爆款!高分读物《科学照进现实:科普必读精选集》,揭秘实情令人叹为观止!(9)
2024-01-14 来源:旧番剧
第四章月亮
各种不同的测量都一致认为,月亮到地球的平均距离约为38.6万千米。得到这一距离的方法是直接测量视差(以后我们要说),还有一种是计算月亮绕地球的轨道运动。因为这轨道是椭圆的,所以它的实际距离常常会不同,有时它比平均距离少1.6万千米或2.4万千米,有时却又多出了这个数目。
月球的直径比地球直径的1/4略大一点,准确些说是3 476千米。最精密的测量也未发现它不成球形,只不过表面是不规则的罢了。
月亮的公转与位相
月亮陪着地球绕日运行。这两种运动的联合在部分读者的眼中要显得稍微复杂些,但其实并不难明白。我们可以想象一下有一把椅子放在疾行的火车中,一个人离椅子一米远绕着椅子转。他可以不论转多少次也不改变距离,更与火车的运动毫无牵涉。就像这样,地球在自己的轨道中向前运行,月亮连续绕着它转,而相对地球的距离并无多大变动。
月亮绕地球一周实际所需的时间是27日又8小时,但从一新月(朔)到另一新月所经历的时间却是29日又13小时。这种不同是因为地球同时也绕着太阳运动,或者说(实际上意思一样)因为太阳顺着黄道的视运动。要表明这一点,如图21所示,画AC弧作为地球绕日轨道的一段。假定某一时候地球在E点,月亮在M点正处于地球、太阳之间。27日又8小时之后,地球已从E点移到F点。当地球这样运行的时候,月亮也按自己的轨道顺箭头方向前进,这时恰到N点。这时EM线与FN线是平行的,因此月亮实际已完成它的公转一周,看起来又回到和上次一样的众星之间的位置了。可是太阳此时在FS方向上,因此月亮要回到太阳地球之间的位置上就必须再运动一些时间不可。这又需要两天多一点的时光,于是两个新月之间的时间就成了29.5天。
月亮的不同位相(phases)是随它相对太阳的位置而定的。因为它是不能自己发光的物体,我们只是在太阳照到它的时候才看见它。它在太阳跟我们之间的时候,它的黑暗的一半对着我们,就完全不能被看见。历书中称这为“新月(朔)”,但我们平常在新月的后两日还不能看见月亮,因为它还在黄昏的暮霭中。在第二天或第三天我们才看到这球形被照亮的一小部分,形状正是我们所熟悉的一弯蛾眉。这蛾眉月有时也被叫作新月,虽然历书中的新月期要更早几天。
在这位置上又过了几天之后,我们就可以看到月亮的全貌了——黑暗部分发着暗弱的光,这是从地球上反射去的光。假如有人在月亮上居住,他会看见在他的天空上,地球像一轮将圆的蓝色满月——虽然实际上要比我们所见的月亮大得多。月亮在它的轨道中一天天前进,这种地光就一天天减少,约在上弦时地光没有了,一方面因为月亮上有光部分在逐渐增加光强,另一方面也因为地球的光减弱了,下弦时亦复如此。