为什么说月球其实也是绕着太阳公转「为什么说月球其实也是绕着太阳公转」

这个问题其实涉及到三体运动。在太阳和地球系统中，存在五个引力平衡点，它们被称为拉格朗日点。理论上，一个可以忽略大小的天体能够位于日地拉格朗日点上，保持与太阳和地球相对静止。

在五个拉格朗日点中，第一和第二拉格朗日点位于地球和太阳的连线之上，并且它们与地球的距离都是大约150万公里。第一和第二拉格朗日点上的天体能够与地球以相同的角速度绕着太阳公转，其公转周期与地球保持同步。如果距离超过第一和第二拉格朗日点的距离，第三个天体就会被太阳的引力拉过去，从而绕着太阳公转。而如果距离小于第一和第二拉格朗日点的距离，第三个天体就会受到地球引力的束缚而绕地球公转。

在距离地球150万公里的空间中，地球的引力能够束缚住其中的天体，迫使其绕着地球公转，这个区域就被称为希尔球，这是地球引力的主宰空间。月球与地球的最远距离也就40.54万公里，所以月球运行在地球的希尔球之内，月球就会绕着地球公转，尽管太阳对月球的引力两倍于地球对月球的引力。

另一方面，如果我们换个角度来看月球的运动，月球其实是在太阳引力的作用下而绕着太阳公转。只不过月球在绕着太阳公转的同时，由于受到地球引力的影响而绕着地球公转。因此，月球绕着太阳的公转轨道会在地球引力的作用下发生变化，如下图所示：

与地球相比，月球绕太阳公转的方式不大一样。地球与太阳的距离基本上保持相同，所以地球绕太阳的公转轨道呈现为近似圆形。但月球与太阳的距离会因地球的影响而不断发生变化，所以月球绕太阳的公转轨道并非呈现为光滑的圆形，而是呈现为类似于齿轮形。

月球为什么不和其他星球一样直接围绕太阳转？那么为什么月球不能摆脱地球的引力，直接围绕太阳转呢？引力范围说 月球的演化史 地球的引力限制

其实月球也是绕太阳转的，轨迹如下图

【地球如何能拉住月球？】

希尔球？这是个什么东东？

这是19世纪中叶美国天文学家乔治*希尔在洛希的基础上提出的概念，“希尔球”故而得名。太阳系里星球万千，经过了早期的混乱状态，幸存下来的都是英雄，它们划分了自己的地盘，每块地盘大致是一个球体，这就是每颗星球的“希尔球”。在某星体“希尔球”内的物体将主要受到该星体的引力作用。

【还是这张拉格朗日点图，只考虑日地体系，太阳到L1的距离就是太阳的希尔球半径，中央大的L3到L1之间的就是太阳的希尔球，右边L1到L2之间的是地球的希尔球。】

你可以这么理解，如果宇宙中只有一个天体，那它的引力等势面将形成一层又一层完美的球面，如同一层层的泡泡。但宇宙毕竟不孤独，这里只考虑两个天体，双方的引力场在相互较量一番之后，就将分出高下。如同双方的层层泡泡相互碰撞，有些互相挤压，有些合并，质量较大天体维持自己泡层的能力更强，完全属于自己的泡泡当然就更大。

【八大行星和一些小行星、矮行星的希尔球半径。从左到右：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、谷神星、冥王星、阋神星。】

从上图中可以看到，地球的希尔球超过100万公里，而月球距离地球38.4万公里，在地球的希尔球内，这时你知道为什么月球绕着地球转了吧？

【如果太空中只有一辆特斯拉，那么让高尔夫球绕着它旋转是容易做到的事情。】

根据前面所述，密度和引力场是决定希尔球大小的重要因素，因此也不是说绝对不可能，一方面离地球远一点，另一方面提高物体的密度，就可以让它一边绕着地球转，还能拥有较大的希尔球。经过计算，如果在地球同步轨道（36000km）上放一个物体，密度达到55g/cm3，那就有可能拥有自己的希尔球，让别的物体绕自己旋转。可是，到哪去找如此之重的普通物质？地球上常见的物质中，密度最大的锇也只有22.59g/cm3。

