神奇的月球   

月亮毫无疑问是夜空中最明亮的东西。作为地球天然卫星的月球,它看上去与太阳同大,不过,这绝对是个巧合。虽然月球的实际大小只有太阳的1/400,但是它与地球的距离也是太阳与地球间距离的1/400。在日食发生时,月亮位于太阳和地球之间,此时,我们能清楚地感受到两者看起来几乎是一样大。地球与太阳间的距离会随着地球的公转发生改变,地球与太阳之间不同的距离会导致不同的景象,有时月亮会将太阳完全遮住,有时太阳的中心部分黑暗,边缘仍然明亮,形成了所谓的日环食。因此,在适当的距离下,月亮和太阳看起来显得一样大。

广告:个人专属 VPN,独立 IP,流量大,速度快,连接稳定,多机房切换,每月最低仅 5 美元

随着月球旋转轨道不断变大,视觉上月亮和太阳的大小将不再一样,月亮会逐渐变小。现实中,在月亮引力的作用下,地球旋转速度会变慢。由于角动量守恒(还记得那个溜冰者么,她一边加速旋转一边收拢双臂),随着月亮的角动量变大,地球的角动量就变小了。它虽然影响不大,但是还是会被我们察觉。月亮以每年4厘米的速度离我们远去。

我们很难轻易地估测出月亮的大小。我们有时会觉得某天的月亮要比平时大(虽然不像好莱坞电影中的月亮大得那么夸张)。这种现象很难用物理学来解释,因为这是一种心理作用。月亮的大小其实并没有改变,只不过人眼看到的世界是相当主观的,我们之后会谈到这一点。那么,为什么我们觉得月亮忽大忽小呢?最合理的解释是当月亮靠近某些我们熟悉的物体时,比如,当它悬于屋顶上方或挂在树梢之上时,就显得比平时更大了。大脑告诉我们房屋和树木离我们的距离都是可数的,所以,照此推论,月亮也就显得不那么遥远了。

人类总是热衷于在遥远的事物间建立起联系。当人们仰望星空时,他们将漫天的星斗划分成不同的星座,用线条将不同的恒星连接在一起,形成各种图形,但实际上,这种联系是不存在的。看看出现在南部天际的人马座(Centaurus),你就能明白。半人马座阿尔法星是人马座中距离地球最近最亮的恒星,它距离我们不过4光年。人马座中第二亮的是半人马座贝塔星(也叫Agena),它距地球190光年,是阿尔法星到地球距离的45倍还多。而我们却将这两个相距1797552000000000千米的星星联系在了一起,这多么容易让人误以为它们离得不那么远啊。

地球距半人马座阿尔法星更近,距贝塔星更远,但是,从来没有人想过将太阳和阿尔法星连在一起,组成某个图案。人们之所以将半人马座阿尔法星和贝塔星联系在一起,仅仅是因为它们所处的纬度差不多,就像休斯敦和开罗的位置一样。为了将天空中无数闪烁的光点划分成若干区域,我们在眼睛和大脑的“蒙蔽”下,将不同的恒星连接成图案。

阅读 ‧ 电子书库

月亮有多大

通过这个实验,你可以看看你的大脑是否误导了你对月亮大小的认知。如果现在月亮就在你面前,先不要去测量它的大小,猜猜看,如果将硬币举到离你一臂之远的地方,哪种规格的硬币和月亮大小相同。

如果你眼前悬挂着一轮满月,那试试看吧(如果不是,等到下次满月时再做这个实验)。

你会发现你看到的月亮比任何规格的硬币都小。在纸上戳一个洞,这个洞最接近视觉上月亮的大小。它真的只有那么一丁点儿,只是我们一直被大脑欺骗了。所以,有时你举起相机,想要记录下这美丽的夜空月色时,照片上的月亮总是会小得让你失望。照片不像大脑,它没有骗我们。

你可以通过测算距离的方法来验证月亮看起来是否只有这么点儿。月亮的直径是3500千米,它距离我们380000千米。眼睛距离手臂末端的距离是0.75米,我们先把月亮到地球的距离也转化成相同的单位——米。因为最后视觉上月亮的大小是以毫米计算的,我们先把月亮的直径从千米转化成毫米,再乘以0.75。所以,在距离眼睛一臂之远外的月亮的直径为0.75×3500×1000×1000/(380000×1000)=6.9毫米。纸上戳出的洞的直径差不多是5毫米,因此,对于月亮视觉上的大小来说,它是一个恰当的参照物。

阅读 ‧ 电子书库