铠甲勇士捕:什么是月亮?

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/05/01 13:16:10

中秋节是中国人对世界文化的重大贡献,这种贡献不仅仅在于吃月饼、赏月、团圆,还在于构成了一种文化内涵极其丰富的月亮文化学。
一般来说,关于月亮的学问,涉及到月球学和月亮学两大部分。月球学的重点是研究月球的成分、结构、运动(包括月震)、月貌,以及月球的形成过程。月亮学的重点则是研究月亮与地球的关系,特别是月亮对地球生物和人类文化的作用与影响。
具体来说,月亮学可以分为月亮地貌学、月亮生物学、月亮文化学。
所谓月亮地貌学,主要研究月亮的存在,对地球地形地貌(包括气象气候)的影响和作用,其中最突出的作用是地球上的海洋潮汐现象,此外还有地壳潮汐现象、大气潮汐现象等等。
所谓月亮生物学,主要研究月亮对地球生物的作用和影响,其中突出的现象是许多地球生物的生存周期(包括生理周期),明显地受到月球引力及其效应(包括潮汐现象)的作用,例如海洋生物特别是近海生物对潮汐非常敏感,人类妇女的月经周期(尚需要进一步的证明),某些鸟类根据月亮进行导航。
所谓月亮文化学,主要研究人类文化与月亮的关系。这是一个非常有趣的问题,而且涉及到人类文化生活的诸多方面。
1 、月亮的存在,应当被看成是大自然对人类的特殊眷恋。这是因为,地球这样大的行星有月球这样大的卫星,在太阳系里是绝无仅有的情况,在银河系里可能也是非常罕见的。更巧合的是,从地球上看,月亮的视角与太阳的视角几乎完全相等,即月亮与太阳一样大,而且月亮、太阳和地球基本上都在一个运动平面上,因此才会有日食、月食以及月亮圆缺的周期变化。有鉴于此,我们有理由认为月亮的这种存在,乃是促进人类大脑思维发展的一个重要因素;甚至可以说人类的智慧启蒙,一半来自月亮。中秋佳节,这应当成为中秋赏月问月的重要内容之一。
2 、月亮围绕地球的周期运动,以及月亮表面明暗的周期变化,直接促进了人类历法的形成和应用,以及相应的星宿文化(参阅《神秘的星宿文化与游戏》一书,解放军文艺出版社)。根据月亮运动和周期变化制定的历法称之为阴历(月亮在中国阴阳文化中代表阴),根据太阳周期运动制定的历法称之为阳历(太阳在中国阴阳文化中代表阳),综合阴历、阳历的历法称之为阴阳合历,我国的农历即阴阳合历(例如闰月属于阴历,24节气属于阳历)。
中国人制定或使用阴历,至少在殷商时期,甲骨文中已经有“既生霸”等文字记载,详细描述了月亮圆缺的周期变化。与此同时,殷商时期的地理文献《山海经·大荒四经》也明确记有:“有女子方浴月,帝俊妻常羲,生月十有二,此始浴之。”帝俊为殷商民族始祖,所谓常羲浴月,实际上是说常羲发明或制定了一年十二个月的历法,而“浴之”则是这种历法的演示(属于天文巫术性质),详情可参阅全彩绘《经典图读山海经》一书(上海辞书出版社)。
3 、有关月亮的神话传说,其中最著名的是常娥奔月的故事。关于该故事(包括相关远古神话传说故事)的科学信息解读,可参阅笔者《嫦娥:禳灾巫术的牺牲者》、《我们远古祖先经历过的天地大冲撞在民间留下的不灭印记》等文。此外,还有月宫、月桂、月精、月桂子、月中骞树、月中玉兔和蟾蜍,吴刚的故事,等等。
4 、有关月亮的民间节日及其民俗活动,例如中秋节、吃月饼、家庭团圆,以及相传人间婚姻由月下老人(月老)“千里姻缘一线牵”的习俗。此外还包括用“月”字取名等文化内容。在古代,有些民族的耕种、收获活动,常常要在有月亮的夜间进行;对比之下,许多军事活动,则往往选择在没有月亮的夜晚开展。
5 、有关月亮的文学作品,可以说是汗牛充栋。其中比较突出的是古代诗歌中对月亮的描述,以及睹月思情的联想和情感宣泄。
6 、有关月亮的名胜风景,北京有天坛、地坛、日坛、月坛、先农坛,避暑山庄有月色江声殿(康熙根据苏轼前后《赤壁赋》词意题额),以及湖南道县的月岩、广西桂林的月牙山、甘肃敦煌的月牙泉,等等。

月球是地球唯一 的天然卫星,轨道半径为384,400公里;直径为3,476公里;质量是7.35x1022公斤。

月球当炙是在史前时代就已为人所熟知,它在天空中亮度仅次於太阳。在月球绕行地球的过程中,由於它和太阳与地球的方位改变,因而产生了月相盈亏变化,两个新月 (朔) 之间是29.5天 (709小时),略长於月球真正的公转周期27.32天,这是因为在月球绕地公转的同时,地球也绕太阳公转了一些角度所致。

由於月球的大小及组成特性,它有时也会被含糊归类为类地「行星」的一员作比较。

最早造访月球的探测船是1959年前苏联的月球2号。月球是人类唯一登陆过的地球外星体,人类首次登陆月球是在1969年7月20日,最后一次是在1972年12月 ;月球也是唯一有标本被带回地球的星体。1994年夏季,大部分的月面曾被小型探测船Clementine详细测绘过地图,而月球探勘者号现正绕行月球。

