月球又稱“月亮”。在望遠鏡發明之前,古代的人們只能在晴朗的夜晚,用眼睛仰望皎潔的明月。看到月亮表面有明有暗,形狀奇特,於是人們就編出如嫦娥奔月、吳剛伐桂、玉免搗藥等美麗神話。古希臘人則把月球看作美麗的狩獵女神阿爾忒彌斯,並且把女神狩獵時從不離身的銀弓作為月球的天文符號。
2,月球誕生之謎
月球最初是如何形成的呢?在科學界這是壹個大有爭議的問題,目前大致有三種理論。
“俘虜”理論:有些科學家認為,月球原是壹顆流星,當它在宇宙空間漫無邊際飛行時,偶然進入地心引力範圍,受到地球引力的約束,因而才意外地納入了地球軌道。不過,近幾年來,有不少人引用天體力學來反對這壹說法。
“分裂”理論:持這壹說法的科學家認為,月球是從壹片熾熱旋轉的雲狀物包圍著的地球中分裂出來的,因而月球是地球的“孩子”。然而從“阿波羅”號宇宙飛船上幾次帶回來的資料表明,月球和地球的組成成分卻是大不相同的。
“碰撞”理論:該理論認為,約45億年前,壹個比火星更大的行星,以每小時4000公裏的飛行速度猛然撞擊早期的地球,力度如此之大,以致這個行星的鐵質核壹直撞到了我們地球的中心。碰撞結果是產生巨大爆炸,伴隨有6000攝氏度以上的高溫。地球在爆炸的沖擊下變了形,這個采取“自殺行為”的巨大天體的大部分與地球融合,只有壹部分作為熾熱的蒸汽與其他碎片壹道洶湧地噴射入外層空間,後來這些蒸汽冷卻下來並凝固成塵埃,塵埃與其他碎片混雜在壹起形成了壹個核,這個核後來凝聚成團,我們的鄰居——灰色的月球從此誕生了。
科學家們正借助於新型的超級計算機來模擬宇宙空間所發生的這壹奇特碰撞,以求驗證該理論。
月球起源新說
從行星演化看月球起源
近幾年來,科學家們以現代行星演化理論為基礎,用計算機計算了在太陽系形成的初期,作用於太陽、地球、月亮三者之間的力以後,得出了壹種新的月球起源學說。科學家們認為,月球是在地球形成的初期,在地球的引力範圍內被地球所俘獲的;而這種現象在當時又是極為普遍的現象。這種新學說,即所謂新俘獲說。
新俘獲說與過去的舊俘獲說不同。舊說僅從地球引力來考慮月球起源;而新說是從整個太陽系行星形成過程來研究月球起源的。新說認為太陽系九大行星及若幹衛星,包括月球在內,都起源於原始太陽系星雲。原始太陽系星雲是46億年前在原始太陽周圍形成的壹片薄圓盤狀星雲。星雲中含有固體微粒子。大量微粒子逐漸集聚在星雲赤道平面上,形成壹片很薄的固體粒子層,隨著微粒子密度的加大,自身引力也越來越強,到壹定程度其穩定性便遭到破壞,粉碎成半徑為5公裏左右的很多小天體,即小行星。整個太陽系起初是由約壹兆個小行星構成的。無數小行星在星雲氣體中圍繞太陽旋轉,互相碰撞,逐漸凝聚成長,形成大小不同的行星。我們的地球就是這樣,大約經過壹千萬年才長成現在這麽大的。
行星是在星雲氣體中成長的。地球的幼年時期周圍覆蓋著濃厚的星雲氣體,這種氣體叫做原始大氣。由於當時太陽活動特別激烈,強大的太陽風逐漸吹散原始大氣,後來包圍地球的原始大氣也逐漸稀薄,飄散掉。
月球也起源於原始太陽系星雲,與地球演化過程大體相同。月球是在地球剛到成年,原始大氣開始逸散之際飛近地球引力圈的,這樣便成了地球的俘虜。
俘獲月球的四種力
