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人總是會在不經意間從周圍的景物如山、云中幻想出各種奇特的形狀和圖案,并賦予某種意義。這種現象被叫做幻想性視錯覺。有時候這種錯覺會非常“真實”,如像許多人都聲稱,自己看見月面上有一張對著我們微笑的人臉。有關月球人臉的神話可以追溯到好幾千年前。其實,這張“臉”只不過是由月海(來自遠古火山爆發的巖漿所形成的光滑平原)的暗斑勾勒出的形狀。
忠實的月球人
就像一位忠實的朋友,月球人一直都在那里并隨著月球繞著地球轉而持續不斷地凝視我們。在地球同步軌道上,月球每繞地球一圈也剛好完成一次自轉,所以地球人總是看到月球的同一面。那么,月球為什么會安定在這樣一個軌道上?為什么是月球人臉而不是滿布隕擊坑的月球“背面”面對地球?
以往一些研究者認為,我們能看見月球人臉純屬陰差陽錯,就像是拋硬幣的結果。但科學家在2012年4月宣布,實際情況并非如此。最新研究表明,在過去,月球繞軸自轉的速度比今天快,而今天月球人臉正對地球人這個事實,可能是由于月球放慢了腳步。
月球看上去是圓球形,但實際上它是橢圓的,近似于橄欖球的形狀。在月球于40億年前形成后不久,當它仍處在熾熱和大部分呈熔融狀態之時,地球的引力就開始拉扯自己的這個新伙伴。當月球冷卻下來后,它的略偏橢圓的形狀得以保留。今天,月球人臉占據著這個橢圓的一端。
由于月球每環繞地球一圈也剛好繞著自己的轉軸自轉一圈,所以這張臉一直面朝地球。不過,幾十億年前的情形并非如此,那時月球自轉的速度比今天快得多,如果那時地球上已經有生命存在,這些地球居民應該能在不同的時間看見月球不同的側面。
科學家現在認為,最終通過一種耗散過程,地球對月球的引力讓月球減緩了繞軸自轉的速度。我們來看看這個耗散過程是怎樣進行的:地球的潮汐力拖曳月球,創生了月球的兩個橢圓端之外的另一個輕微的鼓起。這個鼓起移動并留駐于當時最接近地球的月面(不管是哪一面)。隨著月球的自轉,這個鼓起的位置不斷改變,但持續指向地球,導致月球內部不斷地被壓扁、折曲,由此引起的內部摩擦起到車閘一般的作用,逐漸降低月球的自轉速度,直到與月球繞著地球轉的速度匹配,于是月球最終便安定在了同步軌道上。
作為地球引力的結果,月球以這種方式最終被鎖定到其長軸指向地球的定向。接下來的問題是:為什么是人臉所在的月面而不是背朝地球的那一面最終面朝地球?要知道,月球“背面”的山更高,地勢也高,根據物理學基本定理,月球“背面”應該更靠近地球,因而它才應該面對地球。
科學家進一步分析月球物理后發現,決定我們會看見月球哪一面的因素是月球自轉減速的速率,也就是月球自轉能量耗散的速率。如果月球以明顯不同的速率(例如比實際情況快100倍)失去能量,那么其人臉面對地球的概率就是50%,也就是拋硬幣會出現哪一面的概率。而實際上月球的能量耗散速率要慢得多,這就意味著月球人臉面朝地球的概率達到了2/3。
科學家運用計算機對月球在不同耗散速率下的情形進行模擬,結果發現,月球人臉之所以會面朝地球,完全是因為一個巧合——月球現在的能量耗散速率正好符合其人臉面對地球的要求。
月球人臉的傳說
關于月球讓人感興趣的另一個話題是:為什么在許多文化中都有月球人或類似的說法?所謂月球人,是一些文化背景中的觀察者對滿月或新月的認知結果,比如把一個月面特征或多個月面特征的組合幻想成人的面部、頭部或身體。
月球人可以由月面暗色區域(“月海”)和淺色區域(月面高地)組成,這是典型的幻想性視錯覺。西方世界普遍認同的月球人臉有如下特點:眼睛是雨海(月球地貌名稱,下同)和澄海,鼻子是暑灣,張開的嘴是云海和知海。古代歐洲人在月球上看到了一個男子(由澄海、寧靜海、豐富海和神酒海組成),他的背上有一個寬大的包裹(由汽海和夢湖組成)。有時候,他還被看見身邊有一條小狗(危難海)相伴。西方藝術中對月球人的常規化解讀,常常是滿月上的一張非常簡單的面孔或新月上的一個人體輪廓。
月球人也可以是任何居住在月球上的神話角色,但這些角色并非對應于月面的實際地貌。一個持續已久的歐洲傳說是,月球人是被流放到月球的地球上的罪犯。在日耳曼文化中,這個人是偷鄰居的籬笆修自家籬笆的罪犯。在羅馬傳說中,這個人是偷羊人。在挪威神話中,月球的男性化身馬尼駕著馬車跨越天空,大狼哈提一路追趕他,最終在世界毀滅之地抓到了他。馬尼這個名字的意思就是月球。在海達印第安部落的傳說中,月球人代表撿木材的男孩,他因不敬受懲罰而被放逐到了月球。在一些古文明中,月球人被認為喜歡喝酒,尤其是紅葡萄酒。在歐洲文藝復興時期,月球人被稱為“月光”,他隨身還帶有一盞燈籠。最典型的月球人是中國傳說中的月老。
The ball is commonly known as the moon, also known as the Taiyin. The moon is the most obvious example of a natural satellite. In the solar system, except for mercury and Venus, other planets are natural satellites. The moon is also about 4.6 billion years old. It is closely related to the earth. The moon also has layers of crust, mantle and core. The average thickness of the outermost moon shell is about 60-65 km. Below the moon's crust to a depth of 1000 kilometers is the moon's mantle, which accounts for most of the moon's volume. Below the mantle is the lunar core, which is probably in a molten state with a temperature of about 1000 degrees. The diameter of the moon is about 3476 kilometers, which is 3 / 11 of the Earth's. Its volume is only 1 / 49 of the earth's, and its mass is about 735 billion tons, which is equivalent to 1 / 81 of the earth's mass. The gravity of the moon is about 1 / 6 of the earth's gravity. There are dark parts and bright areas on the moon. When early astronomers looked at the moon, they thought that the dark areas were covered with sea water, so they called them "sea". Famous are the