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主持人:大家好,歡迎收看今天的走近科學。今天咱們接著説説月球。不知道您注意過沒有,可能是真的因為有太陽在那兒比著,太陽熱情似火,永遠給我們地球提供光提供熱,所以説在這樣相比之下,冷冷清清的月亮總是在我們各個民族當中,被形容成為女性的身份。甚至關於它的傳説當中,都是以女性為主導的。月球上面在我們中國人的傳統印象當中天,它有廣寒宮。廣寒宮裏面住著貌美如仙的嫦娥仙子。當然,嫦娥仙子本來也是人,只不過偷吃了她老公后羿拿來的長生不老藥,結果全吃完了,自己就白日升天,住到了廣寒宮中。當然了,我們説,這都是人們附會出來的一種東西,那麼月亮從古至今引發了人們無數的思考,在整個我們人對月球的探索過程當中,每一步,我們都是怎麼去接近它的呢?
1959年1月2日,前蘇聯拜科努爾發射場,東方號火箭噴著烈焰騰空而起,帶著一項特殊任務發射升空。東方號火箭將月球一號探測器送向了遠在38萬公里的月球。探測距離我們最近的宇宙天體月球成了人類邁向太空的第一步。
月球是離我們最近的一個宇宙天體,也是地球的一顆天然衛星。它本身並不發光,靠反射太陽的光線,我們才能看清月球上的樣子。早期的天文學家通過望遠鏡就已經發現,月球表面到處都是環形山。這些環形山直徑1000米以上的大約有33000個,佔月面表面積的 8%左右。最大的環形山甚至可以裝進整個海南島。
這些環形山是怎麼樣形成的?這一切曾經讓很多人感到迷惑不解,也讓一個十幾歲的中學生為之著迷。
尚尉是北京市航天中學初中一年級學生,平時在完成功課的之餘,喜歡閱讀自然和宇宙空間奧秘的書籍。
尚尉:我爸爸會給我講關於月球的各種知識。
小時候父親的話勾起了尚尉對月亮的好奇。每到明月當空的時候,他就喜歡趴在窗前遙望星空。心裏琢磨著,月球陰晴圓缺的變化,以及月球上的環形山又是怎麼形成的呢?
這天,尚尉和幾個同學們來到了學校附近的北京市東高地航天科技館,將疑問告訴了輔導員老師。
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為了向學生講述環形山形成的原因,接下來老師用澱粉和水做了一個模擬實驗向學生們演示環形山形成的過程。
聽了輔導員老師關於月球環形山形成原因的解釋後,尚未又有了新的疑問。既然,地球和月球同樣都是宇宙天體,可為什麼,佈滿月球表面的隕石坑,在地球上卻很少見到呢?
李競:在地球表面,可以確認的隕擊坑,大概不超過100個,這就跟月球上的看起來3萬多,那就沒法比了,為什麼這樣説呢?並不是那個小天體躲開地球不撞,而且地球跟月亮不一樣,我們有一個大氣層的保護。
大氣層是覆蓋在地球表面一層厚度大約一千千米以上氣體,主要是由氮氣,氧氣,和少量其它氣體組成。距離地面大約10至20千米的大氣受地球的影響最大,雲、霧、雨等現象都發生在這一層。有了空氣,人和動物才能夠呼吸,植物才可以光合作用,地球上也才有了生命。同時,這層厚達1000千米的大氣層對地球也起到了保護作用。
李競:地球同樣受到小天體的轟擊,但是有了一層大氣保護,小的,進入不了地球大氣了,就摩擦生熱,就是我們看見的變成了流星,再大個的,不能完全摩擦燃燒凈盡,變成了叫做隕石,或者隕星,主要這一現象是由於有個大氣,要沒有大氣,它就長驅直入。
由於月球上並沒有大氣層的保護,整個月球表面完全裸露在宇宙當中。這樣從宇宙中飛來的小型天體就會直接撞擊月球。
尚尉:説看了試驗後知道了環形山的形成。
李競:在這幾十億年來的,那些坑是大坑疊小坑,小坑上面又有大坑上面,那個地表,在沒有空氣磨損情況下,沒有海洋磨損情況下,都保留著,不同年齡段的這些環形山。
主持人:有專家認為在月球誕生之初,也就是幾十億年前的時候,月球內部還是有一個熔融狀態的火熱的核心的。既然是熔融狀態那麼很有可能就會出現眼睛噴發的現象。也就是火山現象,那麼一旦這些岩漿噴發出來,它終歸會要冷卻,所以就形成了大片的玄武岩。這些大片的玄武岩就成了月球上大片廣袤的平地,也就是我們在地球上用肉眼就可以看得到的月球上面那一片片的暗影,至於説月亮上面它本身,我們看到那些明亮的地區呢,專家告訴我們説,那時月球的山地,在這些山地當中我們能看到,狀如此類的眾多的大大小小的環形山,有部分環形上,或者説極少部分的環形山,專家認為它們就是當年火山噴發的痕跡。而至於剩下的絕大多數的環形山,那都是因為月球本身沒有大氣,只要是太空來客都可以直接進入它的表面,所以這應該説是傷疤的痕跡。這些環形山就是如此形成的。現在我們也知道了,尚尉同學已經了解了這些知識,但關鍵在於他現在又産生了一個新的問題,那就是,為什麼我們總是看到月球的一面,而另一面總是被遮擋起來了呢?