月球進入地球引力圈後,受到很多力的作用才留在衛星軌道上繞行。俘獲月球主要有四種力,即地球引力、太陽引力、潮汐力和原始大氣的阻力.在上述四種力的作用下,使月球在被俘後既未掉到地球上來,也沒跑到引力圈外去,始終在衛星軌道上運行,與地球長期相伴。
俘獲是普遍現象
行星俘獲小天體是行星演化進程中的壹種普遍現象,不僅地球這樣,太陽系其他行星也有這種現象。不少行星都各有自己的衛星,就是最好的說明。地球在形成過程中,曾有許多小天體飛到引力圈內來,其中壹部分小天體直接與地球相撞,其余大部分在繞地球飛行期間,因原始大氣強大阻力使軌道半徑變小,最後終於落到原始地球上來。地球是在不斷“吞掉”這些飛來的小天體當中成長起來的
自從俘獲月球後,地球幾乎再也沒有俘獲其他小天體。因為已有月球繞地球飛行,如果再有其他小天體飛來,依據天體力學原理,不會處於穩定狀態,它不是掉到地球上來,就是飛出去,再不就是落到月球上去。所以,地球只有月球壹個衛星陪伴。
新俘獲說從行星演化的整體上闡明了月球的起源以及被俘經過,是目前解釋月球起源問題最有權威的學說。但這壹新學說還有壹些尚待研究的問題,例如,沒有原始大氣阻力能否俘獲衛星?順行性衛星和逆行性衛星的被俘有何不同?等等。經過科學家們的反復研究,人類對地球起源問題必將有壹個正確而全面的認識 。
(中國科協信息中心提供 )
原始行星與地球相撞形成了月球
壹、月球的幾大謎團
月球起源之謎:目前,人類關於月球的起源,壹***提出了三種假說,月球被捕獲說、地月同源說和地球分裂說。到目前為止,三種假說都沒有取得強有力的證據,因此產生了第四種假說“月球 ”
月球年齡之謎:從月球帶回的巖石標本,可據以測定月球的年齡。經分析發現,與地球上90%年齡最大的巖石相比,月球巖石99%的年齡更長。1973年,世界月球研討會上曾測定壹塊月球巖石年齡為53億歲,而地球上最古老的巖石是37億歲。有些科學家提出,在地球形成之前,月球早已在星際空間形成了。
另外,還有月球環形山形成之謎、月球土壤的年歲比巖石年歲更大之謎、月球受撞擊發出巨響之謎、月球上不銹鐵之謎、幹燥的月球上大量水氣之謎等。
二、不少文獻記載,月亮並非自古就有
●古代美洲瑪雅人留下了極發達的文化,可是在他們的始於大洪水之前的《編年史》中,人們奇怪地發現,裏面竟然沒有關於月亮的記載。
●距今大約4000年左右,亞歷山大裏亞大圖書館的第壹位館長在他留下的文獻中這樣寫道:“古時,地球的天空中看不到月亮。”
●《金史·天文誌》中記載了壹條十分驚人的資料:“太宗天會十壹年十五月乙醜,月忽失行而南,頃之復故。”意思是:金太宗天會十壹年(公元1133年)五月(公歷6月)乙醜日(15日),月亮忽然偏離了運行軌道,向南而去,不壹會,又回到原來的軌道上。
三、與月亮有關的神話傳說
●中國關於月亮的神話最早載於《山海經》《楚辭》《淮南子》等古籍中。
●關於月亮,民間流傳著許多傳說和神話故事。其中有嫦娥奔月、朱元璋抗元起義等故事。
●傳說月亮裏有壹棵高五百丈的月桂樹。漢朝時有個叫吳剛的人,醉心於仙道而不專心學習,被貶到月亮上砍月桂,但月桂隨砍隨合,後世因而得以見到吳剛在月中無休止砍伐月桂的形象。
四、我國古代關於月亮的富有幻想色彩的詩歌
●夜光何德,死則又育?厥利維何,而顧兔在腹?(屈原《楚辭·天問》)
(意思是:月亮具有什麽特性,消亡了又再長起?那好處是什麽,而撫育壹個兔兒在懷裏?)
