■ 楊孝文
最近出現(xiàn)的“超級(jí)月亮”成為全世界媒體關(guān)注的焦點(diǎn)。誠(chéng)然,我們對(duì)于月球的了解不可謂不多,但月球仍有一些我們所不知道的秘密。以下便是與月球有關(guān)的令人吃驚或陌生的事實(shí),它們就像是一面鏡子,折射出一個(gè)很多人并不熟悉的地球的天然衛(wèi)星。
地球上的一個(gè)月與月球經(jīng)歷一次完整的月相變化所需時(shí)間大致相等。根據(jù)考古挖掘發(fā)現(xiàn)的符木棒,研究人員認(rèn)為人類早在舊石器時(shí)代便利用月相計(jì)算日子。太陰月實(shí)際上共有四種,分別是近點(diǎn)月、交點(diǎn)月、恒星月和朔望月。
近點(diǎn)月是指月球繞地球運(yùn)行一周所需要的時(shí)間,為27天13小時(shí)18分37.4秒。交點(diǎn)月是指月球穿過(guò)與地球軌道面的交點(diǎn)后返回所用的時(shí)間,為27天5小時(shí)5分35.9秒。恒星月是指以恒星作為參照點(diǎn)時(shí)月球繞地球運(yùn)行一周所需要的時(shí)間,為27天7小時(shí)43分11.5秒。朔望月也被稱之為“會(huì)合月”,是指以太陽(yáng)作為參照點(diǎn)時(shí)月球繞地球運(yùn)行一周所需要的時(shí)間,為29天12小時(shí)44分2.7秒。朔望月是當(dāng)前很多歷法的基礎(chǔ),用于將一年分成12個(gè)月。
絕大多數(shù)參考書(shū)指出,由于繞地球公轉(zhuǎn)一周時(shí)月球只自轉(zhuǎn)一周,我們只能看到月球的一半,另一半從地球上永遠(yuǎn)也不會(huì)看到。實(shí)際上,在繞地球的橢圓形軌道運(yùn)行時(shí),我們能夠看到59%的月球表面。月球的自轉(zhuǎn)速度始終如一,公轉(zhuǎn)速度則處于變化狀態(tài),我們將這種自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)無(wú)法保持步調(diào)一致的現(xiàn)象稱為“經(jīng)天平動(dòng)”。在地球上,我們永遠(yuǎn)看不到余下的41%月表;如果站在月球上的這個(gè)區(qū)域,人們也永遠(yuǎn)看不到地球。
滿月時(shí)月球的亮度為-12.7星等,太陽(yáng)的亮度比月球高出14個(gè)星等,為-26.7星等,亮度比為398110∶1,也就是近40萬(wàn)個(gè)月球的亮度才與太陽(yáng)相當(dāng)。然而,即使能夠找到如此多的滿月,你也無(wú)法將它們“安裝”在夜空中。天空是一個(gè)360°的圓,面積超過(guò)41200平方度,其中有一半位于地平線以下,讓我們無(wú)從得見(jiàn)。而月球所占的面積是0.2平方度,也就是說(shuō),包括我們看不到的天空在內(nèi),你最多只能塞進(jìn)206264個(gè)滿月,距離亮度與太陽(yáng)比肩的數(shù)量還差191836個(gè)。
如果月球表面呈現(xiàn)出完美的光滑撞球形,表面亮度將永遠(yuǎn)保持一致。在處于上弦月和下弦月時(shí),月球的亮度只有滿月時(shí)的一半。但月球的地形崎嶇不平,尤其是在明暗界線附近一帶,導(dǎo)致在月球表面分布著山脈、大石頭甚至于微小塵埃顆粒產(chǎn)生的無(wú)數(shù)陰影。上弦月時(shí),月球的亮度只有滿月時(shí)的1/11。上弦月時(shí)的亮度實(shí)際上比下弦月時(shí)略高一些,因?yàn)樯舷以聲r(shí),月表一些區(qū)域?qū)﹃?yáng)光的反射程度超過(guò)其他區(qū)域。
不管你相信與否,即使95%的月表區(qū)域被照亮,亮度也只有大約0.7星等,低于滿月時(shí)的亮度,只有后者的一半。但在絕大多數(shù)業(yè)余觀察者眼里,此時(shí)的月球卻好似滿月一般。
地球的陰晴圓缺與地球上看到的月相恰恰相反。地球處于“滿地”時(shí),我們會(huì)看到新月;處于“下弦地”時(shí),我們會(huì)看到上弦月;“地牙”時(shí),我們會(huì)看到凸月;“新地”時(shí)我們則看到滿月。從月球上的任何一個(gè)點(diǎn)(除了無(wú)法看到地球的遠(yuǎn)側(cè))進(jìn)行觀察,地球都一直處在天空中的同一位置。在月球上看到的地球是在地球上的看到的滿月的近4倍,亮度則是滿月的45倍~100倍,具體取決于大氣狀況。
當(dāng)“滿地”或者接近“滿地”時(shí),地球會(huì)發(fā)出藍(lán)灰色的光,照亮周圍的月球地貌。當(dāng)月球處于月牙階段時(shí),我們能夠在地球上看到這種發(fā)光。陽(yáng)光照亮了一個(gè)長(zhǎng)條狀的月球,余下部分則因地球反照顯得模糊不清,只隱約可見(jiàn)。值得一提的是,達(dá)·芬奇是第一個(gè)揭開(kāi)月球上怪異發(fā)光謎團(tuán)的人。
