月亮 :月球是地球上唯一的天然卫星。

更新时间:2024-09-21 02:44

月球 是 地球 的唯一的天然 卫星 。其他行星的天然卫星也被称为卫星,尽管它们通常有自己独特的名称。月亮的符号是新月。术语“月相”、“月色/”和“辛硫翁”(来自月亮神 Selene 和 Cynthia )指的是月亮。

月球到地球的平均距离是 384 , 403 公里 ( 238 , 857 英里)。月球的直径是3476公里(2160英里)。月球表面反射的太阳光到达地球的时间为1.3秒(以光速)。

第一个反对登陆月球的人是1959年苏联的露娜2;第一批隐藏在月球上的照片。同年,月球的“远侧”被月球 3 号所覆盖,第一批登陆月球的人是 1969 年乘坐美国的 阿波罗 11 号 宇宙飞船到达月球的。

月球是地球的亲密伙伴,因为它们一起在太空中旅行。旋转的地球 海洋 ,总是朝着月球凸起,沿着海岸线起起伏伏,在那里,数百万人和无数的生物体按照地球的 潮汐 .作为夜空中巨大的光,在天空中划出一道弧线,每个太阳年大约有12个规律的周期,月亮的形状会发生变化,几千年来,月亮一直激发着人们的敬畏、仔细的研究、诗意的想象和浪漫的激情。月亮周期与太阳周期的相关性被原始人注意到,并激发了几种不同阴历的发展。月亮在大多数星系中也占有突出的地位。 占星术 ,并对推进 天文学 至少从 伽利略·伽利略 他的望远镜观测使他得出这样的结论:月球表面有丘陵和山谷。

亚洲欧洲非洲南美洲都发现了古代月亮崇拜的证据。传统的农业社区根据月相和季节安排主要活动,如种植和收获。人类身高的密切相关性 月经周期 一个阴历月的长短支持了一个长期的观点,即月亮的周期会影响甚至控制人类的月经周期,但这个观点还没有得到严格的研究证实。另一个推测月球影响的证据是在世界上进行的 精神失常 它的含义(未经证实),精神疾病与月相有关。

关于月球的早期想法

月球一直是许多艺术和文学作品的主题,也是无数各族人民的灵感来源。月亮是视觉艺术、表演艺术、诗歌、散文和音乐的主题。在观察月球上较亮和较暗区域的模式后,不同文化的人们将月球上的人、兔子、水牛等的图像可视化。爱尔兰诺斯(Knowth)有5年历史的石刻可能是已知最早的月球描绘。

在许多古代文化中,月亮被认为是神灵或其他超自然现象,月亮对人类事务的影响一直是占星术中一个持续的主题。在西方世界,最早为月球提供物质解释的思想家之一是希腊利奥六世阿那克萨戈拉斯。他认为太阳和月亮都是巨大的球形岩石,后者反射了前者的光芒。他对天堂的唯物主义观点是他被监禁并最终流放的原因之一。

月球上的第谷陨石坑直径约85公里。

到了中世纪,在望远镜发明之前,越来越多的人开始认识到月球是一个球体,尽管他们认为月球“非常光滑”。1609年,伽利略·伽利莱(Galileo Galilei)在他的著作《Sidereus Nuncius》中绘制了月球的第一幅望远镜图之一,并指出月球并不光滑,而是有陨石坑。现在已知,山脉和陨石坑是月球的突出特征。

后来,在十七世纪,乔瓦尼·巴蒂斯塔·里奇奥利(Giovanni Battista Riccioli)和弗朗切斯科·玛丽亚·格里马尔迪(Francesco Maria Grimaldi)绘制了月球地图,并给许多陨石坑起了今天科学家仍在使用的名称。在地图上,月球表面的黑暗部分被称为玛丽亚·米切尔(单数母马)或“海洋”,而明亮的部分被称为陆地或“大陆”。

