月球 是 地球 的唯一的天然 衛星 。其他行星的天然衛星也被稱為衛星,盡管它們通常有自己獨特的名稱。月亮的符號是新月。術語“月相”、“月色/”和“辛硫翁”(來自月亮神 Selene 和 Cynthia )指的是月亮。
月球到地球的平均距離是 384 , 403 公里 ( 238 , 857 英里)。月球的直徑是3476公里(2160英里)。月球表面反射的太陽光到達地球的時間為1.3秒(以光速)。
第一個反對登陸月球的人是1959年蘇聯的露娜2;第一批隱藏在月球上的照片。同年,月球的“遠側”被月球 3 號所覆蓋,第一批登陸月球的人是 1969 年乘坐美國的 阿波羅 11 號 宇宙飛船到達月球的。
月球是地球的親密伙伴,因為它們一起在太空中旅行。旋轉的地球 海洋 ,總是朝著月球凸起,沿著海岸線起起伏伏,在那里,數百萬人和無數的生物體按照地球的 潮汐 .作為夜空中巨大的光,在天空中劃出一道弧線,每個太陽年大約有12個規律的周期,月亮的形狀會發生變化,幾千年來,月亮一直激發著人們的敬畏、仔細的研究、詩意的想象和浪漫的激情。月亮周期與太陽周期的相關性被原始人注意到,并激發了幾種不同陰歷的發展。月亮在大多數星系中也占有突出的地位。 占星術 ,并對推進 天文學 至少從 伽利略·伽利略 他的望遠鏡觀測使他得出這樣的結論:月球表面有丘陵和山谷。
從亞洲到歐洲、非洲和南美洲都發現了古代月亮崇拜的證據。傳統的農業社區根據月相和季節安排主要活動,如種植和收獲。人類身高的密切相關性 月經周期 一個陰歷月的長短支持了一個長期的觀點,即月亮的周期會影響甚至控制人類的月經周期,但這個觀點還沒有得到嚴格的研究證實。另一個推測月球影響的證據是在世界上進行的 精神失常 它的含義(未經證實),精神疾病與月相有關。
關于月球的早期想法
月球一直是許多藝術和文學作品的主題,也是無數各族人民的靈感來源。月亮是視覺藝術、表演藝術、詩歌、散文和音樂的主題。在觀察月球上較亮和較暗區域的模式后,不同文化的人們將月球上的人、兔子、水牛等的圖像可視化。愛爾蘭諾斯(Knowth)有5年歷史的石刻可能是已知最早的月球描繪。
在許多古代文化中,月亮被認為是神靈或其他超自然現象,月亮對人類事務的影響一直是占星術中一個持續的主題。在西方世界,最早為月球提供物質解釋的思想家之一是希臘利奧六世阿那克薩戈拉斯。他認為太陽和月亮都是巨大的球形巖石,后者反射了前者的光芒。他對天堂的唯物主義觀點是他被監禁并最終流放的原因之一。
月球上的第谷隕石坑直徑約85公里。
到了中世紀,在望遠鏡發明之前,越來越多的人開始認識到月球是一個球體,盡管他們認為月球“非常光滑”。1609年,伽利略·伽利萊(Galileo Galilei)在他的著作《Sidereus Nuncius》中繪制了月球的第一幅望遠鏡圖之一,并指出月球并不光滑,而是有隕石坑。現在已知,山脈和隕石坑是月球的突出特征。
后來,在十七世紀,喬瓦尼·巴蒂斯塔·里奇奧利(Giovanni Battista Riccioli)和弗朗切斯科·瑪麗亞·格里馬爾迪(Francesco Maria Grimaldi)繪制了月球地圖,并給許多隕石坑起了今天科學家仍在使用的名稱。在地圖上,月球表面的黑暗部分被稱為瑪麗亞·米切爾(單數母馬)或“海洋”,而明亮的部分被稱為陸地或“大陸”。
甚至在十九世紀的前幾十年里,一些主要的天文學家就認真考慮過月球可能包含植被并居住著“亞硒酸鹽”的可能性。1835年,月球大騙局愚弄了一些人,讓他們認為月球上生活著外來動物。然而,大約在同一時間(1834-1837 年),威廉·比爾和約翰·海因里希·梅德勒出版了他們的四卷本《Mappa Selenographica》和《Der Mond》一書,該書堅定地得出結論,月球沒有水體,也沒有任何明顯的大氣層。
