天文奥秘

天津市南开区教师团队

目录

  • 1 我们的太阳系
    • 1.1 太阳系概述
    • 1.2 地月系——我们的家
    • 1.3 地球——蓝色天体
    • 1.4 昼夜和四季
    • 1.5 月球之谜
    • 1.6 太阳系的中心:恒星——太阳
    • 1.7 太阳之谜
    • 1.8 类地行星:水星
    • 1.9 类地行星:金星
    • 1.10 类地行星:火星
    • 1.11 巨行星:木星
    • 1.12 巨行星:土星
    • 1.13 远日行星:天王星
    • 1.14 远日行星:海王星
    • 1.15 矮行星:谷神星、冥王星、阋神星、鸟神星、妊神星
    • 1.16 小行星带和星际间物质
    • 1.17 彗星
  • 2 浩渺银河,浩瀚宇宙
    • 2.1 观测恒星
    • 2.2 最强大的恒星
    • 2.3 恒星的一生
    • 2.4 宇宙大爆炸
    • 2.5 黑暗物质和黑暗能量
    • 2.6 银河系
    • 2.7 北极星与北斗七星
    • 2.8 星座与星象
    • 2.9 河外星系
  • 3 不尽的探索
    • 3.1 前人对宇宙的观察
    • 3.2 何处是中心
    • 3.3 望远镜的发展
    • 3.4 外太空生存
    • 3.5 月球之谜
    • 3.6 霍金与他的宇宙
    • 3.7 寻找新家园
    • 3.8 中国古代对气象天文的观测
    • 3.9 中国宇宙航天的中国梦
    • 3.10 宇宙的未知谜题
月球之谜
  • 1 名师讲坛
  • 2 章节测试




传说嫦娥本是后羿之妻,后羿射下9个太阳后西王母赐其不老仙药,但后羿不舍得吃下,就交于嫦娥保管。后羿门徒蓬蒙觊觎仙药,逼迫嫦娥交出仙药,嫦娥无奈情急之下吞下仙药,便向天上飞去。当日正是八月十五,月亮又大又亮,因不舍后羿,嫦娥就停在了离地球最近的月亮,从此长居广寒宫。后羿回家后心痛不止,于是每年八月十五便摆下宴席对着月亮与嫦娥团聚。

月下独酌四首》是唐代诗人李白的组诗作品。这四首诗写诗人在月夜花下独酌,无人亲近的冷落情景。诗意表明,诗人心中愁闷,遂以月为友,对酒当歌,及时行乐。诗人运用丰富的想象,表达出由孤独到不孤独,再由不孤独到孤独的一种复杂感情。表面看来,诗人真能自得其乐,可是深处却有无限的凄凉。全诗笔触细腻,构思奇特,体现了诗人怀才不遇的寂寞和孤傲,在失意中依然旷达乐观、放浪形骸、狂荡不羁的豪放个性。

其二

天若不爱酒,酒星不在天。地若不爱酒,地应无酒泉。天地既爱酒,爱酒不愧天。已闻清比圣,复道浊如贤。贤圣既已饮,何必求神仙。三杯通大道,一斗合自然。但得酒中趣,勿为醒者传。

其三

三月咸阳城,千花昼如锦。谁能春独愁,对此径须饮。穷通与修短,造化夙所禀。一樽齐死生,万事固难审。醉后失天地,兀然就孤枕。不知有吾身,此乐最为甚。

其四

穷愁千万端,美酒三百杯。愁多酒虽少,酒倾愁不来。所以知酒圣,酒酣心自开。辞粟卧首阳,屡空饥颜回。当代不乐饮,虚名安用哉。蟹螯即金液,糟丘是蓬莱。且须饮美酒,乘月醉高台。


 

阿尔忒弥斯,罗马神话又称狄安娜,宙斯和勒托之女,阿波罗的孪生姐姐,是希腊神话中的狩猎女神,为奥林匹斯十二主神之一。

阿尔忒弥斯因被命运女神选为助产女神,而向父亲宙斯索取照顾妇女分娩一职。阿尔忒弥斯保护反抗和蔑视阿佛洛狄忒的青年男女,同时也是希腊人祭祀最多的神祗之一。在林莽和山野间,阿尔忒弥斯手持弓箭,由众犬伴随,与众女仙侍从一起以狩猎为戏,有时乘坐两圣鹿所曳之银车出行。

阿尔忒弥斯象征女性的纯洁美,是三大处女神之一。她自由独立,热爱户外生活,反对男女婚姻。在以弗所有专门为她建筑的亚蒂密神庙,后被纳入世界八大奇迹之一。

阿尔忒弥斯最喜欢的动物是麋鹿。拜占庭时期的文学里,说降生时的苦难经历影响了她的观念。父亲宙斯要送她礼物,阿尔忒弥斯选择了永远的贞洁、箭囊,以及远离人间的山林等。

据《科学美国人》网站报道, 意大利天文学家、物理学家伽利略1609年发明了人类历史上第一台天文望远镜。

他先观测到了月球的高地和环形山投下的阴影,接着又发现了太阳黑子,此外还发现了木星的4个最大的卫星。 自那以后,科学技术已经获得了长足进步,光学技术的腾飞促使科学仪器不断更新。当今最先进的地面望远镜具有庞大的结构,直径达10米的灵活转动镜片。然而,现代高级的天文望远镜都是在前人基础上发展起来的。