甚至在十九世纪的前几十年里,一些主要的天文学家就认真考虑过月球可能包含植被并居住着“亚硒酸盐”的可能性。1835年,月球大骗局愚弄了一些人,让他们认为月球上生活着外来动物。然而,大约在同一时间(1834-1837 年),威廉·比尔和约翰·海因里希·梅德勒出版了他们的四卷本《Mappa Selenographica》和《Der Mond》一书,该书坚定地得出结论,月球没有水体,也没有任何明显的大气层。

关于月球上的特征是否会发生变化,仍然存在一些争议。一些观察者声称,一些小陨石坑已经出现或消失。在二十世纪,根据在不同照明条件下的观察或早期图纸的不足,确定这些说法是虚幻的。然而,人们认识到,“除气”(滞留气体的缓慢释放)现象偶尔会发生。

月亮的出现

在最亮的满月期间,月球的视星等约为-12.6。相比之下,太阳的视星等为-26.8。当月球处于四分之一相时,它的亮度只有满月的十分之一左右,因为由于月球较高部分投射的阴影投射到较低的部分,反射到地球的太阳辐射量大大减少。

当靠近地平线时,月亮看起来更大。这是一种错觉。事实上,当从地球上的头顶上直接观察时,月球的角直径大约是一度的一半,但是当在地平线附近观察时,月球的图像要小约1.5%,而月球则远近一个地球半径。

视觉系统的另一个怪癖使观察者看到月球几乎是纯白色的,而实际上它只反射了大约7%的光线落在月球上,与一块煤的反射率大致相同。据说它的反照率(反射率)非常低。月球的亮度至少可以部分归因于太阳的极端亮度。另一个原因是月球旁边没有任何东西可以反射阳光,因此它被认为是可见的最亮的物体。

从地球上的任何位置来看,月球在某一天的最高高度与太阳的最高高度相同,取决于季节和月相。例如,在冬天,满月在天空中最高,满月在冬天最高。月球新月面的方向也取决于观测地点的纬度。在赤道附近,观察者可以看到一个“船”月亮。[1]

像太阳一样,月球可以产生大气效应,包括22度的光环和更小的日冕环,这些日冕环更常见于薄云。

月球的两面

月球在任何时候都保持同一张脸朝向地球。这是因为月球绕地轴自转的时间和绕地球公转的时间一样长,这种现象被称为“同步自转”。

月球面向地球的那一面称为近侧,相对的那一面称为远侧。远的一面有时也被称为“黑暗面”,指的是“未知和隐藏”,而不是“缺乏光明”。“事实上,远侧接收到的阳光(平均而言)和近侧接收到的阳光一样多,只是时间刚好相反。当宇宙飞船在月球的远侧时,月球会阻断与地球的直接无线电通信。远侧的一个显著特征是它几乎完全没有 玛丽亚·米切尔 月球背面直到1959年发射的月球3号探测器才被发现,并在1960年代被月球轨道器计划广泛绘制。

月球的同步自转只有在平均的、整体的意义上是正确的,因为月球的轨道有明确的离心率。当月亮在 近地点 (在它的轨道上最靠近地球的一点),它的自转比它的轨道运动慢,使观测者可以看到它的东(右)经度多出8度。相反,当月亮达到它的 远地点 (在其轨道上离地球最远的一点),它的自转速度比它的轨道运动速度快,并揭示了它的西(左)面的另一个8度经度。这种现象称为纵向振动。

起源和历史

最近,与共形成和凝结等其他假设相比,巨型撞击假说被认为是月球起源最合理的科学假说。巨型撞击假说认为,月球是由一个非常早期的半熔融地球和一个火星大小的行星状物体碰撞产生的。从这次撞击中喷出的物质被认为聚集在地球周围的轨道上并形成了月球。

这一假设得到了两个主要观察结果的支持:首先,月球的成分类似于地壳的成分,并且它的重元素相对较少,如果它本身是由与地球相同的材料形成的。其次,辐射测年表明,月球的地壳形成于地球之后20万至30万年之间,尽管它很小,并且相关的内部热量损失较大。此外,月球和地球具有相同的氧同位素丰度趋势的观测结果支持了这一假设,阿波罗11号带来的样本证实了这一点。然而,一些人指出,这一假设并不能充分解决月球中挥发性元素的丰度。[2]

