- 当我们仰望夜空时,BBC和那些科学家们都在想什么?
- (英)帕特里克·摩尔 克里斯·诺斯
- 2字
- 2022-05-16 18:48:57
月球
观测
Q037 我记得20世纪70年代末,也就是我小的时候,我参加一个朋友的生日聚会时看到天上的月亮似乎很大。我记得很多人都在说,那天的月亮大得有多么的不寻常。这种视觉上的错觉该怎么解释呢?
克里斯·沃林,北威尔士(Chris Walling, North Wales)
事实上,低空的月亮并不会比高空的月球大,尽管大家都会这样认为。“月亮错觉”(Moon illusion)在很久以前就为人所知了,而且不止托勒密(Ptolemy)一个人曾经描述过这一现象——他是古代最伟大的天文观测家之一。
这种现象的成因其实并不如想象中那样容易解释。托勒密的解释是,当月亮位置较低时,我们会通过“拥挤的空间”看到它,可以将月亮与树木、山丘之类的物体相比较。当月亮高挂在天空中,就没有东西可以和它相比,所以看起来就没那么大了。
我们其中一人(摩尔)曾经与已故的格雷戈里教授针对这一题目做过一集《仰望夜空》节目。在满月的晚上,我们带着一面可以反射月亮影像的镜子来到塞尔西海滩,因为镜子可以配合月亮的高度进行倾斜,我们想知道位置较低的月亮看起来是不是真的特别大。我们发现,尽管月亮的实际大小一模一样,但位置较低的月亮的确“看起来”比较大。我们也得到了海滩上许多度假游客的帮忙,请他们选一粒石头,代表他们估计的满月大小,通过这样来比较大家眼中的月亮大小到底与实际大小相差多少。结果,大家都错得非常离谱。下次满月的时候,你可以自己试试看,就会明白我的意思了。
总而言之,托勒密的解释好像是对的。不过,尽管月亮错觉非常明显,但也只是个错觉罢了。
Q038 “蓝月”到底是什么?
保罗·杜夫,伦敦(Paul Duff, London)
这个问题有两个答案,并且两个都很直观。如果在一个月份内出现过两次满月,那么第二次满月就被称为“蓝月”(Blue Moon)。这种现象很常见,一个月相的周期(也就是两次满月之间的时间长度)是28.5天。如果闰年的2月1日出现了一次满月,那么在29天后的月底一定会再出现一次满月。由于我们历法的特性,蓝月也会出现在其他月份里。
至于为什么是“蓝”?其实并不是指月亮看起来是蓝色的!这个名字是1937年一份美国期刊《缅因州农民历》(Maine Farmers’ Almanac)的误传,但为什么一份冷门期刊中的一篇文章会传遍世界,那就无人知晓了,不过这个名字却沿用至今。1
但是你也可以看见真正的“蓝”月。在1950年9月26日晚上,我们其中一人(摩尔)在萨塞克斯郡的东格拉斯特观测,并写下记录:“月光从有薄雾的天空洒下,带有轻微的美丽蓝光,就像微弱的电光一样,完全不同于我曾看过的任何景象。”这种景色不只在东格拉斯特能看到,在接下来的48小时内,世界各地都有人报告看到了蓝月,甚至还看到了蓝太阳!原来,当时加拿大发生了猛烈的森林大火,大量尘埃混入高空的大气层,从而造成了这种奇异的现象,而且这一现象大约持续了一周时间。
Q039 地球和太阳之间的距离是否会根据月相而有所改变呢?
马修·克雷文,英格兰,罗切斯特(Matthew Craven, Rochester, England)
月相和日地之间的距离没有直接关系,但是,在新月的时候,月球位于地球面向太阳的那一面,比地球略靠近太阳一些;在满月的时候,地球位于月球和太阳的中间,比月球更靠近太阳一些。不过别忘了,月球距离地球最多只有40多万千米,而地球与太阳之间的平均距离为1.5亿千米,所以月相对日地距离的影响其实并不大。
为了将月相与其他现象——如气候——联系起来,人们做过各种各样的努力。我(摩尔)曾经进行过长期研究,试图了解我的家乡塞尔西(Selsey)的气候是否与月相有关,结果什么也没有发现。我想我们可以说,月相对气候的影响也是微乎其微的。
Q040 我们总是看到月球的同一面,从来看不到它背向地球的阴暗面。如果这是真的,那么月球是如何保持这种中立状态达数百万年的呢?这是巧合还是另有原因呢?
马修·克雷文,英格兰,罗切斯特(Matthew Craven, Rochester, England)
这当然是有原因的,讨论月球的“阴暗面”也很有意义。月球绕地球一圈需要27.3天,或者更精确地说,这是围绕地月系统的“重力中心”(barycentre)一圈的时间,不过因为这个重力中心就在地球里面,所以简化成“月球绕着地球转”也是可以的。而月球绕着自己的轴自转一圈的时间也相同,月球上的“一天”就是地球的27.3天。月球一直都用同一面面对地球,但面对太阳就不是这样的了。
造成这种现象的原因是潮汐摩擦(tidal friction)。在太阳系形成初期,月球比现在更接近地球,但也因为潮汐摩擦的影响,月球在慢慢地往后退,之后维持成现在的状态达很长的时间。在太空时代之前,我们对月球总是背对我们的那一面一无所知,直到终于将火箭送上月球,我们才得以获得月球另一面的相关信息——结果是,那里和我们熟悉的这一面一样多山、多坑洞,并且同样没有生命。
其他行星的所有主要卫星也都是这样转动的,被称为“潮汐锁定”或“同步”自转。目前我们完成的月球地图不仅有它面对我们的这一面,还有背向我们的那一面。