關于月球上的特征是否會發生變化,仍然存在一些爭議。一些觀察者聲稱,一些小隕石坑已經出現或消失。在二十世紀,根據在不同照明條件下的觀察或早期圖紙的不足,確定這些說法是虛幻的。然而,人們認識到,“除氣”(滯留氣體的緩慢釋放)現象偶爾會發生。
月亮的出現
在最亮的滿月期間,月球的視星等約為-12.6。相比之下,太陽的視星等為-26.8。當月球處于四分之一相時,它的亮度只有滿月的十分之一左右,因為由于月球較高部分投射的陰影投射到較低的部分,反射到地球的太陽輻射量大大減少。
當靠近地平線時,月亮看起來更大。這是一種錯覺。事實上,當從地球上的頭頂上直接觀察時,月球的角直徑大約是一度的一半,但是當在地平線附近觀察時,月球的圖像要小約1.5%,而月球則遠近一個地球半徑。
視覺系統的另一個怪癖使觀察者看到月球幾乎是純白色的,而實際上它只反射了大約7%的光線落在月球上,與一塊煤的反射率大致相同。據說它的反照率(反射率)非常低。月球的亮度至少可以部分歸因于太陽的極端亮度。另一個原因是月球旁邊沒有任何東西可以反射陽光,因此它被認為是可見的最亮的物體。
從地球上的任何位置來看,月球在某一天的最高高度與太陽的最高高度相同,取決于季節和月相。例如,在冬天,滿月在天空中最高,滿月在冬天最高。月球新月面的方向也取決于觀測地點的緯度。在赤道附近,觀察者可以看到一個“船”月亮。[1]
像太陽一樣,月球可以產生大氣效應,包括22度的光環和更小的日冕環,這些日冕環更常見于薄云。
月球的兩面
月球在任何時候都保持同一張臉朝向地球。這是因為月球繞地軸自轉的時間和繞地球公轉的時間一樣長,這種現象被稱為“同步自轉”。
月球面向地球的那一面稱為近側,相對的那一面稱為遠側。遠的一面有時也被稱為“黑暗面”,指的是“未知和隱藏”,而不是“缺乏光明”。“事實上,遠側接收到的陽光(平均而言)和近側接收到的陽光一樣多,只是時間剛好相反。當宇宙飛船在月球的遠側時,月球會阻斷與地球的直接無線電通信。遠側的一個顯著特征是它幾乎完全沒有 瑪麗亞·米切爾 月球背面直到1959年發射的月球3號探測器才被發現,并在1960年代被月球軌道器計劃廣泛繪制。
月球的同步自轉只有在平均的、整體的意義上是正確的,因為月球的軌道有明確的離心率。當月亮在 近地點 (在它的軌道上最靠近地球的一點),它的自轉比它的軌道運動慢,使觀測者可以看到它的東(右)經度多出8度。相反,當月亮達到它的 遠地點 (在其軌道上離地球最遠的一點),它的自轉速度比它的軌道運動速度快,并揭示了它的西(左)面的另一個8度經度。這種現象稱為縱向振動。
起源和歷史
最近,與共形成和凝結等其他假設相比,巨型撞擊假說被認為是月球起源最合理的科學假說。巨型撞擊假說認為,月球是由一個非常早期的半熔融地球和一個火星大小的行星狀物體碰撞產生的。從這次撞擊中噴出的物質被認為聚集在地球周圍的軌道上并形成了月球。
這一假設得到了兩個主要觀察結果的支持:首先,月球的成分類似于地殼的成分,并且它的重元素相對較少,如果它本身是由與地球相同的材料形成的。其次,輻射測年表明,月球的地殼形成于地球之后20萬至30萬年之間,盡管它很小,并且相關的內部熱量損失較大。此外,月球和地球具有相同的氧同位素豐度趨勢的觀測結果支持了這一假設,阿波羅11號帶來的樣本證實了這一點。然而,一些人指出,這一假設并不能充分解決月球中揮發性元素的豐度。[2]
人們認為,月球在早期階段是一個熔融的球體,離地球更近。強大的潮汐力使球體變形為橢球體,主軸指向地球。當月球開始冷卻時,沿著其表面形成了一個堅固的地殼,但其熔融的內部仍然向地球的方向移動。換句話說,月球近側的地殼比遠側的地殼薄得多。在大約3.8至4億年前的“晚期重轟”時期,許多大型隕石能夠穿透近側的薄殼,但很少有隕石能夠穿透遠側的薄殼。在地殼穿孔的地方,熱熔巖從內部滲出并散布在表面,后來冷卻下來,形成了今天可觀察到的瑪麗亞·米切爾。這種情況解釋了遠端瑪麗亞的匱乏。