sea of clouds, the sea of dampness, the sea of tranquility, etc. And the bright part is the mountains, where there are many mountains and mountains, and there are many ringed mountains everywhere. Bailey crater, located near the south pole, has a diameter of 295 kilometers and can accommodate the whole Hainan Island. The deepest mountain is Newton crater, which is 8788 meters deep. In addition to the crater, there are ordinary mountains on the moon. There are mountains and deep valleys. There is no other scenery.
月球的正面永遠向著地球。另外一面,除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而中間可見以外,月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒有探測器的年代,月球的背面一直是個未知的世界。
The face of the moon is always toward the earth. On the other side, most of the back of the moon can't be seen from the earth except in the middle of the area near the edge of the moon due to libration. In the absence of a probe, the back of the moon has always been an unknown world.
月球背面的一大特色是它幾乎沒有月海這種較暗的月面特征。而當探測器運行至月球背面時,它將無法與地球直接通訊。月球約一個農歷月繞地球運行一周,而每小時相對背景星空移動半度,即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同,月球的軌道平面較接近黃道面,而不是在地球的赤道面附近。相對于背景星空,月球圍繞地球運行(月球公轉)一周所需時間稱為一個恒星月;而新月與下一個新月(或兩個相同月相之間)所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恒星月長是因為地球在月球運行期間,本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。
One of the features on the back of the moon is that it has little of the darker features of the moon sea. When the probe moves to the back of the moon, it will not be able to communicate directly with the earth. The moon moves around the earth for about one lunar month, and moves half an hour relative to the background sky, which is similar to the apparent diameter of the moon surface. Unlike other satellites, the moon's orbit plane is closer to the ecliptic than near the earth's equator. Relative to the background sky, the time required for the moon to move around the earth (the moon's revolution) is called one star month, while the time required for the new moon and the next new moon (or between two identical phases) is called a new moon. The reason why the new moon is longer than the stellar moon is that the earth moves a certain distance in its orbit around the sun.
因為月球的自轉周期和它的公轉周期是完全一樣的,我們只能看見月球永遠用同一面向著地球。自月球形成早期,月球便一直受到一個力矩的影響引致自轉速度減慢,這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此,部分地球自轉的角動量轉變為月球繞地公轉的角動量,其結果是月球以每年約38毫米的速度遠離地球。同時地球的自轉越來越慢,一天的長度每年變長15微秒。
Because the rotation period of the moon is exactly the same as its rotation period, we can only see that the moon always faces the earth in the same direction. Since the early days of the formation of the moon, the moon has been affected by a moment that slows down its rotation, a process called tidal locking. As a result, the angular momentum of part of the earth's rotation is transformed into the angular momentum of the moon's revolution around the earth. As a result, the moon is away from the earth at a speed of about 38 mm per year. At the same time, the earth's rotation is becoming slower and slower, and the length of a day is increasing by 15 microseconds every year.