1609年的秋天,身兼帕多瓦大学数学、科学和天文学教授的伽利略,制作出了一个放大倍数为32倍的望远镜。伽利略将镜头首次对准了月球,这是人类首次对月面进行科学观测。

1610年1月7日,伽利略发现了木星的四颗卫星,为哥白尼学说找到了确凿的证据,标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜,伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动,以及银河是由无数恒星组成等等。

这些发现开辟了天文学的新时代,近代天文学的大门被打开了。


伽利略用自制的望远镜观测月亮,发现月亮表面是那样的凹凸不平,还分布有很多环形山,他据此绘制了第一幅月面图。虽然从科学的角度看,他手绘的月面图还不够精确,但月面的环形山清晰可见。


所谓的月海,是指月球月面上比较低洼的平原,用肉眼遥望月球有些黑暗色斑块,这些大面积的阴暗区就叫做月海。月海是月球表面的主要地理单元,总面积上约占全月面的25%。迄今已知的月海有22个,绝大多数月海分布在面向地球月球的正面,正面月海约占半球面积的一半;月球背面只有东海、莫斯科海和智海共3个,而且面积很小,占半球面积的2.5%。月海虽叫做“海”,但徒有虚名,实际上它滴水不含,只不过是较平坦的比周围低洼的大平原,它的表层覆盖类似地球玄武岩那样的岩石,即月海玄武岩。


环形山(crater),希腊文的意思是“碗”。“环形山”通常指碗状凹坑结构的坑。月球表面布满大大小小圆形凹坑,称为“月坑”,大多数月坑的周围环绕着高出月面的环形山。月球背面的环形山更多。

环形山的中间有一个陷落的深坑,四周围有高耸直立的岩石,环形山的高度一般在7~8公里之间。环形山大小不一,直径相差悬殊,小的环形山直径不足10公里,有的仅一个足球场大小;大的环形山直径超过100公里。最大的环形山是月球南极附近的贝利环形山,直径达295公里,比我国的浙江省小一点。直径大于1000米的月坑总数达到了33000个以上。其中大的直径超过100公里,占月面的7-10%。

环形山大多数以著名天文学家或其他学者的名字命名,月球背面的环形山中,有六座分别以我国古代天文学家名字命名。


月球距离地球约38.4万千米,从地球到月球。



阿波罗载人登月工程开始于1961年5月,预计1969年7月2 0至21日首次实现登月。此后,美国又相继6次发

射“阿波罗”飞船,其中5次成功,总共有12名航天员登上月球。整个工程历时约11年,到1972年12月结束,耗资255亿美元。在工程高峰时期,参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万。它是那时人类最宏伟的工程之一。


该工程的第一步是确定登月方案,它包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。最后选定月球轨道交会方案,相应地确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局。

为了进行载人登月,美国先实施了四个辅助计划,即在1961年至1965年发射九个“徘徊者”月球轨道器,用以了解未来的“阿波罗”飞船在月面着陆的可能性。在1966年至1968年发射五个“勘探者”月球着陆器,了解月球土壤的理化特性;在1966年至1967年发射三个“月球轨道环形器”,对40多个预选着陆地点进行详细观测,从而选出10个登月点;在1965年至1966年发射10艘“双子座”飞船,进行生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。

“阿波罗”工程的第三个方面就是研制低轨道运载能力为127 吨的大推力“土星5”运载火箭。

研制“阿波罗”飞船是该工程的“重头戏”。飞船的指令舱是航天员生活和工作的地方,也是全飞船的控制中心;服务舱装有主发动机等系统;登月舱由下降级和上升级组成。


“我迈出了一小步,但人类迈出了一大步!”

潮汐现象是沿海地区的一种自然现象,指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动,习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐,而海水在水平方向的流动称为潮流。我们的祖先为了表示生潮的时刻,把发生在早晨的高潮叫潮,发生在晚上的高潮叫汐。这是潮汐的名称的由来。

日食一定发生在朔,即农历初一当日。此时月球位于地球和太阳之间时,但因地球轨道(黄道)与月球轨道(白道)成5°9′交角,故并非每次朔日皆有日食发生,而日食发生时,日月两者皆一定在「黄白交点」(升交点或降交点)附近发生。日食发生在新月时,也就是农历初一左右。相反月食发生在每月十五左右的满月时。这时,月球运行进地球的阴影中。由于地球在月球轨道处的投影总比月球大,所以月环食的情况是不会发生的。月全食每13.5个月发生一次,月偏食的情况少些,约22个月一次。