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月球,俗稱月亮,在晴朗的夜晚,天空中那輪明月,總會給人以無限的遐想。然而長期以來人們發現,月亮的形狀雖然在不斷地變化,但是,月球卻始終用一面朝向地球,誰也沒有見過月球背面的樣子。這就讓人們感到更加好奇了
李競:我們人類,從來只能看見月亮的一面,所以很多人説,月亮大概是不轉的,老看見一面,這個是不對的。
既然,月球也有自轉,那為什麼我們卻只能看到月球的一面呢?為了解答這個問題,輔導員老師又安排尚尉他們做一個小遊戲。
老師在尚尉和另一名同學的背後,各沾了一張紙牌,尚尉站在原地,另一名同學圍繞尚尉旋轉,而且始終保持兩人正面相對,這樣,尚尉始終也看不到對方背後的紙牌,這就像是我們看不到月球背面一樣,其原因就是,月球圍繞地球公轉的同時,月球也在自轉,而且月球公轉自轉的時間正好相同,這樣才造成我們在地球上,只能看到月球的一面的結果。
李競:公轉、自轉一樣的。不僅月亮有,在太陽系中的衛星中,這個是相當普遍的。
太陽是一個劇烈燃燒的炙熱星球,是太陽系大家族的中心,在太陽周圍依次環繞著水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星等八大行星,以及大約一百萬顆小行星和彗星,它們都以不同的速度圍繞太陽旋轉。
在太陽系的八大行星中,除了金星和水星以外,其它行星也都像地球一樣擁有自己的衛星。
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李競:月亮在圍繞著地球運轉,大概是每秒鐘1公里多。地球的速度是每秒鐘圍繞著太陽是20多公里,將近30公里。太陽在天空中,圍繞著銀河系中心走,是每秒鐘200多公里。
宇宙中的星球就這樣在引力作用下,按照一定的軌道高速運行著。由於月球、地球、太陽之間所處的這種特殊關係,當月球運行到某些特殊位置的時候,我們常常會看到一些奇特的現象。
尚尉:小時候聽説天狗吃月亮的故事。
天狗吃月,是古時候民間對月食的一種傳説。相傳天上有一隻神犬,一心要把太陽和月球吃掉。月食就是這只神犬正在吞噬月球。月食多發生在農曆十五前後,月球運行到地球另一側和太陽相對的方位。這時如果地球、月球和太陽的中心大致在同一條直線上,月球就會進入地球陰影中,從而産生月食。日食,則多發生在農曆初一前後,此時,月球轉到太陽和地球之間,因而會在地球上投下了一個陰影。這時候,處在陰影中的人根據所處位置的不同,就可以觀測到日全食或者日偏食。這些實際上都是普通的天文現象。
主持人:應該講,我們中國人在觀察月球它的行動變化這方面還是曾經處於世界上的領先地位,我們甚至可以預測出來日食月食的發生,但是可惜就可惜在眾所週知,到了後來我們在科學技術方方面面全都落後了,以至於在清末發生過一個,讓世界各國笑話過我們的事情,那就是有一年要發生月食了,我們準確地預測出來了,但是,當時的清政府發給各國駐華使節一份照會,這個照會的內容是什麼呢?茲有怪物天狗食月,到那天我們中國人要放炮、要打槍、要敲鑼打鼓,要把這個怪獸趕走,希望不要驚嚇了你們。因此講,這也成為近代中國落後屈辱的一個見證。好,現在我們有了我們自己的嫦娥一號,相信隨著我們的技術不斷進步,我們早晚會實現把中國人送上月球的夢想的。那我們的話題還是回到月球對於人的影響方面。應該講,月亮高高在天空當中,對我們能有什麼樣影響呢?其實月球對我們的影響,亙古以來就是影響到我們人類生存繁衍的一個重要的東西。那它是憑藉什麼來影響我們呢,引力就是其中非常重要的一部分。