月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一。月球圍繞地球的軌道為同步軌道,所謂的同步自轉并非嚴格。由于月球軌道為橢圓形,當月球處于近日點時,它的自轉速度便追不上公轉速度,因此我們可見月面東部達東經98度的地區,相反,當月處于遠日點時,自轉速度比公轉速度快,因此我們可見月面西部達西經98度的地區。這種現象稱為天秤動。又由于月球軌道傾斜于地球赤道,因此月球在星空中移動時,極區會作約7度的晃動,這種現象稱為天秤動。再者,由于月球距離地球只有60地球半徑之遙,若觀測者從月出觀測至月落,觀測點便有了一個地球直徑的位移,可多見月面經度1度的地區。這種現象稱為天秤動。
The gravity of the moon on the earth is one of the causes of the tide phenomenon. The orbit of the moon around the earth is synchronous. The so-called synchronous rotation is not strict. Because the orbit of the moon is elliptical, when the moon is at perihelion, its rotation speed can not catch up with the revolution speed. Therefore, we can see the east of the moon is 98 degrees east longitude. On the contrary, when the moon is at the distant sun, its rotation speed is faster than the revolution speed. Therefore, we can see the west of the moon is 98 degrees west longitude. This phenomenon is called libration. Because the orbit of the moon inclines to the equator of the earth, the polar region will shake about 7 degrees when the moon moves in the starry sky. This phenomenon is called libration. Moreover, since the moon is only 60 earth radius away from the earth, if the observer observes from the moon to the moon, the observation point will have a displacement of the earth diameter, which can be seen in the area with a moon longitude of 1 degree. This phenomenon is called libration.
嚴格來說,地球與月球圍繞共同質心運轉,共同質心距地心4700千米(即地球半徑的2/3處)。由于共同質心在地球表面以下,地球圍繞共同質心的運動好像是在“晃動”一般。從地球北極上空觀看,地球和月球均以迎時針方向自轉;而且月球也是以迎時針繞地運行;甚至地球也是以迎時針繞日公轉的。
Strictly speaking, the earth and the moon revolve around a common center of mass, 4700 kilometers (2 / 3 of the earth's radius). Since the common center of mass is below the earth's surface, the movement of the earth around the common center of mass seems to be "shaking". When viewed from the north pole of the earth, both the earth and the moon revolve in the clockwise direction; moreover, the moon also revolves around the earth in the clockwise direction; even the earth revolves around the sun in the clockwise direction.
很多人不明白為甚么月球軌道傾角和月球自轉軸傾角的數值會有這么大的變化。其實,軌道傾角是相對于中心天體(即地球)而言的,而自轉軸傾角則相對于衛星(即月球)本身的軌道面。在這個定義習慣很適合一般情況(例如人造衛星的軌道)而且是數值相當固定的,但月球卻非如此。
Many people don't understand why there is such a big change in the inclination of the moon's orbit and rotation axis. In fact, the orbit inclination is relative to the central object (i.e. the earth), while the rotation axis inclination is relative to the orbit surface of the satellite (i.e. the moon). In this definition, the custom is very suitable for the general situation (such as the orbit of artificial satellite) and the value is quite fixed, but the moon is not.
月球的軌道平面(白道面)與黃道面(地球的公轉軌道平面)保持著5。145396°的夾角,而月球自轉軸則與黃道面的法線成1。5424°的夾角。因為地球并非完美球形,而是在赤道較為隆起,因此白道面在不斷進動(即與黃道的交點在順時針轉動),每6793。5天(18。5966年)完成一周。期間,白道面相對于地球赤道面(地球赤道面以23。45°傾斜于黃道面)的夾角會由28。60°(即23。45°+5。15°)至18。30°(即23。45°-5。15°)之間變化。同樣地,月球自轉軸與白道面的夾角亦會介乎6。69°(即5。15°+1。54°)及3。60°(即5。15°-1。54°)。月球軌道這些變化又會反過來影響地球自轉軸的傾角,使它出現±0。00256°的擺動,稱為章動。
The moon's orbit plane (white plane) and the ecliptic plane (Earth's orbit plane) maintain 5. The angle between 145396 ° and the normal of the ecliptic is 1. An angle of 5424 °. Because the earth is not perfectly spherical, but rather uplifted at the equator, the white plane is constantly advancing (that is, the intersection with the ecliptic is rotating clockwise), every 6793. 5 days (18). 5966). During this period, the white road faces the equatorial plane of the earth (23. 45 ° inclines to the ecliptic). 60 ° (i.e. 23. 45 degrees +5. 15 °) to 18. 30 ° (i.e. 23. 45 degrees -5. 15 °). Similarly, the angle between the moon's rotation axis and the white path surface will be between 6. 69 ° (i.e. 5. 15 degrees +1. 54 °) and 3. 60 ° (i.e. 5. 15 degrees -1. 54 degrees). These changes in the orbit of the moon will in turn affect the inclination of the earth's rotation axis, making it appear ± 0. The oscillation of 00256 ° is called nutation.
