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


 

 


月球

月球之谜

 

月球是无数神话与其息息相关;它有许多个名字,在我国,古称有太阴,婵娟等等,在西方,它古称为“luna”。月球是无数文明中神话的常客,是无数文学创作灵感的根源。

                               


 

月球距离地球38万千米,在夜空中,月球的亮度胜过所有其他天体。尽管我们每天仰望夜空都能看到我们的近邻,可我们依旧对他知之甚少。首先在这之前我要声明,关于月球以及宇宙中的其他星体,我们所知的这一切都不是定论——哥白尼怀揣日心说在中世纪被视为禁忌,18世纪一天纽约时报上的头条是“科学家在月球的暗面发现了成群飞奔的公牛。”科学从来不是一蹴而就,它是不断推翻旧论,获得新认识的过程。要知道自从天文望远镜发明,虽然人类观察月球已经有几百年的时间,可是月球的的存在已经有4、50亿年了。从用肉眼、用望远镜观察,到前苏联成功拍到月球的背面,再到美国的“阿波罗”计划,人类不断进步的科技一步一步的揭开月球神秘的面纱——科学家、媒体们迫不及待的推出曝光一个又一个的新发现,可是他们都是正确的么?今天就由我为大家来介绍一些并未揭晓的谜题——月球之谜。

                                             



一、起源之谜


历史上有关月球起源的假说,大致可归纳为分裂说、同源说、俘获说、碰撞说这四种学说各有理由,但都有难以解释的疑点。

分裂说学派认为坚持月球是地球的亲生女儿,即月球是从地球太平洋板块中分裂出来的。但是据现代科学家们的模拟计算,地球诞生时的离心力只不过是现在的4倍,不可能将这么大质量的物质抛出去。分析月岩样本也能发现,月球和地球的化学成分有很大不同。

















同源说: 月球起源的同源说坚信月球与地球是姐妹或兄弟关系。月球与地球在太阳星云凝聚过程中同时“出生”,或者说在星云的同一区域同时形成了地球和月球。但是它也同样面临着化学成分不同这一难题。

俘获说: 月球捕获说认为,月球是地球抢过来的“女儿”,外来的月球在飞过地球附近时被地球的强大引力所捕获,最终成为一颗环绕地球运行的卫星。但也存在着明显缺陷。地球的体积和质量并不比月球大多少,要俘获它并不是件容易的事。




 

除了以上三种观点外,还有一种比较成熟的假说是“撞击说”,认为月球是一颗火星大小的行星与地球相撞后形成的。该假说认为,45亿年前,一颗名为“忒伊亚”,大小与火星类似原行星相对温和地撞击了地球,撞击的结果是忒伊亚的铁核入了年轻地球的核心,其地幔也为地球的地幔所俘获。然而,有很大一部分忒伊亚与地球的地幔因为此次碰撞而被抛掷进入环绕地球的轨道,这些物质很快地合并,最终形成月球。


分裂说与俘获说在1970年之前被否定的最为严重,四者看起来是“碰撞说”最为成熟,可是当阿波罗计划的宇航员们成功带回了月球岩石样本,有给大家带来了新的疑虑——月球年龄之谜: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 ;作为对比,科学家推测的太阳系的年龄是45.67亿年以下,地球上最古老的岩石是37亿岁。由此看来反,上述4种理论全都难以站得住脚。月球起源至今仍是迷雾重重。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。"

                              






二、月球年龄之谜

 

   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。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,而地球上最古老的岩石是37亿岁。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。



三、满月之谜


  1959年,从前苏联的太空船月球3号传送回来了一张照片,至此,数十亿年来第一次有生命目睹了月球的全貌。这是由于一种特殊的现象——“潮汐锁定”,也称同步自转,发生在重力梯度使天体永远以同一面对着另一个天体。例如月球的自转和公转被完全被锁定,从地球重复的观测,可以并只可以看见月球总表面的大约59%;其中额外的8%左右是由于地月之间的天秤动以及视觉差造成的,类似的还有金星。其自传每583.92地球日与地球会合一次,相当于是金星自转的5个太阳日 ,使得每次接近地球时都是相同的表面。这种现状被认为是在宇宙中广泛存在的。这种影响是互相的——众所周知,地月引力影响着潮汐,这是因为海水受到月球的吸引而出现的,很多天文潮现象都和月球有关。部分人认为,生物也会因为月球的吸引出现“生物潮”现象。潮汐影响着自然界中很多动物,例如鱼类等的繁殖。有意思的是,人体80%都是液体,那么这种作用会对人类产生影响么?在古英语中,最早的疯狂一词就是以月亮为词根“lunatic”,今天也有“moonstruck”这个词,直译为疯子。据说月圆时,人的情绪很容易激动。而文学创作中,满月与许多传说颇有渊源——虽然每次月球都把相同的面庞朝向我们,但是日地月三者不同的位置关系会产生不同的月相。在西方传说中,满月带来罪恶,让人兴奋,甚至中世纪的审判中,满月犯罪一般会被酌情减刑。那么这究竟是古时候人们无端的想象还是确有其事呢?我国古代的医学家认为,人体的气血旺盛与月相对应,月相盈亏中,生物体往往与之有共振现象发生;无独有偶,迈阿密市的精神病医生所著《月球的影响》一书中也提出了独特的见解:人体会象地球上的海洋那样受月亮影响产生潮汐;另外人体细胞会受磁场影响,月球磁场会作用于人体细胞,月亮的引潮力与磁场影响着人的精神活动。据韦伯观察,当满月涨潮时,迈阿密市的精神病人发作更为频繁,社会治安问题更多。关于这些观点是否成立,首先月球现在没有全球性的偶极磁场,月球磁力对地球的影响就像一块38亿千米外的吸铁石一般大。这种担心大大不必。而有科学家进行了验算,得到了月球所提供的引潮力——一个一百公斤的个体大概会收到12达因,这是什么概念,大概是一只蚂蚁全部力量的十分之一。可以说是微乎其微,至于月亮会不会影响人的情绪?这种影响有多大?至今仍有不同意见。或许进行大面积的统计可以从侧面进行验证;不过,韦伯的观点是漏洞百出的,这是毫无疑问的。