●斫卻月中桂,清光應更多。(杜甫《壹百五十夜對月》)
●老兔寒蟾泣天色,雲樓半開壁斜白。玉輪軋露濕團光,鸞佩相逢桂香陌。(李賀《夢天》)
●可憐今夕月,向何處,去悠悠?是別有人問,那邊才見,光影東頭?是天外,空汗漫,但長風浩蕩送中秋?飛鏡無根誰系?姮娥不嫁誰留?謂經海底問無由,恍惚使人愁。怕萬裏長鯨,縱橫觸破,玉殿瓊樓。蝦蟆故堪浴水,問雲何玉兔解沈浮?若道都齊無恙,雲何漸如鉤?(辛棄疾《木蘭花慢》)
五、賞月佳對
●月月月明,八月月明明分外;山山山秀,巫山山秀秀非常。
●中秋賞月,天月圓,地月缺;遊子思鄉,他鄉苦,本鄉甜。
●天上月圓,人間月半,月月月圓逢月半;今宵年尾,明日年頭,年年年尾接年頭。
●北鬥七星,水底連天十四點;南樓壹雁,月中帶影壹雙飛。
●樓高但任雲飛過;池小能將月送來。
●滿地花陰風弄影;壹亭山色月窺人。
●水憑冷暖,溪間休尋何處來源,詠曲駐斜暉,湖邊風景隨人可;月自圓缺,亭畔莫問當年初照,舉杯邀今夕,天上嫦娥認我不?
六、月亮的美稱與雅號
玉兔、夜光、素娥、冰輪、玉輪、玉蟾、桂魄、蟾蜍、顧兔、嬋娟、玉弓、玉桂、玉盤、玉鉤、玉鏡、冰鏡、廣寒宮、嫦娥、玉羊等。
七、月球外星文明的傳說
●傳說,登上月球的阿姆斯特朗,在和代號休斯敦的指揮中心聯系時,突然吃驚地說:“這些東西大得驚人!天哪!簡直難以置信,我要告訴妳們,這裏有其他宇宙飛船,它們排列在火山口的另壹側,他們在月球上,他們正在註視著我們……”此時,電訊信號突然中斷。阿姆斯特朗看到了什麽?
●1968年12月21日,美國在肯尼迪航天中心向月球發射了第壹艘探測飛船,當這艘飛船進入月球軌道之後,宇航員在100公裏高空用望遠鏡照相機拍攝了第壹張月球背面照片。許多年後,人們在研究這些照片的時候意外發現,在火山口中有壹個巨大的圓形物體,它十分規則,不像是自然之物,看上去好像正在著陸或起飛。
●從“阿波羅”8號開始,10號、11號、16號、17號都曾目擊或拍攝過月面不明飛行物的照片,甚至早在1966年,美國的“月球軌道環形飛行器”2號就發現,在月面上有壹些排列有序的12~23米高的塔狀建築物,隨後,前蘇聯的宇宙飛船也發現了這些建築。
月亮的別稱月亮是古詩文提到的自然物中最突出的被描寫的對象。它的別稱可分為: (1)因初月如鉤,故稱銀鉤、玉鉤。
(2)因弦月如弓,故稱玉弓、弓月。
(3)因滿月如輪如盤如鏡,故稱金輪、玉輪、銀盤、玉盤、金鏡、玉鏡。
(4)因傳說月中有兔和蟾蜍,故稱銀兔、玉兔、金蟾、銀蟾、蟾宮。
(5)因傳說月中有桂樹,故稱桂月、桂輪、桂宮、桂魄。
(6)因傳說月中有廣寒、清虛兩座宮殿,故稱廣寒、清虛。
(7)因傳說為月亮駕車之神名望舒,故稱月亮為望舒。
(8)因傳說嫦娥住在月中,故稱月亮為嫦娥。
(9)因人們常把美女比作月亮,故稱月亮為嬋娟。
月球的年齡大約也是46億年,它與地球形影相隨,關系密切。月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-65公裏。月殼下面到1000公裏深度是月幔,它占了月球的大部分體積。月幔下面是月核,月核的溫度約為1000度,很可能是熔融狀態的。月球直徑約3476公裏,是地球的3/11。體積只有地球的1/49,質量約7350億億噸,相當於地球質量的1/81,月面的重力差不多相當於地球重力的1/6。
月球上面有陰暗的部分和明亮的區域。早期的天文學家在觀察月球時,以為發暗的地區都有海水覆蓋,因此把它們稱為“ 海 ”。著名的有雲海、濕海、靜海等。而明亮的部分是山脈,那裏層巒疊嶂,山脈縱橫,到處都是星羅棋布的環形山。位於南極附近的貝利環形山直徑295公裏,可以把整個海南島裝進去。最深的山是牛頓環形山,深達8788米。除了環形山,月面上也有普通的山脈。高山和深谷疊現,別有壹番風光。
月球的正面永遠向著地球。另壹方面,除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而間中可見以外,月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒有探測器的年代,月球的背面壹直是個未知的世界。