除了彼此相位相反外,月球和地球上的日月食也是如此。當(dāng)在地球上看到月食時(shí),月球上卻觀察到日食。如果完全遮住太陽(yáng),地球的黑盤(pán)周圍會(huì)出現(xiàn)一個(gè)細(xì)細(xì)的紅色光環(huán),我們的大氣層被太陽(yáng)從背后照亮。
當(dāng)在地球上看到日全食時(shí),月球上的觀察者會(huì)看到一個(gè)小而明顯的黑斑慢慢穿過(guò)地球表面,整個(gè)過(guò)程歷時(shí)二三個(gè)小時(shí)。這是月球的陰影,被稱為“本影”,投射到地球上。
月球上的隕坑由小行星和彗星撞擊月表形成。單是月球近側(cè)就有大約30萬(wàn)個(gè)直徑超過(guò)1000米的隕坑。月球隕坑以學(xué)者、科學(xué)家、藝術(shù)家和探險(xiǎn)家的名字命名。例如,哥白尼隕坑以尼古拉·哥白尼的名字命名,他是波蘭天文學(xué)家,16世紀(jì)提出行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的哥白尼說(shuō);阿基米德隕坑則以古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德的名字命名,他在公元前3世紀(jì)得出了很多數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)。
使用人名命名月球結(jié)構(gòu)的慣例開(kāi)始于1645年,開(kāi)創(chuàng)者是布魯塞爾工程師邁克爾·范·朗倫,他以國(guó)王和名人的名字命名月球上的主要地貌特征。在他的月球地圖上,范·朗倫以其贊助者——西班牙菲利普四世的名字命名最大的月球平原。
6年之后,博洛尼亞的喬萬(wàn)尼·巴特斯達(dá)·里奇奧利繪制完成了自己的月球地圖。他刪除了范·朗倫使用的名字,并使用著名天文學(xué)家的名字命名月球地貌,這種命名習(xí)慣延續(xù)至今。1939年,英國(guó)天文學(xué)會(huì)發(fā)布了被正式命名的月球結(jié)構(gòu)的目錄,列出了所有被國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)接受的月球結(jié)構(gòu)的名字。
國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)仍要繼續(xù)命名月球上的隕坑以及其他所有天體。根據(jù)天文學(xué)聯(lián)合會(huì)的命名原則,特定天體特征的名字圍繞一個(gè)特定的主題。月球隕坑的名字主要分為二類。通常情況下,月球隕坑以已故科學(xué)家、學(xué)者、探險(xiǎn)家和藝術(shù)家的名字命名,他們憑借在自己所在領(lǐng)域取得的突出成就獲得人們的尊重。
我們可以根據(jù)月球判斷時(shí)間。早在1970年,制表商赫爾伯斯便請(qǐng)求肯尼斯·富蘭克林(曾多年擔(dān)任紐約海頓天文館的首席天文學(xué)家)為登陸月球的宇航員設(shè)計(jì)一款手表,利用他所說(shuō)的“朔望月”計(jì)算時(shí)間。朔望月是指月球自轉(zhuǎn)和繞地球公轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間,具體用時(shí)為29.530589天。
富蘭克林研發(fā)了一個(gè)系統(tǒng),被他稱為“月球時(shí)間”。他設(shè)想了與地球上的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)區(qū)類似的月球時(shí)區(qū),立基于占經(jīng)度12°的月球子午線,這相當(dāng)于地球上占經(jīng)度15°的時(shí)區(qū)。他說(shuō):“它們被命名為‘36°東區(qū)時(shí)間’,雖然將它們稱為‘哥白尼時(shí)間’、‘西靜海時(shí)間’以及其他時(shí)間可能更為適合。”月球上的1小時(shí)被命名為“月球時(shí)”,并且同時(shí)還引入了1/10月球時(shí)、1%月球時(shí)和1‰月球時(shí)等概念。
有趣的是,月球表送給了時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)尼克松,尼克松還專門(mén)寫(xiě)信感謝富蘭克林的禮物。這封信以及月球表多年來(lái)一直保存在海頓天文館。40年過(guò)去了,這塊手表仍引起很多人的興趣。