四、月球瞬变


  在距今3-4亿年前,月球上产生了大量且漫长的火山活动,月球上没有水,而勘探出的月岩也没有任何生命存在的迹象——人们从而定义月球是一片死寂之地,提到月球的探索,不可避免的,会提到1969年7月12日,尼尔阿姆斯特朗也是全人类第一次探访月球时候,迈出的那一小步——“这是我的一小步,也是全人类的一大步”。可是我们今天要说的不是这个故事,在尼尔阿姆斯特朗走出登月小艇的时候,他报告他看到的东西,称有一个区域要比周围的区域明亮的多,那些区域,好像有一些荧光。四十年后的今天,仍然没人能清楚的解释那究竟是什么。但是科学家们目睹过类似的情景,他们把他称为“LTP”也就是“月球瞬变现象”他的有无还存在着争议,一些科学家相信,月球的地表变化甚至包括了颜色、甚至气体排放。有趣的是,中世纪时期,古代的宫廷的月球观察家就已经声称观察到这些神秘之光。在现代设备的观察下,这种现象通常被发现于月球上阴影背光地段,因为这些部位比较阴暗,能更好的对比出亮度的差异,他有时们会持续几秒,有时甚至会持续几个小时。尽管有一些现象实例,依旧没有定论,其中一些理论认为:这些现象是地球不断变化的视角造成了月球光亮闪烁、变化的现象——也就是地球大气扰动。但是阿姆斯特朗观察到的现象是在月球表面看到的,是大气扰动不可能造成的;也有科学家提出这种光亮实际上是月球表面遭受陨石撞击形成的爆炸,但是存在漏洞——但是我们也没有找到与爆炸相对的陨石坑;而最有可能的原因,则可能是我刚才提到的,月岩的结构揭示了距今3-4亿年前月球表面火山活动频繁,而月球瞬变的真相是——月球表面可能仍存在活火山,并且时而有陨石与月球撞击形成爆炸,其表面不能说热闹非凡,但也绝非我们想象的一片死寂。





五、登月之谜



1969年7月20号,也就是五十年前,人类首次登上月球。五十年过去了,即使是今天我们再来看,登月仍然是一个难题。不得不说阿波罗计划是人类航天航空历史上最伟大的壮举,至今无人能够超越。——但是,真的是这样么?20年前出现了一批阴谋论者,他们认为五十年前全球直播的登月计划,有着不少的疑点。



1.消失的星星:登月照片中的天空没有任何星星,宇宙是真空的,没有星星是不符合常理的。2.影子:太阳是月球中唯一光源,可是照片中影子方向不一。3.飘扬的国旗:月球上现今应该有6面米字旗,分别象征美国人的五次登陆,可是国旗在图片中好像迎风飘扬。

关于这场争论,其实大可不必,这其中是没有谜的,关于看不到星星:星星由于白天月球表面对太阳光的反射很强,在月面强光源的背景下,拍摄照片时曝光时间必须很短,所以就不可能拍摄到天空中的星星。关于影子,其实是高中课本中的漫反射——登月舱和月面对太阳光的反射是多方向的,既有多个方向的镜面反射,又有月面的漫反射不然我们根本难以看清宇航服。关于旗帜,由于月球表面是超高真空,没有空气介质造成的阻力,振动的旗杆可以较长时间摆动,更有甚者,nasa当局表示,当初阿波罗11号飞船的飞行员们是有意营造出国旗飘扬的景象的。嫦娥二号飞船也已经成功在拍摄到了nasa当局留下来的国旗,探月车等等珍贵照片,美国人曾经登陆上第一颗也是唯一一颗地球外的天体,这是毋庸置疑的。

好了,关于月球之谜,我们先介绍到这里。