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飞向月球----第二集

CCTV.com  2007年11月22日 15:03  来源:CCTV.com  
  [内容速览]月球是地球的一颗天然卫星,也是距离地球最近的一个天体。人类对月球的了解也是随着科学的进步而不断加深。本集从一个中学生的好奇入手,通过他在科普馆的一系列活动和专家的讲解来说明:月球上的环形山是怎么形成的,为什么月球会有大量的环形山而地球上却很少;月球为什么总是一面朝向地球,它到底有没有自转;日食月食是怎么回事;以及月球是怎样引发地球潮汐现象的等。


  主持人:大家好,欢迎收看今天的走近科学。今天咱们接着说说月球。不知道您注意过没有,可能是真的因为有太阳在那儿比着,太阳热情似火,永远给我们地球提供光提供热,所以说在这样相比之下,冷冷清清的月亮总是在我们各个民族当中,被形容成为女性的身份。甚至关于它的传说当中,都是以女性为主导的。月球上面在我们中国人的传统印象当中天,它有广寒宫。广寒宫里面住着貌美如仙的嫦娥仙子。当然,嫦娥仙子本来也是人,只不过偷吃了她老公后羿拿来的长生不老药,结果全吃完了,自己就白日升天,住到了广寒宫中。当然了,我们说,这都是人们附会出来的一种东西,那么月亮从古至今引发了人们无数的思考,在整个我们人对月球的探索过程当中,每一步,我们都是怎么去接近它的呢?

  1959年1月2日,前苏联拜科努尔发射场,东方号火箭喷着烈焰腾空而起,带着一项特殊任务发射升空。东方号火箭将月球一号探测器送向了远在38万公里的月球。探测距离我们最近的宇宙天体月球成了人类迈向太空的第一步。

  月球是离我们最近的一个宇宙天体,也是地球的一颗天然卫星。它本身并不发光,靠反射太阳的光线,我们才能看清月球上的样子。早期的天文学家通过望远镜就已经发现,月球表面到处都是环形山。这些环形山直径1000米以上的大约有33000个,占月面表面积的 8%左右。最大的环形山甚至可以装进整个海南岛。

  这些环形山是怎么样形成的?这一切曾经让很多人感到迷惑不解,也让一个十几岁的中学生为之着迷。

  尚尉是北京市航天中学初中一年级学生,平时在完成功课的之余,喜欢阅读自然和宇宙空间奥秘的书籍。

  尚尉:我爸爸会给我讲关于月球的各种知识。

  小时候父亲的话勾起了尚尉对月亮的好奇。每到明月当空的时候,他就喜欢趴在窗前遥望星空。心里琢磨着,月球阴晴圆缺的变化,以及月球上的环形山又是怎么形成的呢?

  这天,尚尉和几个同学们来到了学校附近的北京市东高地航天科技馆,将疑问告诉了辅导员老师。


  为了向学生讲述环形山形成的原因,接下来老师用淀粉和水做了一个模拟实验向学生们演示环形山形成的过程。

  听了辅导员老师关于月球环形山形成原因的解释后,尚未又有了新的疑问。既然,地球和月球同样都是宇宙天体,可为什么,布满月球表面的陨石坑,在地球上却很少见到呢?

  李竞:在地球表面,可以确认的陨击坑,大概不超过100个,这就跟月球上的看起来3万多,那就没法比了,为什么这样说呢?并不是那个小天体躲开地球不撞,而且地球跟月亮不一样,我们有一个大气层的保护。

  大气层是覆盖在地球表面一层厚度大约一千千米以上气体,主要是由氮气,氧气,和少量其它气体组成。距离地面大约10至20千米的大气受地球的影响最大,云、雾、雨等现象都发生在这一层。有了空气,人和动物才能够呼吸,植物才可以光合作用,地球上也才有了生命。同时,这层厚达1000千米的大气层对地球也起到了保护作用。

  李竞:地球同样受到小天体的轰击,但是有了一层大气保护,小的,进入不了地球大气了,就摩擦生热,就是我们看见的变成了流星,再大个的,不能完全摩擦燃烧净尽,变成了叫做陨石,或者陨星,主要这一现象是由于有个大气,要没有大气,它就长驱直入。

