元阳上帝
从月球单面朝向地球说起
一直以来，在解释月球为何总是以同一半球朝向地球的原因时，都认为是由于月球的自转刚好与它的公转同步造成的。可是，从本质上讲，这一解释是极其牵强的。自然界的演变是趋向无序的能量最低状态，这是自然界的普遍适用规律，对于地月系统当然也不例外。在这种规律作用下，几乎可以肯定是不存在什么巧合的。这里就来分析这一本质规律：
其实这没什么新奇，只是由于一直以来科技界对它存在误解，这就是对质心和重心认识上的谬误。
质心和重心是两个完全不同的概念，而以往人们总把二者混淆，这是造成很多自然现象令人迷惑的本质原因。为了说明质心与重心的区别，下面举一个简单的例子：
当把一个密度均匀的锲形杆支起或悬挂起使它达到一个静态平衡时，支点两边质量是否相等呢？这杆的支点是其重心还是质心呢？
对于前一个问题，稍有些物理常识的人都会准确回答的，而对于后一个问题，模棱两可的回答就比较多了。正确的答案是：比较粗短的那一半质量大一些，支点是此杆的重心而非质心！
如果继续问：此杆的质心在哪儿呢，它是否与其重心重合呢？
若按通常对质心的定义，此杆的质心和重心是重合的。而实质并不如此。
我认为，通过物体质心垂直于该物体中心轴线的截面必然将该物体平分成质量完全相等的两半。因此，锲形杆的质心应是比其重心更靠近粗短端面的中心轴线上的一点。如果我们将支点移至锲形杆的质心位置，此时尽管支点两边质量相等，但由于细长端向下的力矩大于粗短端的，因而此杆将不再保持水平状态，而是细长端向下，粗短端向上绕支点翻转到垂直位置，此时合力矩为零，达到了平衡态。
若将此锲形杆发送到绕地球运行的轨道上，它就成了一颗“卫星”，这时地球对它的引力作用就相当于集中作用到锲形杆的质心上，而其绕地球旋转所产生的离心力就相当于在杆的质心上加了一个支点，由前述分析可知，此锲形杆卫星的细长端必绕其质心旋转指向地心，而其粗短端则背向地心，并且它在绕地球“公转”的过程中将一直保持“细长端指向地心”这一状态不变的，即天文学上所说的“公转与自转同步”状态。
做一个类比，就不难解开本文开头论述的“谜”了：月球实际上就是因为地球引力的作用，而总是以较细长的半球面指向地球的。
同样，地球、太阳、太阳系内各行星、银河系、河外星系等，其自转轴都是有特定指向的，即星体总是以其较细长端指向对此星体影响最大的星体或星系质心的（这一结论对于自转角速度较大的星体可能不遵守，因为存在一个陀螺稳定性问题，在这里不做深入探讨），若假设对其影响最大的星体质量为M，距离为R，影响力大小可用公式表示为：
amax=GM/R2，
这一最大加速度方向也就是此星体真正的自转轴方向，绕这一转轴旋转才可称为“自转”。
因此，我认为以往的“月球的自转与公转同步”的说法是不正确的。
月球是否有自转？
在地球上看来好象是没有自转的，因为在地球上似乎没有观察到月面绕其中心旋转的现象。但没有自转的星体几乎是极少的，因为任何一个星体中物质的质量分布一般是不均匀的：较大的轴向不均匀质量分布形成指向其他星体的自转轴；而较小的径向不均匀质量分布在受到径向万有引力作用下将会形成绕轴向的旋转运动，形成自转。所以我认为月球是存在绕轴向的自转的。这可通过如下的实验去验证此猜测的正确与否：
在月球上用摄像机拍摄地球周围星光的运行轨迹，轨迹的像若呈直线状态则表明月球无自转；轨迹若为圆弧线则表明月球是有自转运动的。
在太阳系中，有许多行星自转轴不指向太阳，比如地球，就是指向北极的。通过前述
分析，我认为地球的北极方向应是存在一个较大质量的星体或星系物质的，若设其质量为
M外，离地球距离为R地外，则应有：
GM外/R2地外>GM太阳/R2地太
而比地球更靠近太阳的金星，其轴线是指向太阳的，即有：
GM太阳/R2金太>GM外/R2金外
据此，金星的自转周期就应是以前被认为是“金星风暴”的旋转周期，即金星每自转一周约为4小时，而不是通常认为的243天。
对于水星，由于它比金星更靠近太阳，所以可断定水星自转轴必定也是指向太阳的，而水星的自转周期也不是通常认为的那样（58.7日）。具体究竟是多少，这需要收集更多的观测资料来定！
对于由各个星体组成的星体系统，其系统的质心和重心一般是不重合的。因为星体系统的重心位置只与组成此系统的各星体质量有关；而星体系统的质心不仅与各星体的质量、更与观测此星体系统时观测点的空间位置有关。这一关系用公式表示就是（以双星系统为例）：
重心公式：L1重心=r/（1+M1/M2），此式是我们熟悉的；
质心公式：L1质心=r/（1+(M1/M2)*（r2/r1）3）
其中：M1、M2是星体的质量；r为M1、M2质心间距离；r1、r2为观察点到M1、M2质心的距离；L1为M1的质心到双星系统重心或质心间距离。
举例来说，以太阳为观测点，看到地月系统的重心位置相对于地球或月球来说是不变动的；而看到地月系统的质心位置相对于地球或月球却是随着地球和月球的运动而不断变动的，这种变动有一个波动范围，根据以上的质心公式是可以计算出的。
另外，同样根据以上质心公式，可知太阳与地月系统质心间存在一个距离最小值：因为地球离太阳的距离和地球离月球的距离在运行过程中可认为是基本不变的，所以当r2最小时，即月球恰巧处在地球与太阳连线上时 （即日全食时），“L1质心”最大。此时太阳与地月系统间的质心距离最小，因而它们之间的引力最大，整个系统所含能量最低，处于一个最稳定状态。
这一结论实际还可通过前述对锲形杆卫星的分析得出：对于太阳、地球、月球组成的系统，地球和月球一起相当于一个绕太阳公转的“锲形杆卫星”，这一锲形杆卫星尽管不停地在翻转（月球绕地球转），但仍不难想象，当它处在锲形杆卫星最稳定状态（日全食）时，对整个系统来说能量是最低的。对应这一最稳定状态的点对于系统来说在运行过程中是必定要经过的。对于地、月、日系统，可以说：黄道面与白道面的交线必定通过太阳质心。或可以说有更一般的结论：卫星轨道平面与行星轨道平面的交线必定穿过此行星绕行的星体的质心。此结论可推广到整个宇宙的其他星体或星系。
根据以上分析可推出：当发生日全食时，在地球上日全食发生区的中心就会测得重力加速度g的值会变小，比应用万有引力通常计算出的值还要小。这是由于通常计算时未考虑到上述地月系统与太阳质心间距离变小这一因素影响的缘故。通过计算可知，发生日全食时质心距变动量约为35.5公里，而由此引起g的减小量约为2.8E-9米/秒2。其量值是比较小的，需用比较精密的仪器才能测量出。