月地之间的重力造成了一些有趣的影响,最显著的就是潮汐现象,月球的吸引力在正对地球处最强而在地球正背面最弱,因此整个地球,尤其是海洋部分并非是坚固不移的,而是朝著月球被稍稍拉起,使得地球上形成两处小隆起,一处正对著月球而另一处则正背对著月球。这样的效应在液态海水远比固体地球来得显著,因而海水面的两处隆起自是明显得多,这就是我们熟知的海水满潮。而由於地球自转远比月球公转速度快得多,因而这两处隆起在一天之中造成各地大约两次的涨落潮 (精确的涨落潮平均周期是12小时25分)。
然而,由於地球并不是全液态,刚性的地表会使得固体地球的两处小隆起被地球自转「带著」超前一点点,也就是说两处小隆起并不会刚刚好正对著或正背对著月球。这意味月地之间的引潮力方向并不是完全和地心-月心的连线重合,这就在月地之间产生了额外的力矩,导致月地系统的角动量由地球逐渐转移到月球上,使得地球自转每世纪减慢约1.5毫秒,而月球的公转轨道则每年升高3.8公分,愈来愈远离地球。

上述重力交互作用的不对称性也是月球自转公转同步现象的成因:月球的自转与公转周期相同,因而使得它永远以同一面对著地球。正如同月球使得地球自转渐慢,过去地球也曾使月球的自转变慢,当然这种效应是更强的,当最后月球自转周期等於它的公转周期时,月球上两处因引潮力而形成的隆起就永远停驻不移,因而不再拖慢自转。这种因引潮力而减慢自转,终於达成自转公转同步现象的效应,也存在於许多太阳系中的其它卫星。可预期地球的自转转速总有一天会降到与月球公转同步,那时地球和月球就会永远以同一面彼此相望,就像现在的冥王星和冥卫一一样。

由於月球的轨道并不是完全正圆,因而在地球上我们可以在某些时候看到它的一点点背面, 然而直到前苏联的月球3号於1959年拍下了照片 ,人类才第一次得见月球背面的全貌。在此之前,月球的背面常被称为「黑暗的一面」,以突显它的不被人知,就如同以前非洲被称为黑暗大陆一样,但月球的这一面只是从地球无法看到而已,太阳光可是一样会照在这「黑暗」的一面哦!

月球没有大气,但Clementine探测船却发现在月南极附近的坑洞深处可能藏有永冻的水冰,现在月球探勘者号正试图确认这件事,而月北极似乎也有水冰。若果如此,未来人类在月球的探险费用将可望大幅降低。

月壳平均约厚68公里,远比地球来得厚。月壳在各地的厚度变化很大,从Crisium海的0到月背Korolev坑北侧的107公里不等,在月壳之下是月函及很小的月核 (半径约300公里厚、占月球质量2%)。月函不像地函,它全部都是部分熔融的。有趣的是,月球的质量中心并不在其地理中心上,而是向地球方向偏离2公里左右,月壳也是向地球的这一面较薄。

月表主要有两种地形:多坑洞而古老的高地 (highlands) 及相对平坦而年轻的月海 (maria)。占月表16%的月海是被熔岩流铺平的巨大撞击坑;而占月表大部分面积的高地则是由陨石撞击产生的尘沙及岩石碎屑组合而成。月海只存在於向地球的一面,原因不明。

大部分向地面的显著坑洞都以科学史上的名人来命名,如第谷 (Tycho) 、哥白尼 (Copernicus) 及刻卜勒 (Ptolemaeus) 等;而在背地面的则出现更多现代名词,如阿波罗 (Apollo)、Gagarin和Korolev (后二者是由月球3号命名的,显然是俄罗斯人名)。此外,月球也有大型坑洞,像是背地面的南极-Aitken坑,宽2,250公里、深12公里,是太阳系最大的撞击坑;而位於向地面西缘的Orientale坑 则是一个壮观的同心圆状坑洞。

共有382公斤的月岩标本分别被阿波罗和月球计画带回地球,使我们对月球有最精确的了解,尤其是在定年工作上。即使是在数十年后的今日,科学家仍在研究这些珍贵的标本。大部分月表岩石的年代似乎都是介於46亿至30亿年之间,而恰巧地表的岩石极少有老於30亿年的 ,月岩因而提供了许多地球上找不到的太阳系早期历史讯息。

先前对阿波罗计画所带回标本的研究中,并未找出月球起源的一致结论。曾有三种主要的起源学说:同源说 (co-accretion) 主张月球和地球是同地同时由原始太阳星云形成的;分裂说 (fission) 主张月球是由地球分裂出来的;而捕获说 (capture) 则认为月球是在形成后再被地球重力所捕捉,上述三者都无法完美解释月球的起源。然而近来对月岩的最新详细研究则指出,很可能地球曾与一非常大的星体 (至少像火星那麼大) 碰撞,在碰撞过程中喷出的物质即形成月球,这就是著名的撞击说 (impact theory)。虽然撞击说仍有一些待解决的问题,不过已是目前最广为接受的理论。

目前月球并没有全球性的磁场,不过有些月表岩石标本却具有残磁,这可能表示早期月球曾经具有磁场。

由於没有大气及磁场,月表是直接暴露在太阳风之中的,在它超过40亿年的历史中,许多来自太阳风的氢离子持续打入月表的风化层中,因此由阿波罗计画所带回的风化层标本对太阳风的研究有非常大的价值。有朝一日,月表的氢也许还能用作太空火箭的燃料。

人们管天上有时候圆有时候弯的,发白光的东西叫月亮