  由于月球上并没有大气层的保护,整个月球表面完全裸露在宇宙当中。这样从宇宙中飞来的小型天体就会直接撞击月球。

  尚尉:说看了试验后知道了环形山的形成。

  李竞:在这几十亿年来的,那些坑是大坑叠小坑,小坑上面又有大坑上面,那个地表,在没有空气磨损情况下,没有海洋磨损情况下,都保留着,不同年龄段的这些环形山。

  主持人:有专家认为在月球诞生之初,也就是几十亿年前的时候,月球内部还是有一个熔融状态的火热的核心的。既然是熔融状态那么很有可能就会出现眼睛喷发的现象。也就是火山现象,那么一旦这些岩浆喷发出来,它终归会要冷却,所以就形成了大片的玄武岩。这些大片的玄武岩就成了月球上大片广袤的平地,也就是我们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,至于说月亮上面它本身,我们看到那些明亮的地区呢,专家告诉我们说,那时月球的山地,在这些山地当中我们能看到,状如此类的众多的大大小小的环形山,有部分环形上,或者说极少部分的环形山,专家认为它们就是当年火山喷发的痕迹。而至于剩下的绝大多数的环形山,那都是因为月球本身没有大气,只要是太空来客都可以直接进入它的表面,所以这应该说是伤疤的痕迹。这些环形山就是如此形成的。现在我们也知道了,尚尉同学已经了解了这些知识,但关键在于他现在又产生了一个新的问题,那就是,为什么我们总是看到月球的一面,而另一面总是被遮挡起来了呢?


  月球,俗称月亮,在晴朗的夜晚,天空中那轮明月,总会给人以无限的遐想。然而长期以来人们发现,月亮的形状虽然在不断地变化,但是,月球却始终用一面朝向地球,谁也没有见过月球背面的样子。这就让人们感到更加好奇了

  李竞:我们人类,从来只能看见月亮的一面,所以很多人说,月亮大概是不转的,老看见一面,这个是不对的。

  既然,月球也有自转,那为什么我们却只能看到月球的一面呢?为了解答这个问题,辅导员老师又安排尚尉他们做一个小游戏。

  老师在尚尉和另一名同学的背后,各沾了一张纸牌,尚尉站在原地,另一名同学围绕尚尉旋转,而且始终保持两人正面相对,这样,尚尉始终也看不到对方背后的纸牌,这就像是我们看不到月球背面一样,其原因就是,月球围绕地球公转的同时,月球也在自转,而且月球公转自转的时间正好相同,这样才造成我们在地球上,只能看到月球的一面的结果。

  李竞:公转、自转一样的。不仅月亮有,在太阳系中的卫星中,这个是相当普遍的。

  太阳是一个剧烈燃烧的炙热星球,是太阳系大家族的中心,在太阳周围依次环绕着水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星等八大行星,以及大约一百万颗小行星和彗星,它们都以不同的速度围绕太阳旋转。

  在太阳系的八大行星中,除了金星和水星以外,其它行星也都像地球一样拥有自己的卫星。


  李竞:月亮在围绕着地球运转,大概是每秒钟1公里多。地球的速度是每秒钟围绕着太阳是20多公里,将近30公里。太阳在天空中,围绕着银河系中心走,是每秒钟200多公里。

  宇宙中的星球就这样在引力作用下,按照一定的轨道高速运行着。由于月球、地球、太阳之间所处的这种特殊关系,当月球运行到某些特殊位置的时候,我们常常会看到一些奇特的现象。

  尚尉:小时候听说天狗吃月亮的故事。

  天狗吃月,是古时候民间对月食的一种传说。相传天上有一只神犬,一心要把太阳和月球吃掉。月食就是这只神犬正在吞噬月球。月食多发生在农历十五前后,月球运行到地球另一侧和太阳相对的方位。这时如果地球、月球和太阳的中心大致在同一条直线上,月球就会进入地球阴影中,从而产生月食。日食,则多发生在农历初一前后,此时,月球转到太阳和地球之间,因而会在地球上投下了一个阴影。这时候,处在阴影中的人根据所处位置的不同,就可以观测到日全食或者日偏食。这些实际上都是普通的天文现象。