月球的地質時代是根據月球歷史上各種重大撞擊事件的年代來定義的。晚期猛烈轟擊的時期是通過對隕石坑和月球巖石的分析確定的。2005年,來自德國、英國和瑞士的一組科學家測量了月球的年齡為4,527±10萬年,這意味著它僅在太陽系起源后30萬至50萬年形成。
物理特性
組成
月球的整體成分被認為與地球上部相似,只是揮發性元素和鐵的消耗。光譜技術的觀測表明,目前的月殼由、、鉀、氧、硅、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁和氫等多種初級元素組成.一些航天器,如伽利略探測器、克萊門汀號和月球勘探者號,已經在月球部分地區繪制了這些元素的豐度,但尚未在整個月球表面對這些元素進行完整的測繪學。
科學家認為,在4億年前,月球表面是熔融巖石或巖漿的海洋。月球巖石的一種成分,稱為KREEP(鉀(K),稀土元素(REE)和磷(P)),被認為是巖漿海洋的最后化學殘留物。KREEP是研究人員所說的“不相容元素”的復合體,這些元素不適合晶體結構并被留下來,漂浮在巖漿表面。KREEP是一種方便的示蹤劑,可用于了解月球地殼的火山歷史,并記錄彗星和其他天體撞擊的頻率。
月球地形
當用地球望遠鏡觀察時,可以看到月球有大約30,000個隕石坑,直徑至少為1公里,但從月球軌道近距離觀察會發現許多較小的隕石坑。大多數已經有數億或數十億年的歷史了。天氣、缺乏大氣層和最近的地質過程確保了它們中的大多數被永久保存下來。在月球上有些地方,不可能在不消滅另一個隕石坑的情況下增加任何大小的隕石坑——這種情況稱為“飽和”。
月球上最大的隕石坑,實際上是太陽系中已知最大的隕石坑,形成了南極-艾特肯盆地。這個隕石坑位于月球南極洲附近的另一側。它的直徑約為2,240公里,深度為13公里。
黑暗且相對無特征的月球平原,稱為瑪麗亞·米切爾,是巨大的、古老的玄武巖熔巖流,充滿了大型撞擊坑的盆地。顏色較淺的terrae對應于高地。
覆蓋在月球地殼頂部的是一層松散的塵土飛揚的物質,稱為風化層,這是數十億年撞擊破碎的巖石的結果。地殼和風化層在整個月球上分布不均勻。地殼范圍從近側的 60 公里(38 英里)到遠側的 100 公里(63 英里)。風化層從瑪麗亞的 3 到 5 米(10 到 16 英尺)到高地的 10 到 20 米(33 到 66 英尺)不等。
2004年,由約翰·霍普金斯大學(Johns Hopkins University)的本·布西(Ben Bussey)博士領導的一個團隊利用克萊門汀任務拍攝的圖像,確定月球北極73公里寬的皮里隕石坑邊緣的四個山區似乎在整個月球日都保持照明。這些未命名的“永恒之光之山”的照明是可能的,因為月球的軸向傾斜極小,這也導致許多極地隕石坑底部的永久陰影。在山地較少的南極洲不存在類似的永恒之光區域,盡管沙克爾頓隕石坑的邊緣在農歷日80%的時間里被照亮。克萊門汀的照片是在北半球的夏季拍攝的,目前尚不清楚這四座山在當地冬季的任何時候是否被遮蔽。
當月球撞擊事件的日期確定為40奧拉39研究人員對撞擊過程中產生的玻璃球體進行同位素分析,發現月球早期歷史和過去400億年的撞擊次數很高。[4]
水的存在
彗星和流星體經常轟擊月球。這些物體中有許多富含水。來自陽光的能量將大部分水分解成其組成元素氫和氧,這兩種元素通常都會立即飛向太空。然而,一些科學家假設月球上殘留著大量的水痕跡,要么在表面,要么嵌入地殼中。克萊門汀任務的結果表明,小的、冰凍的水冰袋(富含水的彗星撞擊的殘余物)可能未融化地嵌入月殼的永久陰影區域。雖然這些口袋被認為很小,但總水量似乎相當可觀——1 km3。