凡是到過海邊的人們,都會看到海水有一種週期性的漲落現象:到了一定時間,海水推波逐瀾,迅猛上漲,達到高潮;過後一段時間,上漲的海水又自行退去,留下一片沙灘,出現低潮。如此循環反復,永不停息的潮汐現象,實際上,就是海水在月球和太陽引力作用下所發生的週期性變化。
李競:大潮跟小潮,潮汐的激烈程度,是跟月球的位置有關係的,是看月亮在什麼位置而定,這樣的景觀也是特殊的。
天文學家發現,每逢農曆十五和初一,海面上都會出現大潮,俗稱旺朔潮。
李競:沒有月亮,咱們中國把它稱為朔,有月亮滿月叫做旺。
我國最著名的錢塘江涌潮就是這種旺朔潮引發的一種天文奇觀。每逢農曆初一、十五錢塘江入海口就會出現壯觀的錢塘江涌潮。8米高的潮頭,以每秒近10米的速度,從海面向錢塘江湧來。錢塘江涌潮的出現,除了當地特殊的地理環境原因以外,最重要的原因就是太陽和月球引力導致的潮汐現象。
李競:如果太陽對於地球起潮的力量算作1,那麼月亮就是2.2,所以,咱們潮汐主要的因素,是月亮。
月球在被地球吸引著圍繞地球旋轉的同時也對地球施加著影響。潮汐就是月球引力在地球上的一種表現。每月的農曆十五,太陽、地球、月球正好處在同一直線上,在太陽和月球引力的作用下,地球上的海水向兩側拉伸引起大潮。這也就是常説的旺潮。
李競:當地球在中間,月亮在一端,太陽在一端,也就是説這時候在旺,在旺的時候,兩個天體都扯著地球,潮汐是大潮,
當月亮繼續旋轉走到地球和太陽之間,三者又重新行成為一條直線,此時,地球上的海水受到太陽和月球相同方向合力的影響,又會出現一次大潮。這也叫朔潮。月球每天東升西落、旺朔交替、使大海潮起潮落,生生不息。
主持人:有人説月球是我們的鄰居,但我寧願説,月球是距離我們最近的天體,因為鄰居似乎太多了一分溫情少了一分冷靜,為什麼這麼講呢?因為有不少研究人認為,月球對我們人類的影響遠不止前面所提到的那些,比如月圓和月缺的時候,有人認為它對於我們人類的荷爾蒙以及我們在夜間的一些行為,有著極大的關聯,還有人認為,當月球處於某種狀態的時候,可能會引發地球上産生強烈的地震,因為從1995年到2000年之間,人們收集了理氏五點五級以上的地震資料之後,發現在那個階段,雖然地球對於地層錯位帶來的地震影響只有千分之一,但它確實參與到了地殼的地震活動當中。從這些當中我們都能看到,月球作為運行在我們旁邊的這個天體,它無時無刻在無聲地發揮著自己對於地球的影響。同樣,月球另一方面,作為地球的保護神吸引著來自太空的對於地球有威脅的各種小天體。應該講,地球與月球之間的關係,與其説是鄰居不如説是一個好夥伴,或者是一條路上的同行者。好感謝大家收看今天的走近科學,我們下期節目再見。
責編:走近科學
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