平均月相週期。由於月球與地球的軌道速度會變化,個別朔望週期相差數小時,所以公開的月相表不會每月重複完全相同的間隔。

陰曆月份為什麼交替使用29天和30天?

因為朔望月平均介於這兩個整數之間,而日曆不能把永久半日放在方格裡。29和30交替會產生29.5天的平均值。這仍略短於天文平均,所以固定曆法需要偶爾按規則修正;觀測曆法則用新月牙決定月份何時結束。

為什麼每次朔望週期的長度不完全相同?

月球沿橢圓軌道運行,距離地球改變時速度也改變。地球繞太陽的速度和位置同樣改變,每次把月相「終點線」移動不同幅度。NASA的長期目錄約從29.266到29.841天,說明常見的29.53059天必須讀作平均值。

一個太陽年中能容納多少個完整朔望月?

可以容納十二個完整朔望月,而太陽年還剩約10.875天。用數值表示,一個回歸年包含約12.368個平均朔望週期。這個分數解釋純陰曆為何在季節間移動,也解釋陰陽合曆為何必須有時加入第十三個月,使月相日期仍接近相同季節。

資料來源:

  1. 美國海軍天文台——《天文年鑑》詞彙表
  2. 美國海軍天文台——月相
  3. NASA——食與月球軌道
  4. NASA技術出版物2009-214172

不必把一個朔望週期硬塞進桌上日曆印好的月份。觀看第一次重新出現的新月牙、圓滿月面,再看黎明前逐漸變薄的月亮。日曆給你編號方格,天空則顯示方格為何必須交替。