人们认为,月球在早期阶段是一个熔融的球体,离地球更近。强大的潮汐力使球体变形为椭球体,主轴指向地球。当月球开始冷却时,沿着其表面形成了一个坚固的地壳,但其熔融的内部仍然向地球的方向移动。换句话说,月球近侧的地壳比远侧的地壳薄得多。在大约3.8至4亿年前的“晚期重轰”时期,许多大型陨石能够穿透近侧的薄壳,但很少有陨石能够穿透远侧的薄壳。在地壳穿孔的地方,热熔岩从内部渗出并散布在表面,后来冷却下来,形成了今天可观察到的玛丽亚·米切尔。这种情况解释了远端玛丽亚的匮乏。

月球的地质时代是根据月球历史上各种重大撞击事件的年代来定义的。晚期猛烈轰击的时期是通过对陨石坑和月球岩石的分析确定的。2005年,来自德国英国瑞士的一组科学家测量了月球的年龄为4,527±10万年,这意味着它仅在太阳系起源后30万至50万年形成。

物理特性

组成

月球的整体成分被认为与地球上部相似,只是挥发性元素和铁的消耗。光谱技术的观测表明,目前的月壳由、、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝和氢等多种初级元素组成.一些航天器,如伽利略探测器、克莱门汀号和月球勘探者号,已经在月球部分地区绘制了这些元素的丰度,但尚未在整个月球表面对这些元素进行完整的测绘学

科学家认为,在4亿年前,月球表面是熔融岩石或岩浆的海洋。月球岩石的一种成分,称为KREEP(钾(K),稀土元素(REE)和磷(P)),被认为是岩浆海洋的最后化学残留物。KREEP是研究人员所说的“不相容元素”的复合体,这些元素不适合晶体结构并被留下来,漂浮在岩浆表面。KREEP是一种方便的示踪剂,可用于了解月球地壳的火山历史,并记录彗星和其他天体撞击的频率。

月球地形

当用地球望远镜观察时,可以看到月球有大约30,000个陨石坑,直径至少为1公里,但从月球轨道近距离观察会发现许多较小的陨石坑。大多数已经有数亿或数十亿年的历史了。天气、缺乏大气层和最近的地质过程确保了它们中的大多数被永久保存下来。在月球上有些地方,不可能在不消灭另一个陨石坑的情况下增加任何大小的陨石坑——这种情况称为“饱和”。

月球上最大的陨石坑,实际上是太阳系中已知最大的陨石坑,形成了南极-艾特肯盆地。这个陨石坑位于月球南极洲附近的另一侧。它的直径约为2,240公里,深度为13公里。

黑暗且相对无特征的月球平原,称为玛丽亚·米切尔,是巨大的、古老的玄武岩熔岩流,充满了大型撞击坑的盆地。颜色较浅的terrae对应于高地。

覆盖在月球地壳顶部的是一层松散的尘土飞扬的物质,称为风化层,这是数十亿年撞击破碎的岩石的结果。地壳和风化层在整个月球上分布不均匀。地壳范围从近侧的 60 公里(38 英里)到远侧的 100 公里(63 英里)。风化层从玛丽亚的 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,由约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的本·布西(Ben Bussey)博士领导的一个团队利用克莱门汀任务拍摄的图像,确定月球北极73公里宽的皮里陨石坑边缘的四个山区似乎在整个月球日都保持照明。这些未命名的“永恒之光之山”的照明是可能的,因为月球的轴向倾斜极小,这也导致许多极地陨石坑底部的永久阴影。在山地较少的南极洲不存在类似的永恒之光区域,尽管沙克尔顿陨石坑的边缘在农历日80%的时间里被照亮。克莱门汀的照片是在北半球的夏季拍摄的,目前尚不清楚这四座山在当地冬季的任何时候是否被遮蔽。