然而,一些水分子可能已經沿著月球表面跳躍并被困在月球兩極的隕石坑中。如上所述,其中一些深隕石坑從未接收到來自太陽的光線——它們被永久地陰影籠罩著。克萊門汀繪制了月球南極洲的隕石坑,這些隕石坑以這種方式被遮蔽。[5]正是在這樣的隕石坑中,科學家們希望找到冰凍的水,如果它真的存在的話。如果發現,可以使用配備太陽能電池板的發電站或核發電機開采冰并將其分解成氫氣和氧氣。月球上可用數量的水的存在將是使月球居住具有成本效益的一個重要因素,因為從地球上運輸水(或氫氣和氧氣)的成本高得令人望而卻步。
阿波羅宇航員收集的赤道月球巖石中不含任何水的痕跡。然而,美國航空航天局月球礦物學測繪儀的最新圖像證實了月球上存在水冰。[6]
磁場
與地球相比,月球的磁場非常微弱。月球的一些磁力被認為是固有的,例如來自月球地殼的一條稱為Rima Sirsalis的磁力。然而,與其他天體的碰撞可能賦予了月球的一些磁性。事實上,行星科學中一個長期存在的問題是,太陽系中的無氣天體,如月球,是否可以從彗星和小行星的撞擊中獲得磁力。
磁性測量還可以提供有關月球核心大小和電導率的信息,這些證據將幫助科學家更好地了解月球的起源。例如,如果月球核心含有比地球更多的磁性元素(如鐵),那么撞擊理論就會失去一些可信度(盡管對于為什么月球核心可能含有更少的鐵有其他解釋)。
大氣層
月球有一個相對微不足道和脆弱的大氣層。這種大氣層的一個來源是“放氣”——釋放出等氣體,這些氣體起源于月球內部深處。另一個重要的氣體來源是太陽風,它被月球的引力短暫捕獲。
太空風化
阿波羅和月球任務返回的月球樣本為科學家提供了空間風化的第一個證據,這是太陽系中大多數無氣天體的常見現象。空間風化使行星表面更暗,光學更紅,使遠程成分分析變得困難。最近對S型小行星的研究和探索揭示了空間風化的可能機制。
月球、太陽和地球之間的關系
月球和地球的軌道
有幾種方法可以考慮月球圍繞地球的完整軌道。最熟悉的兩種方式是:
這些值不同,因為與此同時,地球和月球都繞著太陽運行了一段距離。
科學家利用月球來可視化地球的軌跡。在最后一個季度(也稱為第三個季度)時,月球在地球前方的軌道上移動。由于地球到月球的距離約為 384,404 公里,地球的軌道速度約為 107,000 公里/小時,因此月球位于地球大約三個半小時后的點。同樣,當月球處于上弦月時,它就是地球大約三個半小時前的位置。這里的“四分之一”一詞是指月球繞地球運行的程度,而不是它的形狀。這兩個“半月”階段被稱為“上弦月”和“上弦月”,因為它們分別發生在月球距離新月軌道的四分之一和四分之三處時。[7]
一些非凡的巧合
恒星月為27.32天,與水的冰點為273.2°K(絕對零度以上273.2°)相吻合。月亮和水之間的關系體現在月亮對潮汐的控制以及月份與女性排卵和月經周期的相關性上。
月球的直徑是地球直徑的0.273。
月球繞地球公轉的加速度為0.273 cm/s2。
數字 27.32 與 π 的值直接相關。當一個半徑為 1 的圓刻在正方形內時,圓外的正方形面積 (4-π) 與圓的面積 (π) 之比為 (4-π)/π = 0.2732。因此,地月系統顯示出幾何的基本常數。
月球繞地球公轉的持續時間與地球繞太陽公轉的公轉相對應。因此,1/27.23 = 0.03660,1/366 = 0.002732。當然,366天是閏年的長度。