对于月球的起源,科学家提出3种理论,它们全都有缺陷,但是阿波罗计划却有助于证明,其中看来可能性最小的理论是最佳理论。有些科学家认为,月球是和地球一起,于46亿年以前,从一团宇宙尘埃中生成的。另一种理论认为月球是地球的孩子,也许是从太平洋地区抠出去的。然而阿波罗登月探险的结果表明,地球和月球的结构成份差别很大,有一些科学家提出了另一种假说,即俘获说。他们认为,月亮是偶然闯入地球引力场,而被锁定在目前的轨道上。可是,要从理论上解释这一过程的机制,难度相当大。因此,上述3种理论 全都难以站得住脚。正如罗宾·布列特博士所称:要解释月球不存在,要比解释 月球存在更容易些。

令人惊异的是,从月球带回的岩石标本,经分析发现其中99%的年龄要比地球上90%年龄最大的岩石更加年长。阿姆斯特朗在寂静海降落后拣起的第一块岩石的年龄是36亿岁。其他一些岩石的年龄为43亿岁、46亿岁和45亿岁。它几乎和地球及太阳系本身的年龄一样大,地球上最古老的岩石是37亿岁。1973年,世界月球研讨会上曾测定一块年龄为53亿岁的月球岩石。更令人不解的是,这些古老的岩石都采自科学家认为是月球上最年轻的区域。根据这些证据,有些科学家提出,月球在地球形成之前很久很久便已在星际空间形成了。

月球古老的岩石已使科学家束手无策,然而,和这些岩石周围的土壤相比,岩石还算是年轻的。据分析,土壤的年龄至少比岩石大10亿年。乍一听来,这是不可能的,因为科学家认为这些土壤是岩石粉碎后形成的。但是,测定了岩石和土壤的化学成份之后,科学家发现,这些土壤与岩石无关,似乎是从别处来的。

在阿波罗探险过程中,废弃的火箭第三节推进器会轰地一下撞在月球表面。据美国航空航天局的文件记载,每一次这样的响声,听起来仿佛是一个大铃铛的声音。当登月人员降落在颜色特别黑的平原上时,他们发现要在月球表面钻孔十分困难。土壤样品经分析后发现,其中含有大量地球上稀有的金属钛(它被用于超音速喷气机和宇宙飞船上);另一些硬金属,如锆,铱、铍的含量也很丰富。科学家觉得迷惑不解,因为这些金属只有在很高的高温约华氏4500度下,才会和周围的岩石融为一体。

月面岩石样其中还含有纯铁颗粒,科学家认为它们不是来之陨星。苏联和美国的科学家还发现了一个更加奇怪的现象:这些纯铁颗粒在地球上放了7年还不生锈。在科学世界里,不生锈的纯铁是闻所未闻的。

月亮中厚度为8英里的表层具有放射性,这也是一个惊人的现象。当阿波罗15的宇航员们使用温度计时,他们发现读数高得出奇,这表明,亚平宁平原附 近的热流的确温度很高。一位科学家惊呼:上帝啊,这片土地马上就要熔化了!月球的核心一定更热。然而,令人不解的是,月心温度并不高。这些热量是从月球表面大量放射性物质发出的,可是这些放射性物质(铀、铊和钚)是从哪里来的?假如它们来自月心,那么它们怎么会来到月球表面?

最初几次月球探险表明,月球是个干燥的天体。一位科学家曾断言,它比戈壁大沙漠干燥100万倍。阿波罗计划的最初几次都未在月球表面发现任何水的踪迹。可是阿波罗15的科学家却探测到月球表面有一处面积达100平方英里的水气团。科学家们红着脸争辩说,这是美国宇航员废弃在月亮上的两个小水箱漏水造成的。可是这么小的水箱怎能产生这样一大片水气?当然这也不会是宇航员的尿液,它直接喷射到月球的天空中。看来这些水气来自月球内部。

阿波罗的宇航员们发现,月球表面有许多地方覆盖着一层玻璃状的物质,这表明,月球表面似乎被炽热的火球烧灼过。正如一位科学家所指出的:月亮上铺着玻璃。专家的分析证明,这层玻璃状物质并不是巨大的陨星的撞击产生的,有些科学家相信,这是太阳的爆炸某种微型新星状态产生的后果

早先探测和研究表明月球几乎没有磁场,可是对月球岩石的分析却证明它有过强大的磁场。这一现象令科学家大惑不解,保罗·加斯特博士宣称:这里的岩石具有非常奇特的磁性……完全出乎我们意料。如果月球曾经有过磁场,那么它就应该有个铁质的核心,可是可靠的证据显示,月球不可能有这样一个核心;而且月亮也不可能从别的天体(诸如地球)获得磁场,因为假如真是那样的话,它就必须离地球很近,这时它会被地球引力撕得粉碎。

1968年,围绕月球飞行的探测器首次显示,月球的表层下存在着物质聚集结构。当宇宙飞船飞越这些结构上空时,由于它们的巨大引力,飞船的飞行会稍稍低于规定的轨道,而当飞船离开这些结构上空时,它又会稍稍加速,这清楚地表明这物质聚焦结构的存在,以及它们巨大的质量。科学家们认为,这些结构就像一只牛眼,由重元素构成,隐藏在月球表面海的下面。正如一位科学家所称:看来谁也不知道该如何来对付它们。