别跟我提什么白矮星超固态，中子星中子态什么的，地球上没有！

【图中的黄色为太阳，紫色为地球轨道，蓝色为月球轨道。】

但月球毕竟还是直接围绕着地球旋转，浩瀚宇宙中，地月日三者引力的拉拉扯扯最终达到平衡，这是为什么呢？

剧透一下这个问题的正确答案：因为地球有“希尔球”。

【美国天文学家希尔，“希尔球”以他的名字命名。】

希尔球有多大呢？

考虑两个天体的体系，每个天体 “希尔球”的半径就是它们质心到L1点的距离。所以你懂得计算拉格朗日点，就自然会算出希尔球有多大。显然，质量较大的天体希尔球更为“壮硕”，而质量较小天体只能受大天体引力的欺负，蜗居在狭小的空间里。

【可以用泡泡来理解希尔球。】

太阳系里，太阳占据了99.86%的质量，它的引力无孔不入，几乎控盘整个太阳系。八大行星的引力泡泡都受到它的挤压，越靠近太阳，希尔球就越小，比如水星、金星、地球、火星等类地行星；而远离太阳，希尔球就越大，虽然木星的质量远大于海王星，然而由于海王星距离太阳最远，反而拥有最大的希尔球。

另一方面，希尔球还与天体的平均密度有关，你看虽然类地行星的质量远小于木星、土星等庞然大物，但由于它们的密度是木星的4倍左右，因此希尔球也没见的小太多。

【月球在地球的希尔球（Hill sphere）和洛希极限（Roche limit）之间，因此既没有被地球的引力撕碎，也没有被太阳夺走。】

有人开始开脑洞了：“我也有希尔球吗？”

答案是：“有，但是太小了，没有意义。”

那么升级一下：“航天飞机有希尔球吗？这样宇航员就可以绕着航天飞机转了。”

假设航天飞机的重量是100吨，在距离地球表面300km的太空中飞行，那么可以计算出它的希尔球半径是1.2米，比它自身还小。

【锇金属是常见物质中密度最大的。】

月球为什么不和其他星球一样直接围绕太阳转？那么为什么月球不能摆脱地球的引力，直接围绕太阳转呢？引力范围说 月球的演化史 地球的引力限制

其实月球也是绕太阳转的，轨迹如下图

【地球如何能拉住月球？】

希尔球？这是个什么东东？

这是19世纪中叶美国天文学家乔治*希尔在洛希的基础上提出的概念，“希尔球”故而得名。太阳系里星球万千，经过了早期的混乱状态，幸存下来的都是英雄，它们划分了自己的地盘，每块地盘大致是一个球体，这就是每颗星球的“希尔球”。在某星体“希尔球”内的物体将主要受到该星体的引力作用。

【还是这张拉格朗日点图，只考虑日地体系，太阳到L1的距离就是太阳的希尔球半径，中央大的L3到L1之间的就是太阳的希尔球，右边L1到L2之间的是地球的希尔球。】

你可以这么理解，如果宇宙中只有一个天体，那它的引力等势面将形成一层又一层完美的球面，如同一层层的泡泡。但宇宙毕竟不孤独，这里只考虑两个天体，双方的引力场在相互较量一番之后，就将分出高下。如同双方的层层泡泡相互碰撞，有些互相挤压，有些合并，质量较大天体维持自己泡层的能力更强，完全属于自己的泡泡当然就更大。

【八大行星和一些小行星、矮行星的希尔球半径。从左到右：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、谷神星、冥王星、阋神星。】

从上图中可以看到，地球的希尔球超过100万公里，而月球距离地球38.4万公里，在地球的希尔球内，这时你知道为什么月球绕着地球转了吧？

【如果太空中只有一辆特斯拉，那么让高尔夫球绕着它旋转是容易做到的事情。】

根据前面所述，密度和引力场是决定希尔球大小的重要因素，因此也不是说绝对不可能，一方面离地球远一点，另一方面提高物体的密度，就可以让它一边绕着地球转，还能拥有较大的希尔球。经过计算，如果在地球同步轨道（36000km）上放一个物体，密度达到55g/cm3，那就有可能拥有自己的希尔球，让别的物体绕自己旋转。可是，到哪去找如此之重的普通物质？地球上常见的物质中，密度最大的锇也只有22.59g/cm3。

别跟我提什么白矮星超固态，中子星中子态什么的，地球上没有！