月球的真实面目是什么?
月球是地球独一无二的卫星,哥白尼称其为地球的守护者。自诞生以来,它已经与地球密不可分了数十亿年。它是地球上唯一的天然卫星。像地球一样,它是一颗固体行星。当它绕着地球转的时候,它和地球一起绕着太阳转。
如前所述,在民间传说中,月亮是一个美丽的世界,其中广寒宫尤为引人入胜:白玉石的台阶、白玉石的柱子、五彩的飞檐、琵琶湖的流水,都是神仙居住的地方。相传唐朝明成祖游览月宫时,广寒宫里有仙乐的声音。仙女们挥袖起舞,载歌载舞,唱起了《羽衣之歌》。
可惜,号称世外桃源、人间仙境的广寒宫,竟然名存实亡。400多年前,著名的意大利科学家伽利略制造了一架望远镜。1609年底,他用这台望远镜第一次观测到了广寒宫。这是人类第一次用望远镜观测其他星球。
由于伽利略的成功,开创了光学天文学的新时代。但伽利略没有看到广寒宫的雕梁画栋,嫦娥女神的曼妙舞姿,或是红眼睛的白兔。
事实上,自从人类开始凝望天空,就用眼睛、望远镜和仪器拍照,尤其是苏联“月亮-1”在1959年绕月以来,已有近100艘飞船造访月球,6批12人登上了月宫。
目前,由于望远镜和宇航员的亲自访问,人类对月球的了解远远超过对南极和海洋底部的了解。按照现代人对月球的理解,被称为广寒宫的月球既没有空气,也没有水,是一片没有生命的不毛之地。因为没有空气,就没有传播声音和散射阳光的介质。所以月球上没有声音,没有蓝天,整天都是黑的。即使在艳阳高照的“白天”,天空依然繁星点点。
因为没有空气保暖,月球表面温度变化剧烈。白天,中午气温高达127℃,比中国最热的地方吐鲁番盆地热得多。夜晚,黎明前的气温降至-183℃,比地球上冰天雪地的极地还要冷。
月球是一个小天体,平均直径3476公里,约为地球的3/11。根据它的直径,可以计算出它的表面积和体积。月球表面积3800万平方公里,相当于地球表面积的1/14,比四个中国还小。月球的大小是220亿立方千米,只有地球大小的1/49。
也许你会觉得很奇怪。既然太阳比地球大得多,地球比月亮大得多,为什么看起来太阳和月亮几乎一样大?
原来我们看到的行星的大小叫做视尺寸。表观尺寸由它们的角直径来衡量。所谓角直径,就是天体圆形表面的直径在观测者眼中拉伸的角度。这个角度是由天体的直径与它离观察者的距离之比决定的。
月亮像一面镜子,太阳像一个圆盘。太阳的直径大约是月亮的400倍。太阳到地球的距离也是月球的400倍左右,所以它们的角直径大致相同,所以看起来大小差不多。
月球的质量是通过分析它对地球上物体的吸引力得到的。根据万有引力定律,月球对地球上物体的吸引力与月球和被吸引物体的质量成正比,与它们之间距离的平方成反比。被吸引物体的质量已知,月球到地球的距离也已知。只要测出月球对被吸引物体的吸引力,就可以立即计算出月球的质量。
什么可以作为被吸引的对象?最合适的当然是海水。月亮默默地吸引着海水,使海水每天上升两次。这叫潮汐。
通过精确研究涨潮时海水上升的高度,可以测出月球的引力,因此可以测出月球的质量。用这种方法确定的月球质量约为地球质量的1/81,即7400亿吨。
用月亮的质量除以它的体积,得到它的密度。月球的平均密度为3.34 g/cm3,是地球密度的3/5,略高于构成地壳的岩石的平均密度。
根据月球的质量和半径,很容易计算出月球表面的重力,只有地球的1/6。也就是说,一个在地面上重60公斤的人,在月球上,体重只有10公斤,几乎和地球上抱在怀里的娃娃一样重。
因为引力小,在月球上每个人都是跳高运动员。在地球上,朱建华曾以2米39的成绩成为世界跳高冠军。在月球上,跳2.39米是轻而易举的事。像朱建华这样优秀的运动员,跳7米、8米都不是问题。