当月球撞击事件的日期确定为40奥拉39研究人员对撞击过程中产生的玻璃球体进行同位素分析,发现月球早期历史和过去400亿年的撞击次数很高。[4]

水的存在

彗星流星体经常轰击月球。这些物体中有许多富含水。来自阳光的能量将大部分水分解成其组成元素氢和氧,这两种元素通常都会立即飞向太空。然而,一些科学家假设月球上残留着大量的水痕迹,要么在表面,要么嵌入地壳中。克莱门汀任务的结果表明,小的、冰冻的水冰袋(富含水的彗星撞击的残余物)可能未融化地嵌入月壳的永久阴影区域。虽然这些口袋被认为很小,但总水量似乎相当可观——1 km³。

然而,一些水分子可能已经沿着月球表面跳跃并被困在月球两极的陨石坑中。如上所述,其中一些深陨石坑从未接收到来自太阳的光线——它们被永久地阴影笼罩着。克莱门汀绘制了月球南极洲的陨石坑,这些陨石坑以这种方式被遮蔽。[5]正是在这样的陨石坑中,科学家们希望找到冰冻的水,如果它真的存在的话。如果发现,可以使用配备太阳能电池板的发电站或核发电机开采冰并将其分解成氢气氧气。月球上可用数量的水的存在将是使月球居住具有成本效益的一个重要因素,因为从地球上运输水(或氢气和氧气)的成本高得令人望而却步。

阿波罗宇航员收集的赤道月球岩石中不含任何水的痕迹。然而,美国航空航天局月球矿物学测绘仪的最新图像证实了月球上存在水冰。[6]

磁场

地球相比,月球的磁场非常微弱。月球的一些磁力被认为是固有的,例如来自月球地壳的一条称为Rima Sirsalis的磁力。然而,与其他天体的碰撞可能赋予了月球的一些磁性。事实上,行星科学中一个长期存在的问题是,太阳系中的无气天体,如月球,是否可以从彗星和小行星的撞击中获得磁力。

磁性测量还可以提供有关月球核心大小和电导率的信息,这些证据将帮助科学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(如铁),那么撞击理论就会失去一些可信度(尽管对于为什么月球核心可能含有更少的铁有其他解释)。

大气层

月球有一个相对微不足道和脆弱的大气层。这种大气层的一个来源是“放气”——释放出等气体,这些气体起源于月球内部深处。另一个重要的气体来源是太阳风,它被月球的引力短暂捕获。

太空风化

阿波罗和月球任务返回的月球样本为科学家提供了空间风化的第一个证据,这是太阳系中大多数无气天体的常见现象。空间风化使行星表面更暗,光学更红,使远程成分分析变得困难。最近对S型小行星的研究和探索揭示了空间风化的可能机制。

月球、太阳和地球之间的关系

月球和地球的轨道

有几种方法可以考虑月球围绕地球的完整轨道。最熟悉的两种方式是:

这些值不同,因为与此同时,地球和月球都绕着太阳运行了一段距离。

科学家利用月球来可视化地球的轨迹。在最后一个季度(也称为第三个季度)时,月球在地球前方的轨道上移动。由于地球到月球的距离约为 384,404 公里,地球的轨道速度约为 107,000 公里/小时,因此月球位于地球大约三个半小时后的点。同样,当月球处于上弦月时,它就是地球大约三个半小时前的位置。这里的“四分之一”一词是指月球绕地球运行的程度,而不是它的形状。这两个“半月”阶段被称为“上弦月”和“上弦月”,因为它们分别发生在月球距离新月轨道的四分之一和四分之三处时。[7]

一些非凡的巧合

恒星月为27.32天,与水的冰点为273.2°K(绝对零度以上273.2°)相吻合。月亮和水之间的关系体现在月亮对潮汐的控制以及月份与女性排卵和月经周期的相关性上。

月球的直径是地球直径的0.273。

月球绕地球公转的加速度为0.273 cm/s²。

数字 27.32 与 π 的值直接相关。当一个半径为 1 的圆刻在正方形内时,圆外的正方形面积 (4-π) 与圆的面积 (π) 之比为 (4-π)/π = 0.2732。因此,地月系统显示出几何的基本常数