最后,月球的質量是地球質量的1/81倍。81 的倒數,0.0123456790123...表示自然數 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、佛山地鐵11號線每個數字只分配一位數字(這需要調整,因為 10 后面的 9 會強制這個 9 變成 10,這會在分配的空間中寫為 0,并強制它前面的 8 變成 9)。因此,81 的倒數代表宇宙中從 0 到無窮大的所有數字;此外,宇宙是由 81 個穩定的元素構成的。[8]關于 81,可以說的還有很多,因為 3 是 4 的冪,這兩個基本數字出現在原子的量子結構、遺傳密碼以及空間和時間維度中。
這些完全出乎意料的結果僅僅是巧合嗎?對于在巧合中拒絕避難的科學家來說,他們可以被視為人擇原理的局部例子。或者他們是否暗示造物主設計了太陽地球月球系統,即人類的家園,通過其精確的天體維度來體現普遍原則?
日食
古往今來,日食一直讓人們感到驚奇。只有當太陽、地球和月亮排成一行時,它們才會發生。日食只能發生在新月前后;月食只能發生在滿月附近。
從天文學的角度來看,這三個天體的距離、大小和路徑被巧妙地安排在一起,因此,從地球上看,大得多的太陽占據了與月球相同的空間。這就是為什么在太陽全食期間,月亮幾乎完全覆蓋了太陽的圓盤。這是另一個非凡的巧合,早期的天文學家對此進行了深思熟慮。對于那些認為這是造物主設計的表達的人來說,人們以宗教敬畏的態度看待日全食是非常恰當的。
然而,從地球上看,月球和太陽的角直徑之間存在一些變化,因此一些日食是日環食,其中太陽圓盤的最外層圍繞月球發光。在日全食中,月球完全覆蓋了太陽的圓盤,日冕變得肉眼可見。由于月球和地球之間的距離隨著時間的推移略有增加,因此月球的角直徑正在減小。這意味著,在數億年前,月球在日食期間總是可以完全覆蓋太陽,并且不可能發生日環食。同樣,大約600億年后,月球將不再完全覆蓋太陽,允許日環食,但不能全食。然而,根據人擇原理,值得注意的是,我們人類生活在正確的時間,我們可以享受日全食。
天文學家利用日食的時間來測量當光線非常接近太陽時光線與恒星的偏差。他們的觀察證實了阿爾伯特·愛因斯坦廣義相對論的有效性。
掩星
月亮擋住了它正后方的天空。堵塞量覆蓋約1/2度寬的圓形區域。當一顆明亮的恒星或行星“經過”月球時,它被“掩蔽”或隱藏在視線之外。日食是掩太陽。鑒于月球離地球相對較近,恒星的掩星并非隨處可見。此外,由于月球軌道的移動節點,每年都有不同的恒星被掩蔽。
潮汐
月球對地球施加的引力是海洋潮汐的原因。潮汐流周期(但不是相位)與月球繞地球的軌道同步。由月球引力引起的地球上的潮汐隆起,被地球的自轉帶到月球的表觀位置之前,部分原因是水在滑過海底并進出海灣和河口時的摩擦力。結果,地球的一些自轉動量逐漸轉移到月球的軌道動量上,導致月球以每年約38毫米毫米的速度緩慢地從地球后退。與此同時,地球的自轉速度正在逐漸減慢——地球的白晝每年延長約15微秒。
地球上的月球物質
1969年,日本探險隊在南極洲發現了大量隕石。從那時起,已經發現了數以萬計的隕石,其中已經確定了來自月球的隕石。這些月球隕石與阿波羅和月球任務帶回的樣本一起,一直在幫助科學家研究月球的起源和演化。
從 1950 年代到 1990 年代,美國航空航天局空氣動力學家迪恩·查普曼 (Dean Chapman) 等人提出了 tektites 的“月球起源”理論。查普曼使用復雜的軌道計算機模型和廣泛的風洞測試來支持所謂的澳大利亞tektites起源于月球近側大型隕石坑第谷的Rosse噴射射線的理論。在對Rosse射線進行采樣之前,不能排除這些tektites的月球起源。
登月競賽
之間的太空競賽 美國 而前者 蘇聯 ,期間內 冷戰 ,加速了對月球的探索。在美國(和一般的西方國家),1969年人類首次登陸月球被視為太空競賽的高潮。第一個在月球表面行走的人是 尼爾·阿姆斯特朗 ,美國使團的指揮官 阿波羅11號 .他第一次踏上月球是在1969年7月21日02:56 UTC。最后一個站在月球上的人(截至2006年)是尤金·塞爾南。作為阿波羅17號任務的一部分,他于1972年12月在月球上行走。另一方面,許多科學上的重要步驟,如1959年的第一張月球背面的照片,是由蘇聯首先實現的。月球樣本已經被三次月球任務16、20和24以及阿波羅任務11至17帶回地球(除了阿波羅13號,它放棄了登月計劃)。
