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月球资料

2023-07-18 22:04:47 编辑:join 浏览量:599

月球资料

当1543年哥白尼把太阳放在太阳系的中心以后,地球的忠实

跟随者仅剩下月球了。过去长久以来,地球一直被认为是太阳系

的中心。

月球每27.32天绕地球一周(相对于恒星而言)。它也以同样

的时间绕自己的轴自转一周。由于公转和自转周期相同,导致它

永远以同一面对着地球。这个公转和自转周期的相等并不是一个

巧合,而是地球对月球有潮汐作用的结果,这一点我将在下面解

释。

月球相对于恒星的公转我们称为恒星月。然而当月球绕地球

公转时,地球也绕着太阳公转。这样当月球绕地球一周时,由于

地球的运动带着月亮一起运动,所以太阳在天空的位置也略有移

动。月球必须再公转两天半的时间才能赶上太阳,回到和以前相

同的相对与太阳的位置。月球相对于太阳绕地球公转称为朔望月,

朔望月是29.35天。

对人类而言,朔望月远比恒星月重要得多,因为在月球绕地

球公转的过程中,日光照射到我们所看见的月面上的入射角会经

历稳定的变化,而这个角度决定乎月球相对于太阳的公转。月球

要经历接连发生的月相。在一个月的开头,月亮正好位于太阳的

东边,只有日落以后才能看到一弯细细的娥眉月。

夜复一夜,月球行离太阳愈来愈远,娥眉月也愈来愈粗,终

于,月球明亮的部分变成了半个圆,之后,它超过了半圆。当月

球运行到正好与太阳相对的天空位置时, 太阳光便通过地球的

“肩膀”(打个比方)照亮我们可以看到的整个月面:这个明亮

的圆月面称为满月(望)。

之后,黑影从娥眉月出现的地方侵入月球。夜复一夜,月球

明亮的部分逐渐减少,直到再次成为半圆;但明亮部分和上次的

半圆相反。最后,我们只能在破晓时看到一弯娥眉月出现在太阳

的西边,但弯钩的方向却和月初的娥眉月相反,然后月球通过太

阳;再度在夕阳之后以娥眉月出现,整个变化又重新开始。

月相变化的整个周期持续29.5天,正好是朔望月的时间, 构

成了人类最早历法的基础。

人类当初以为月球随着月相的变化,真的是在盈、亏、生、

死。甚至有人认为,每次在日落后出现于西方天空的娥眉月确确

实实是一个新的月球,直到今天人们仍称之为新月。

然而,古希腊的天文学家认识到,月球一定是一个球;由于只

能反射太阳光而发光,所以才会有月相变化;而月球在天空中相对

于太阳的位置变化恰恰正是发生月相的原因。这是一个十分重要的

事实。希腊哲学家,特别是亚里士多德,企图证明地球的性质和其

他天体共有的性质全然不同,以此把地球和其他天体区分开来。于

是,他们提出,地球是黑暗的并且不发光,而所有其他的天体都发

光。亚里士多德认为,天体是由一种他称为以太(源自希腊语“发

光”)的物质构成的,这种物质与构成地球的物质根本不同。然而

月球的月相周期表明,月球和地球一样自身不发光,只是因为反射

太阳光才发亮。所以,月球至少在这一点上和地球是相同的。

此外,有时太阳和月球正巧位于地球的两边,太阳光被地球挡

住而无法到达月球,于是月球便通过地球的阴影而发生月食;月食

总是发生在满月的时候。

在远古时代,人们认为,月食是月球被某种邪恶势力所吞噬,

会永远完全消失。这曾经被看成是一种可怕的现象;而科学的一项

早期成果,就是能够预报月食,并证明这是一种很容易解释明白的

自然现象,(有人认为,英国索尔兹伯里平原上的史前巨石阵就是

远古石器时代的天文台,可以根据太阳和月亮相对于这一结构中规

则排列的石柱的位置变化,来预报月食的来临。)

事实上,当月球是娥眉月时,有时可以看到以微红的光勾画出

来的月球其余部分的暗淡轮廓,伽利略认为,地球和月球一样,一

定也反射太阳光而发亮,而月球上没被太阳照到的部分会被地球光

朦胧地照亮。只有当能够被看到的受太阳照射的部分非常小,小到

它的光不至于淹没掉暗淡得多的地光时,才能看到这种情景。所以,

不仅月球像地球一样不发光,地球也像月球一样反射太阳光,并和

月球一样出现位相变化(如果从月球上来看的话)。

地球和其他天体之间另一个想象的根本差异是:地球是有瑕疵

的、不完美的、不断变化的,而其他天体则是完美无缺的、永恒不

变的。

天上的星球中;只有太阳和月球在人的肉眼看来不是光点。在

这两者之中,太阳看上去是一个完美的光圆,而月球——即使不考

虑它的月相变化——是不完美的。在满月的时候,月亮看来似乎是

一个非常完美的光盘,然而很明显它并不完美。在它柔和的光面上

有许多污迹,它们损害了完美的观念。远古的人类把这些污迹当作

绘画的题材,每种文化所画出来的图画都不一样。人类的自负使得

人们把这些污迹看成是一幅人的图画,至今我们仍然说到“月球上

的人”。

1609年,伽利略首次用望远镜观察天空,当他将镜头指向月球

时,看到了高山、环形山和平原,最终证明月球并不是一个完美的

天体,它与地球十分不同,但却是一个和地球类似的世界。

图:月球

但是,这项认识本身并没有完全推翻古老的想法。希腊人注意

到,在通常情况下,天空中有几个天体稳定地改变着相对于恒星的

位置,其中月球改变得最快。他们认为,这是因为月球距离地球比

其他天体近的缘故(这一点希腊人是对的),有人可能会争辩说,

因为月球靠近地球,所以多少会受到地球不完美的污染,月球受了

近邻之害。直到伽利略发现太阳黑子后,完美天体的想法才真正被

打碎。

测量月球

如果月球是最接近地球的天体,它有多近呢?在企图确定这个

距离的古希腊天文学家中,喜帕恰斯基本上得出了正确的答案。现

在知道月球离地球的平均距离是384 401.377公里,大约是地球周长

的9.6倍。

如果月球的轨道是圆的,那么它和地球之间会总是这个距离。

然而月球的轨道有点椭圆,而且地球并不在椭圆的中心,而是在中

心以外的一个焦点上,所以月球在近乎一半的轨道上略接近地球,

而在另一半轨道上则略远离地球。最接近地球的地方称为近地点,

距离地球356 400公里;离地球最远的地方称为远地点,距离为406

600公里。

如同希腊人猜测的那样,月球是所有天体中最接近地球的天体。

即使我们不管恒星而只考虑太阳系,那么相对来说月球也是在我们

的后院。

月球的直径从它的距离和视大小来判断,大约是3480公里,地

球的直径是它的3.65倍,太阳的直径则是它的412倍,碰巧太阳到地

球的距离大约是月球到地球平均距离的390倍, 所以距离和直径的

差异几乎抵消,使这两个实际大小相差很大的大体在天空中看起来

却差不多大。由于这个缘故,当月球运行到太阳正前方时,这个小

而近的天体几乎可以完全遮掩住大而远的太阳,使日全食成为壮

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