月球绕地球公转的持续时间与地球绕太阳公转的公转相对应。因此,1/27.23 = 0.03660,1/366 = 0.002732。当然,366天是闰年的长度。

最后,月球的质量是地球质量的1/81倍。81 的倒数,0.0123456790123...表示自然数 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、佛山地铁11号线每个数字只分配一位数字(这需要调整,因为 10 后面的 9 会强制这个 9 变成 10,这会在分配的空间中写为 0,并强制它前面的 8 变成 9)。因此,81 的倒数代表宇宙中从 0 到无穷大的所有数字;此外,宇宙是由 81 个稳定的元素构成的。[8]关于 81,可以说的还有很多,因为 3 是 4 的幂,这两个基本数字出现在原子的量子结构、遗传密码以及空间和时间维度中。

这些完全出乎意料的结果仅仅是巧合吗?对于在巧合中拒绝避难的科学家来说,他们可以被视为人择原理的局部例子。或者他们是否暗示造物主设计了太阳地球月球系统,即人类的家园,通过其精确的天体维度来体现普遍原则?

日食

古往今来,日食一直让人们感到惊奇。只有当太阳、地球和月亮排成一行时,它们才会发生。日食只能发生在新月前后;月食只能发生在满月附近。

天文学的角度来看,这三个天体的距离、大小和路径被巧妙地安排在一起,因此,从地球上看,大得多的太阳占据了与月球相同的空间。这就是为什么在太阳全食期间,月亮几乎完全覆盖了太阳的圆盘。这是另一个非凡的巧合,早期的天文学家对此进行了深思熟虑。对于那些认为这是造物主设计的表达的人来说,人们以宗教敬畏的态度看待日全食是非常恰当的。

然而,从地球上看,月球和太阳的角直径之间存在一些变化,因此一些日食日环食,其中太阳圆盘的最外层围绕月球发光。在日全食中,月球完全覆盖了太阳的圆盘,日冕变得肉眼可见。由于月球和地球之间的距离随着时间的推移略有增加,因此月球的角直径正在减小。这意味着,在数亿年前,月球在日食期间总是可以完全覆盖太阳,并且不可能发生日环食。同样,大约600亿年后,月球将不再完全覆盖太阳,允许日环食,但不能全食。然而,根据人择原理,值得注意的是,我们人类生活在正确的时间,我们可以享受日全食。

天文学家利用日食的时间来测量当光线非常接近太阳时光线与恒星的偏差。他们的观察证实了阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论的有效性。

掩星

月亮挡住了它正后方的天空。堵塞量覆盖约1/2度宽的圆形区域。当一颗明亮的恒星或行星“经过”月球时,它被“掩蔽”或隐藏在视线之外。日食是掩太阳。鉴于月球离地球相对较近,恒星的掩星并非随处可见。此外,由于月球轨道的移动节点,每年都有不同的恒星被掩蔽。

潮汐

月球对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)与月球绕地球的轨道同步。由月球引力引起的地球上的潮汐隆起,被地球的自转带到月球的表观位置之前,部分原因是水在滑过海底并进出海湾和河口时的摩擦力。结果,地球的一些自转动量逐渐转移到月球的轨道动量上,导致月球以每年约38毫米毫米的速度缓慢地从地球后退。与此同时,地球的自转速度正在逐渐减慢——地球的白昼每年延长约15微秒。

地球上的月球物质

1969年,日本探险队在南极洲发现了大量陨石。从那时起,已经发现了数以万计的陨石,其中已经确定了来自月球的陨石。这些月球陨石与阿波罗和月球任务带回的样本一起,一直在帮助科学家研究月球的起源和演化。

从 1950 年代到 1990 年代,美国航空航天局空气动力学家迪恩·查普曼 (Dean Chapman) 等人提出了 tektites 的“月球起源”理论。查普曼使用复杂的轨道计算机模型和广泛的风洞测试来支持所谓的澳大利亚tektites起源于月球近侧大型陨石坑第谷的Rosse喷射射线的理论。在对Rosse射线进行采样之前,不能排除这些tektites的月球起源。