月球背面的壹大特色是它幾乎沒有月海這種較暗的月面特征。而當探測器運行至月球背面時,它將無法與地球直接通訊。
軌道資料
平均軌道半徑 384,400千米
軌道偏心率 0.0549
近地點距離 363,300千米
遠地點距離 405,500千米
平均公轉周期 27天7小時43分11.559秒
平均公轉速度 1.023千米/秒
軌道傾角 在28.58°與18.28°之間變化
(與黃道面的交角為5.145°)
升交點赤經 125.08°
近地點輻角 318.15°
物理特征
赤道直徑 3,476.2 千米
兩極直徑 3,472.0 千米
扁率 0.0012
表面面積 3.976×107平方千米
扁率 0.0012
體積 2.199×1010 立方千米
質量 7.349×1022 千克
平均密度 水的3.350倍
赤道重力加速度 1.62 m/s2
地球的1/6
逃逸速度 2.38千米/秒
自轉周期 27天7小時43分11.559秒
(同步自轉)
自轉速度 16.655 米/秒(於赤道)
自轉軸傾角 在3.60°與6.69°之間變化
(與黃道的交角為1.5424°)
反照率 0.12
滿月時視星等 -12.74
表面溫度(t) -233~123℃ (平均-23℃)
大氣壓 1.3×10-10 千帕
月球的周期 名稱 Value (d) 定義
恒星月 27.321 661 相對於背景恒星
朔望月 29.530 588 相對於太陽(月相)
分點月 27.321 582 相對於春分點
近點月 27.554 550 相對於近地點
交點月 27.212 220 相對於升交點
月球軌道的其它特征 名稱 數值 (d) 定義
默冬章 (repeat phase/day) 19 年
平均月地距離 ~384 400 千米
近地點距離 ~364 397 千米
遠地點距離 ~406 731 千米
軌道平均偏心率 0.0549003
交點退行周期 18.61 年
近地點運動周期 8.85 年
食年 346.6 天
沙羅周期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天
軌道與黃道的平均傾角 5°9'
月球赤道與黃道的平均傾角 1°32'
人類登月探索:
第壹件到達月球的人造物體是前蘇聯的無人登陸器月球2號,它於1959年9月14日撞向月面。月球3號在同年10月7日拍攝了月球背面的照片。月球9號則是第壹艘在月球軟著陸的登陸器,它於1966年2月3日傳回由月面上拍攝的照片。另外,月球10號於1966年3月31日成功入軌,成為月球第壹顆人造衛星。
在冷戰期間,美利堅合眾國和前蘇聯壹直希望在太空科技領先對方。這場太空競賽在1969年7月20日第壹名人類登陸月球時進入高潮。美利堅合眾國阿波羅11號的指令長尼爾·阿姆斯特朗是踏足月球的第壹人,而尤金·塞爾南則是最後壹個站立在月球上的人,他是1972年12月阿波羅17號任務的成員。參看: 月球宇航員列表
阿波羅11號的太空人留下了壹塊9英吋乘7英吋的不銹鋼牌匾在月球表面,以紀念這次登陸及為有可能發現它的其他生物提供壹些資料。
牌匾上繪有地球的兩面,並有三名太空人及當時美利堅合眾國總統尼克遜的簽署。
6次的太陽神任務及3次無人月球號任務(月球16、20、24號)把月球上的巖石及土壤樣本帶回地球。
在2004年2月,美國總統喬治·沃克·布什提出於2020年前派人重新登月。歐洲航天局及中華人民***和國亦有計劃發射探測器前往月球。歐洲的Smart 1探測器於2003年9月27日升空,並於2004年11月15日進入繞月軌道。它將會勘察月球環境及制作月面X射線地圖。
中華人民***和國亦積極開展探月計劃,並尋求開采月球資源的可行性,尤其是氦同位素氦-3這種有望成為未來地球能源的元素。有關中華人民***和國探月計劃,見嫦娥工程條目。
日本及印度亦不甘後人。日本已初步訂出未來探月的任務。日本的宇宙航空研究開發機構甚至已著手計劃的有人的月球基地。印度則會先發射無人繞月探測器Chandrayan。