  主持人:应该讲,我们中国人在观察月球它的行动变化这方面还是曾经处于世界上的领先地位,我们甚至可以预测出来日食月食的发生,但是可惜就可惜在众所周知,到了后来我们在科学技术方方面面全都落后了,以至于在清末发生过一个,让世界各国笑话过我们的事情,那就是有一年要发生月食了,我们准确地预测出来了,但是,当时的清政府发给各国驻华使节一份照会,这个照会的内容是什么呢?兹有怪物天狗食月,到那天我们中国人要放炮、要打枪、要敲锣打鼓,要把这个怪兽赶走,希望不要惊吓了你们。因此讲,这也成为近代中国落后屈辱的一个见证。好,现在我们有了我们自己的嫦娥一号,相信随着我们的技术不断进步,我们早晚会实现把中国人送上月球的梦想的。那我们的话题还是回到月球对于人的影响方面。应该讲,月亮高高在天空当中,对我们能有什么样影响呢?其实月球对我们的影响,亘古以来就是影响到我们人类生存繁衍的一个重要的东西。那它是凭借什么来影响我们呢,引力就是其中非常重要的一部分。

  凡是到过海边的人们,都会看到海水有一种周期性的涨落现象:到了一定时间,海水推波逐澜,迅猛上涨,达到高潮;过后一段时间,上涨的海水又自行退去,留下一片沙滩,出现低潮。如此循环反复,永不停息的潮汐现象,实际上,就是海水在月球和太阳引力作用下所发生的周期性变化。

  李竞:大潮跟小潮,潮汐的激烈程度,是跟月球的位置有关系的,是看月亮在什么位置而定,这样的景观也是特殊的。

  天文学家发现,每逢农历十五和初一,海面上都会出现大潮,俗称旺朔潮。

  李竞:没有月亮,咱们中国把它称为朔,有月亮满月叫做旺。

  我国最著名的钱塘江涌潮就是这种旺朔潮引发的一种天文奇观。每逢农历初一、十五钱塘江入海口就会出现壮观的钱塘江涌潮。8米高的潮头,以每秒近10米的速度,从海面向钱塘江涌来。钱塘江涌潮的出现,除了当地特殊的地理环境原因以外,最重要的原因就是太阳和月球引力导致的潮汐现象。

  李竞:如果太阳对于地球起潮的力量算作1,那么月亮就是2.2,所以,咱们潮汐主要的因素,是月亮。

  月球在被地球吸引着围绕地球旋转的同时也对地球施加着影响。潮汐就是月球引力在地球上的一种表现。每月的农历十五,太阳、地球、月球正好处在同一直线上,在太阳和月球引力的作用下,地球上的海水向两侧拉伸引起大潮。这也就是常说的旺潮。

  李竞:当地球在中间,月亮在一端,太阳在一端,也就是说这时候在旺,在旺的时候,两个天体都扯着地球,潮汐是大潮,

  当月亮继续旋转走到地球和太阳之间,三者又重新行成为一条直线,此时,地球上的海水受到太阳和月球相同方向合力的影响,又会出现一次大潮。这也叫朔潮。月球每天东升西落、旺朔交替、使大海潮起潮落,生生不息。

  主持人:有人说月球是我们的邻居,但我宁愿说,月球是距离我们最近的天体,因为邻居似乎太多了一分温情少了一分冷静,为什么这么讲呢?因为有不少研究人认为,月球对我们人类的影响远不止前面所提到的那些,比如月圆和月缺的时候,有人认为它对于我们人类的荷尔蒙以及我们在夜间的一些行为,有着极大的关联,还有人认为,当月球处于某种状态的时候,可能会引发地球上产生强烈的地震,因为从1995年到2000年之间,人们收集了理氏五点五级以上的地震资料之后,发现在那个阶段,虽然地球对于地层错位带来的地震影响只有千分之一,但它确实参与到了地壳的地震活动当中。从这些当中我们都能看到,月球作为运行在我们旁边的这个天体,它无时无刻在无声地发挥着自己对于地球的影响。同样,月球另一方面,作为地球的保护神吸引着来自太空的对于地球有威胁的各种小天体。应该讲,地球与月球之间的关系,与其说是邻居不如说是一个好伙伴,或者是一条路上的同行者。好感谢大家收看今天的走近科学,我们下期节目再见。

责编:走近科学

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