从仰望到登陆

2021-01-06 08:15
红领巾·探索 2021年12期
关键词:伽利略威尼斯学说

抬头看月亮是人类最古老的行为之一。在史前时代,人类的祖先就仰着头看月亮,心想这个家伙怎么这么好看、这么亮。

后来,祖先们望着月亮,编出了神话。比如在中国上古神话中,就记载着月亮上有广寒宫和五百丈高的桂花树,以及住在上面的仙人和玉兔。

在欧洲呢,早期的观测者盯着月球,发现了上面有暗色区域,他們猜测这些暗色的区域是海洋,把它们称之为“月海”。

是啊,月球这么远,光靠肉眼实在看不清楚。

直到1609年,一位意大利的科学家用一台奇怪的装置,看到了前所未有的清晰的月球,人类 从此进入到观测月球的新时代。

从侦察镜到望远镜

这位意大利科学家叫伽利略,早些时候他在威尼斯的一所大学里教数学,他的工资很低,日子过得很困难。为了给3个孩子提供更好的生活条件,伽利略决定发明一种名叫“侦察镜”的工具来赚点儿钱。

根据伽利略的构想,侦察镜在威尼斯会很有市场。威尼斯是傍海而建的城市,来自海上的军事袭击时不时地如暴雨般骤然而至。而通过侦察镜,威尼斯的士兵能够提前发现远方的战船,从而做好准备。

令人惊奇的是,伽利略制造侦察镜前的采购清单被保留至今,上面清晰地写着:给儿子买鹰嘴豆、拖鞋、玻璃、炮弹和风琴管。

意大利有着悠久的工匠传统,身为学者的伽利略同样拥有着出色的制造技艺。伽利略先用旋转的炮弹外壳打磨玻璃,制造出不同规格的镜片。通过物理计算和调试,他最终将一片凸透镜和一片凹透镜置入风琴管中,造出了侦察镜。伽利略对外宣称,他的侦察镜能够提前两小时发现敌船。

为了证明自己所言非虚,伽利略邀请威尼斯的权贵们登上塔顶,用侦察镜远眺大海。权贵们使用过后极为震惊,远方看起来只是一个小点的帆船,从风琴管后面望去,竟然能清晰地看到船上的桅杆。伽利略一下子名利双收,据说,威尼斯的元老院因为侦察镜的发明,将伽利略的工资翻了一倍。

作为学者,伽利略对星空的兴趣远大于追求财富。侦察镜的发明,不仅让伽利略有了钱,更让他有了超越肉眼的观测能力,他将侦察镜指向星空,看向了月亮,然后被惊呆了。

当时的人们都认为月球是个完美的球体,像珍珠一般光滑,但伽利略通过侦察镜(后来被称为望远镜),看到了月球上广阔的平原、深邃的峡谷和巨大的环形山。这是人类观测月球的里程碑事件,它标志着人类对月球的观测自史前时代以来,进入全新的阶段。

随着望远镜制造技术的逐渐进步,人类把月球看得越来越清楚。

终于在1959年,人类对月球的观测又迈进了下一个新时代。

探测器,出发!

1959年1月2日。

苏联拜科努尔航天发射场。

“月球1号”成功升空,成为人类发射的第一个挣脱了地球引力的航天器。按照计划,“月球1号”将在月球硬着陆,但最终,它在距月球5 995千米处掠过月球,成了一颗围绕太阳公转、周期为450天的人造行星。尽管如此,“月球1号”也宣告了人类对月球的探测进入了全新的时代。

1959年9月12日,苏联乘胜追击,继续发射了“月球2号”探测器。1959年9月14日,“月球2号”到达了月球,并精准地着陆在两座环形山之间,这是人类第一个降落在月球上的人造物体,也是人类第一个在地球以外的天体上着陆的人造物体。

但人类不会只满足于把探测器发射到月球上,我们人类要亲自登陆月球!

人类来了!

1969年7月,“阿波罗11号”成功登月。

在随后的几十年里,美国、苏联和中国通过一系列探月活动,累计带回月岩380多千克,这成为人类研究月球的珍贵样品。在这个阶段,人类对月球的了解有了质的飞跃。迄今为止,共有12位宇航员登上了月球。

在科学家的构想中,随着航天技术的发展,人类将在月球建立实验室、科考中心、永久性长期居留基地,人类还将以月球为起点,进入广袤的宇宙!

各位读者,下面是月球小百科时间。

月海是海吗?

在望远镜发明前,人类在观察月球时,已经注意到月球有颜色相对较暗的部分,也有相对明亮的部分。早期观测者以为暗色区域是海洋,称之为“月海”;对应的明亮的部分被称为“月陆”。随着对月球了解的加深,天文学家们才发现,所谓的海洋根本不存在,这不过是因为月球的某些区域反射率不同而形成的视觉效果。

月球本身不发光,平均反射率只有9%,这就意味着,太阳照向月球的光,91%都被月球自身吸收了,如此低的反射率仅仅比沥青高一些。月球的暗色区域是平原、盆地等低洼地带,比如月海中地势最低的“雨海”,它的东南部甚至比周围低6000米,这样的区域反射率很低,约有7%;而月陆部分都是高地和山脉,它们地势高,反射率差不多能达到17%,所以看上去很明亮。

月球从何而来?

月球是地球唯一的天然卫星,对于它的起源,至少有三种学说。

分裂说:这个学说认为,月球曾是地球的一部分。在地球形成早期,地球呈熔融态,自转速度极快。在这种高速自转的情况下,一部分熔融物质被甩了出去,冷凝后形成月球。这种学说的一部分支持者甚至认为,今日地球上的太平洋就是当年月球被甩出后留下的巨大空缺。但如果月球真的是从地球分裂出去的,那么二者的地质成分应该相同。可月球和地球的地质成分已被证实很不一样,所以这个学说已经被主流科学界推翻了。

俘获说:这个学说认为,月球原本是一颗从地球身边飞过的天体,由于和地球距离太近,所以被地球引力捕获,成了地球的卫星。但这个学说也有很多现象无法解释,比如太阳的质量远比地球的大,月球进入太阳系后,应该更可能被太阳捕获。所以这个学说也被否定了。

撞击说:这是目前科学界普遍认同的观点。科学家们推测,在地球形成的早期,曾经有一个火星大小的天体撞击地球,撞击产生了巨量的碎片,这些碎片后来聚集形成了月球。

月球上面有镜子?

1969年7月21日,“阿波罗11号”在月球登陆后,宇航员在月球上放了一面镜子,这是为了精确回答人类古老的疑问:月球离地球到底有多远?

测量过程是这样的:地球上的天文学家向这面镜子发射激光,镜子就会把一部分激光反射回来,根据光返回的时间,我们就可以计算出地球和月球间的距离。借助这面镜子,我们不仅知道了月球和地球的距离,还有了新的发现——月球正以每年3.8厘米的速度逐渐远离地球。

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