登月竞赛

之间的太空竞赛 美国 而前者 苏联 ,期间内 冷战 ,加速了对月球的探索。在美国(和一般的西方国家),1969年人类首次登陆月球被视为太空竞赛的高潮。第一个在月球表面行走的人是 尼尔·阿姆斯特朗美国使团的指挥官 阿波罗11号 .他第一次踏上月球是在1969年7月21日02:56 UTC。最后一个站在月球上的人(截至2006年)是尤金·塞尔南。作为阿波罗17号任务的一部分,他于1972年12月在月球上行走。另一方面,许多科学上的重要步骤,如1959年的第一张月球背面的照片,是由苏联首先实现的。月球样本已经被三次月球任务16、20和24以及阿波罗任务11至17带回地球(除了阿波罗13号,它放弃了登月计划)。

在阿波罗任务期间,许多科学仪器被安装在月球上,包括地震探测器和用于激光测距的反射棱镜。其中一些文书今天仍在发挥作用。

从1960年代中期到1970年代中期,人类共进行了65次登月(仅1971年就有10次),但在1976年的月球24号之后,登月计划就停止了。苏联开始关注 金星空间站美国将注意力转向了 火星 甚至更远。在1990年 日本 把希顿号宇宙飞船送上了月球。航天飞机将Hagormo探测器送入月球轨道,但发射器出现故障,使得这次任务在科学上毫无用处。尽管失败了,日本还是成为了第三个在月球轨道上放置探测器的国家。

1994年,美国终于重返月球,在发射无人飞船克莱门汀方面。这是美国国防部/美国航空航天局的联合任务,完成了第一个全球多光谱数据集的月球。随后是1998年的探月任务,这是“发现计划”的第三次任务。这 中子 月球探勘者号上的光谱仪证实了月球两极存在过量的氢。有些人把这一观察结果解释为水的存在。

欧洲航天器“智能1号”于2003年9月27日发射升空,并于2004年11月15日进入月球轨道。它的任务在2006年9月3日的一次可控坠毁中结束。欧洲航天局计划在不久的将来发射更多的探测器探索月球。

2004年1月14日, 乔治·沃克·布什 呼吁制定一项计划,在2020年之前重返月球。此外,在 People's Republic of China 表达了探索月球的宏伟计划,并启动了嫦娥探月计划。 日本 2007年发射了SELENE号任务,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)正在计划建造一个载人月球基地。印度打算在2008年发射一艘无人驾驶的飞船“钱德拉扬-1”。它将运载月球矿物学地图(M 3 ),一种美国乐器。

法律地位

虽然一些美国和苏联的国旗已经象征性地插在月球上,但俄罗斯和美国政府并没有对月球表面的任何部分提出主权要求。俄罗斯和美国是《外层空间条约》的缔约国,该条约将月球和国际水域置于同一管辖之下。该条约还限制了对月球的和平利用,明确禁止大规模杀伤性武器(包括核武器)和任何类型的军事设施。第二个条约是《月球条约》,旨在限制任何一个国家开发月球资源,但没有任何一个航天国家签署。此外,有几个人声称全部或部分拥有月球,但这些说法都不被认为是可信的。

参考资料

File: FullMoon2010.jpg - New World Encyclopedia.newworldencyclopedia.org.2023-11-03

Apsis.newworldencyclopedia.org.2023-11-03

File: Moon PIA00302.jpg.newworldencyclopedia.org.2023-11-03

File: Moon PIA00303.jpg.newworldencyclopedia.2023-11-03

File: Moon PIA00304.jpg.newworldencyclopedia.org.2023-11-03

File: Moon-large,yellow.jpg - New World Encyclopedia.newworldencyclopedia.org.2023-11-03

在特拉华州霍克辛上空观察到的黄色月亮。.newworldencyclopedia.org.2023-11-03

File: Moon-surface.jpg.newworldencyclopedia.org.2023-11-03

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