由于引力小,在月球上行走非常困难。首次登月的美国宇航员阿姆斯特朗从登月舱上下来,9级扶梯居然用了3分钟。看到他跌跌撞撞地走下登月舱的自动扶梯,真是令人捧腹。
在过去很长一段时间里,人们生活在地球上,“坐在地上看天”。当他们看到奇迹时,他们往往无法解释,所以他们不得不向神话求助。用肉眼看月亮,最明显的特征是明暗交替,影影绰绰,古人把这些特征想象成桂花树、广寒宫、蟾蜍、大白兔。
现代望远镜等仪器,以及宇航员在月球上的探索,都没有抓到兔子。相反,他们抓住了山和“海”。按照现在的理解,月球崎岖,山高,“海”凹。主要结构如下:
(1)“海”。说来奇怪,月球上既没有空气也没有水。大海从何而来?原来这是月球明显的暗部。它们首先被伽利略发现。
1609年,伽利略用望远镜观察月球时,看到月球明亮的部分是一座山。不幸的是,他的望远镜的放大倍数太低,看不到黑暗的部分是什么。他根据地球上的山和水的自然风光,把这些黑暗的部分想象成海洋,并给它们起了“云海”、“湿海”、“风暴海洋”等名字。实际上,月海是一片低洼的广阔平原。
现在已知月球表面的“海”约占可见月球表面的2/5。著名的月海有22个,其中最大的是风暴洋,面积约500万平方公里,是中国的一半大。其次是玉海,面积约90万平方公里。此外,月球上较大的海还有澄海、丰饶海和凶险海。
月球上不仅有“海”,还有“湾”和“湖”。月海延伸到陆地的部分叫海湾,小月海叫湖泊。
(2)火山口山。在月球上,山峦起伏,峰峦密布。最明显的特征就是火山口。“火山口山”来自希腊语,意思是碗。碗状凹坑结构通常被称为陨石坑。最大的陨石坑是月球南极附近的贝利陨石坑,直径达295公里。其次是克拉维陨石坑,直径233公里。再次是直径230公里的牛顿陨石坑。直径大于1 km的陨石坑山比比皆是,总数超过33000座。小陨石坑只是坑。大多数环形山是以著名的天文学家或其他学者的名字命名的。
陨石坑是怎么形成的?有两种理论。(1)那是流星、彗星、小行星撞击月球的结果;②认为是月球表面火山喷发形成的。现在看来这两种方式都可以形成陨石坑。小陨石坑可能是撞击形成的,而大陨石坑可能是火山爆发的结果。
除了“海”和环形山,还有陡峭的山和孤立的山。月球上的一些山高达8000米。大多以地球上的山脉命名,如亚平宁山脉、高加索山脉、阿尔卑斯山脉等。最长的山脉长1000公里,比月海高3 ~ 4公里。最高峰在南极附近,高9000米,比地球上的世界屋脊珠穆朗玛峰还高。
(3)月球表面辐射模式。这是一个很有意思的结构,经常在大坑周围呈放射状,变成白色闪亮的条纹,宽度约为10 ~ 20km。在出去的路上,即使经过高山、山谷、陨石坑,宽度和方向也不会改变。典型的辐射模式是第谷陨石坑和哥白尼陨石坑周围的辐射模式。第谷环形山有12个辐射图样,从环形山外围呈放射状向外延伸,最长的为1800 km,满月时可以清晰看到。
(4)月地和悬崖。月球表面高于月海的区域称为月地,其高度一般为2 ~ 3公里,主要由浅色斜长石构成。在月球正面,陆地和海洋的面积大致相等。在月球背面,月球的陆地比月球的海洋大。根据同位素测定,月陆与地球形成于同一时代,早于月海。
在月球表面,除了山脉和海洋,还有数百公里长的悬崖,其中最长的被称为阿尔泰悬崖。
学习点
多彩的羽毛。
“彩羽”,即“披衣舞羽”,是唐代法国歌舞的代表作。直到现在,它仍然不愧为乐舞史上的一颗璀璨明珠。唐玄宗创作的音乐在安史之乱后失传了。南唐时,李煜和周舟补了大半,但金陵城破,李煜下令焚毁。南宋姜夔发现商朝《霓裳歌》音乐十八首。这些片段至今还保存在他的《白石道人歌》中。