在阿波羅任務期間,許多科學儀器被安裝在月球上,包括地震探測器和用于激光測距的反射棱鏡。其中一些文書今天仍在發揮作用。
從1960年代中期到1970年代中期,人類共進行了65次登月(僅1971年就有10次),但在1976年的月球24號之后,登月計劃就停止了。蘇聯開始關注 金星 和 空間站 ;美國將注意力轉向了 火星 甚至更遠。在1990年 日本 把希頓號宇宙飛船送上了月球。航天飛機將Hagormo探測器送入月球軌道,但發射器出現故障,使得這次任務在科學上毫無用處。盡管失敗了,日本還是成為了第三個在月球軌道上放置探測器的國家。
1994年,美國終于重返月球,在發射無人飛船克萊門汀方面。這是美國國防部/美國航空航天局的聯合任務,完成了第一個全球多光譜數據集的月球。隨后是1998年的探月任務,這是“發現計劃”的第三次任務。這 中子 月球探勘者號上的光譜儀證實了月球兩極存在過量的氫。有些人把這一觀察結果解釋為水的存在。
歐洲航天器“智能1號”于2003年9月27日發射升空,并于2004年11月15日進入月球軌道。它的任務在2006年9月3日的一次可控墜毀中結束。歐洲航天局計劃在不久的將來發射更多的探測器探索月球。
2004年1月14日, 喬治·沃克·布什 呼吁制定一項計劃,在2020年之前重返月球。此外,在 People's Republic of China 表達了探索月球的宏偉計劃,并啟動了嫦娥探月計劃。 日本 2007年發射了SELENE號任務,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)正在計劃建造一個載人月球基地。印度打算在2008年發射一艘無人駕駛的飛船“錢德拉揚-1”。它將運載月球礦物學地圖(M 3 ),一種美國樂器。
法律地位
雖然一些美國和蘇聯的國旗已經象征性地插在月球上,但俄羅斯和美國政府并沒有對月球表面的任何部分提出主權要求。俄羅斯和美國是《外層空間條約》的締約國,該條約將月球和國際水域置于同一管轄之下。該條約還限制了對月球的和平利用,明確禁止大規模殺傷性武器(包括核武器)和任何類型的軍事設施。第二個條約是《月球條約》,旨在限制任何一個國家開發月球資源,但沒有任何一個航天國家簽署。此外,有幾個人聲稱全部或部分擁有月球,但這些說法都不被認為是可信的。
參考資料 >
File: FullMoon2010.jpg - New World Encyclopedia.newworldencyclopedia.org.2023-11-03
Apsis.newworldencyclopedia.org.2023-11-03
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File: Moon PIA00304.jpg.newworldencyclopedia.org.2023-11-03
File: Moon-large,yellow.jpg - New World Encyclopedia.newworldencyclopedia.org.2023-11-03
在特拉華州霍克辛上空觀察到的黃色月亮。.newworldencyclopedia.org.2023-11-03
File: Moon-surface.jpg.newworldencyclopedia.org.2023-11-03