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月球上有什么样的天气_趣味天文学

时间:2020-01-31 理论教育
月球上有什么样的天气_趣味天文学

严格来说,月球上是没有我们所谓的通常意义上的天气的。在一个完全没有大气、云彩、水蒸气、风雨的星球上,怎么可能有天气呢?唯一可称之的天气,就是月面土壤的温度了。

那么,月面土壤的温度怎么样呢?科学家们现在已经拥有了一种仪器,不但可以测量远处天体的温度,还能测出天体上各个部分的温度。这种仪器的构造根据的是热电现象原理:用两种不同的金属焊接成一根导线,当两个焊接点的一点比另一点热的时候,就会有电流通过导线。电流的强度取决于两个焊接点的温度差异,所以从电流强度就可以得知导线所吸收的热量是多少了。

这种仪器的敏感度是惊人的。它虽然极小(起作用的部分不超过0.2毫米,重0.1毫克),但连13等星所传来的热量,它都能够测出来,使自己的温度提高(千万分之一摄氏度)。13等星不借助望远镜是无法看见的。它们的光线是肉眼可见的最弱的星光的117-01。要觉察到这么小的热量,就相当于是要在几千米之外发觉一支蜡烛所发生的热。

拥有了这种近乎神奇的测量仪器之后,天文学家就可以把它安装在望远镜中月球成像的各个部分,这样来测量它所接收到的热量,然后根据此热量来计算月亮各部分的温度(可以精确到10℃)。

测量结果如图59所示:满月的中心部分温度高达110℃;如果这部分有水的话,在普通气压下就会沸腾。一位天文学家写道:“在月球上,我们不必用炉子做饭,因为附近的任何一块岩石都可以代替炉子。”温度从月球表面中心位置向各个方向以同样的程度降低,即便在距离中心2700千米的地方,温度仍不低于80℃。在此之后,温度加快降低,靠近月面边上的地方,温度已经为-50℃了。月球背着太阳的那一面很冷,那里的温度可以达到-153℃。

图59 月面的温度,中央部分达到110℃,靠近边缘的时候迅速递减,边上已降低到-50℃。

前面已经提到过,当月亮进入地球阴影发生月食的时候,月面由于失去太阳光线的照射很快冷却。那么,冷却的速度有多快呢?我们已经知道,在某次月食的时候,它的温度从+70℃降到了-117℃。这就是说,在大约1.5~2小时的时间内,温度降低了200℃。另一方面,在日食的时候,地球在同样的条件下温度不过下降2℃~3℃。这是因为地球大气的缘故,大气对太阳的可见光来讲,是相对透明的,它能保持被晒热了的地面所放射出的不可见的热射线,不使其散失。

月球土壤积累的热量消失得如此之快,使得月球的物质所具有的热容量变得很小,传热性也不好。所以,月亮在被加热的情况下,只能贮存很少的热量。(www.guayunfan.com)

[1]仔细观察图36,可以看出,图中并没有把月球的运动画成绝对匀速运动,实际上也是如此。月球绕地球运行的轨道是椭圆形,地球位于这个椭圆形的一个焦点上。因此,按照多普勒第二定律,它在离地球较近时比距离地球较远时运行得快一些。月球轨道的偏心率很小,为0.055。

[2]现代空间探测证实,月球背面占优势的结构主要是色调明亮的高地,这与月球正面存在巨大差别。这个现象的成因,尚属未解决的谜题。——编者注

[3]1948年,莫斯科天文学家利普斯基证实,月球上有残存的大气。月球上大气的总质量等于地球大气质量的十万分之一。现代测量学证实,月球上残存的大气密度不超过地球大气密度的一百亿分之一。——编者注。

[4]关于“地平线”距离的计算,参见本书作者的《趣味几何学》第六章。

[5]月球上的土,并非我们所想象的白色,而是暗黑色的。这和白色的月光并不矛盾。丁铎尔在一本讨论光线的书中写道:“日光,即便是从黑色上反射过来仍然是白色的。所以,即便是月球披上了黑色的丝绒,它在天空看上去依旧会像一面银盘。”月球上的土反射日光的平均能力,跟潮湿的黑土差不多,而极暗的地方所漫射的光线,也只比维苏威火山的岩浆所漫射的略微弱一点。

[6]星光偏折本身已经证实了,但在量的方面还跟相对论不能完全符合。米哈伊洛夫教授的观测结果表明,这一理论在跟这一现象的有关方面应作必要的修正。

[7]视这个时期里有4个还是5个闰年而定。