月球的正面永遠向著地球。另外一面,除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而中間可見以外,月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒有探測器的年代,月球的背面一直是個未知的世界。
月球背面的一大特色是它幾乎沒有月海這種較暗的月面特征。而當探測器運行至月球背面時,它將無法與地球直接通訊。月球約一個農歷月繞地球運行一周,而每小時相對背景星空移動半度,即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同,月球的軌道平面較接近黃道面,而不是在地球的赤道面附近。相對于背景星空,月球圍繞地球運行(月球公轉)一周所需時間稱為一個恒星月;而新月與下一個新月(或兩個相同月相之間)所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恒星月長是因為地球在月球運行期間,本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。
因為月球的自轉周期和它的公轉周期是完全一樣的,我們只能看見月球永遠用同一面向著地球。自月球形成早期,月球便一直受到一個力矩的影響引致自轉速度減慢,這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此,部分地球自轉的角動量轉變為月球繞地公轉的角動量,其結果是月球以每年約38毫米的速度遠離地球。同時地球的自轉越來越慢,一天的長度每年變長15微秒。
月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一。月球圍繞地球的軌道為同步軌道,所謂的同步自轉并非嚴格。由于月球軌道為橢圓形,當月球處于近日點時,它的自轉速度便追不上公轉速度,因此我們可見月面東部達東經98度的地區,相反,當月處于遠日點時,自轉速度比公轉速度快,因此我們可見月面西部達西經98度的地區。這種現象稱為天秤動。又由于月球軌道傾斜于地球赤道,因此月球在星空中移動時,極區會作約7度的晃動,這種現象稱為天秤動。再者,由于月球距離地球只有60地球半徑之遙,若觀測者從月出觀測至月落,觀測點便有了一個地球直徑的位移,可多見月面經度1度的地區。這種現象稱為天秤動。
嚴格來說,地球與月球圍繞共同質心運轉,共同質心距地心4700千米(即地球半徑的2/3處)。由于共同質心在地球表面以下,地球圍繞共同質心的運動好像是在“晃動”一般。從地球北極上空觀看,地球和月球均以迎時針方向自轉;而且月球也是以迎時針繞地運行;甚至地球也是以迎時針繞日公轉的。
很多人不明白為甚么月球軌道傾角和月球自轉軸傾角的數值會有這么大的變化。其實,軌道傾角是相對于中心天體(即地球)而言的,而自轉軸傾角則相對于衛星(即月球)本身的軌道面。在這個定義習慣很適合一般情況(例如人造衛星的軌道)而且是數值相當固定的,但月球卻非如此。
1、嫦娥五號從月球帶回四千克土。
2、經歷了19天多的太空工作,嫦娥五號目前與內蒙古著陸帶來的來自月球風暴洋呂姆克山的四千克土壤,這是1976年蘇聯的探月飛行器,帶回月球土壤以來,人類再一次獲得來自月球的土壤。這四千克月球土壤將是科學家后續對月球研究的珍貴樣本,可以有助我國科學家長期實驗研究,分析月球土壤結構以及月球的物理特性組成,讓我們更加深入的了解月球的形成原因,以及內部組織結構,甚至有可能先開月球的身世之謎。
(來源:文章屋網 )
“英良,該睡覺了。”這是媽媽第十次叫我上床睡覺了,在睡覺之前,手里還拿著<<月球未接之謎>>,在床上看著,看著,我睡著了······
醒來一看,我竟然做在“月球一號”的返回艙里,不可思議,哦,我知道了,我即將要登上美麗如繞的星球——月球去實現月球之旅,地勤人員對火箭做了極細的檢查,一切正常。指揮中心發出點火指令,計算機開始自動工作。自動點火點燃了點火器,“月球一號”發除隆隆的聲音,大地劇烈震動震動起來,火箭緩緩上升,不斷加速。我躺在艙內,觀察著各種儀表的讀數。此時,我頂著巨大的壓力,那是由火箭的加速而引起的的超重令,發射后2分42秒,第一級火箭自動脫落,二三級火箭繼續上升,,達到182公里高度時,第二級火箭自動脫落,速度達到6.8公里。離地9分5秒,第三級火箭發電機啟動工作,飛船在預定時間、預定的高度進入預定的軌道,此刻,“啊波羅11號”飛船的高度為2650公里,速度為7.67公里。
······
飛船像一葉孤舟在太空中緩緩的行駛,它飛過了地球和月球距離的中間點,在飛船飛行的第3個晚上8點33分,又飛過了月亮和地球引力的中和點。這個引力的靜止在離月球28000公里的地方,月亮和地球在這一點上引力平衡,從飛船上可以看到美麗的月球已經搖搖在望,靜靜的懸在飛船的上方。
預知事后如何,請看下回分解!