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关于月球的知识有哪些

发布日期:2019-10-09 02:55   来源:未知   阅读:

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  展开全部月球是地球唯一的天然卫星,是距离我们最近的天体,它与地球的平均距离约为384401千米.它的平均直径约为3476千米,比地球直径的1/4稍大些.月球的表面积有3800万平方公里,还不如我们亚洲的面积大.月球的质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面重力则差不多相当于地球重力的1/6。

  月球本身并不发光,只反射太阳光。它的亮度随日月间角距离和地月间距离的改变而变化。满月时亮度平均为-12.7等。

  月球的表面是由平原、山峰和山谷组 成的荒漠.还有许多 由于太空物体高速撞击月球表面而形成的陨石坑.月球上没有供人类呼吸的空气,但是可能有供饮用的水.最近在月球阴面的一个很深的陨石坑底发现了冰.科学家们认为这些冰可能是某次与月球相撞的彗星带来的.彗星的冰没有融化,因为月球的背阴面温度非常低。

  背面:物质介绍: 月球俗称月亮,也称太阴。月球的年龄大约也是46亿年,它与地球形影相随,关系密切。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里,是地球的3/11。体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。 月球上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“ 海 ”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295公里,可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山,深达8788米。除了环形山,月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现,别有一番风光。 月球的正面永远向着地球。另一方面,除了在月面边沿附近的区域因天秤动而间中可见以外,月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代,月球的背面一直是个未知的世界。 月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当探测器运行至月球背面时,它将无法与地球直接通讯。 轨道资料 平均轨道半径 384,400千米 轨道偏心率 0.0549 近地点距离 363,300千米 远地点距离 405,500千米 平均公转周期 27天7小时43分11.559秒 平均公转速度 1.023千米/秒 轨道倾角 在28.58°与18.28°之间变化 (与黄道面的交角为5.145°) 升交点赤经 125.08° 近地点辐角 318.15° 物理特征 赤道直径 3,476.2 千米 两极直径 3,472.0 千米 扁率 0.0012 表面面积 3.976×107平方千米 扁率 0.0012 体积 2.199×1010 立方千米 质量 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 自转周期 27天7小时43分11.559秒 (同步自转) 自转速度 16.655 米/秒(于赤道) 自转轴倾角 在3.60°与6.69°之间变化 (与黄道的交角为1.5424°) 反照率 0.12 满月时视星等 -12.74 表面温度(t) -233~123℃ (平均-23℃) 大气压 1.3×10-10 千帕 月球约一个农历月绕地球运行一周,而每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。 相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。 因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,我们只能看见月球永远用同一面向著地球。自月球形成早期,月球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。亦因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38 毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15 微秒。 月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道,所谓的同步自转并非严格。由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近日点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远日点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动。又由于月球轨道倾斜于地球赤道,因此月球在星空中移动时,极区会作约7度的晃动,这种现象称为天秤动。再者,由于月球距离地球只有60地球半径之遥,若观测者从月出观测至月落,观测点便有了一个地球直径的位移,可多见月面经度1度的地区。这种现象称为天秤动。 严格来说,地球与月球围绕共同质心运转,共同质心距地心4700千米(即地球半径的2/3处)。由于共同质心在地球表面以下,地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。从地球北极上空观看,地球和月球均以迎时针方向自转;而且月球也是以迎时针绕地运行;甚至地球也是以迎时针绕日公转的。 很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。其实,轨道倾角是相对于中心天体(即地球)而言的,而自转轴倾角则相对于卫星(即月球)本身的轨道面。在这个定义习惯很适合一般情况(例如人造卫星的轨道)而且是数值相当固定的,但月球却非如此。 月球的轨道平面(白道面)与黄道面(地球的公转轨道平面)保持著5.145 396°的夹角,而月球自转轴则与黄道面的法线°的夹角。因为地球并非完美球形,而是在赤道较为隆起,因此白道面在不断进动(即与黄道的交点在顺时针转动),每6793.5天(18.5966年)完成一周。期间,白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面)的夹角会由28.60°(即23.45°+ 5.15°) 至18.30°(即23.45°- 5.15°)之间变化。同样地,月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°(即5.15° + 1.54°)及3.60°(即5.15° - 1.54°)。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角,使它出现±0.002 56°的摆动,称为章动。 白道面与黄道面的两个交点称为月交点--其中升交点(北点)指月球通过该点往黄道面以北;降交点(南点)则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时,便会发生日食;而当满月刚好在月交点上时,便会发生月食; 月球的周期 名称 Value (d) 定义 恒星月 27.321 661 相对于背景恒星 朔望月 29.530 588 相对于太阳(月相) 分点月 27.321 582 相对于春分点 近点月 27.554 550 相对于近地点 交点月 27.212 220 相对于升交点 月球轨道的其它特征 名称 数值 (d) 定义 默冬章 (repeat phase/day) 19 年 平均月地距离 ~384 400 千米 近地点距离 ~364 397 千米 远地点距离 ~406 731 千米 轨道平均偏心率 0.0549003 交点退行周期 18.61 年 近地点运动周期 8.85 年 食年 346.6 天 沙罗周期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天 轨道与黄道的平均倾角 5°9 月球赤道与黄道的平均倾角 1°32 人类登月探索: 第一件到达月球的人造物体是前苏联的无人登陆器月球2号,它于1959年9月14日撞向月面。月球3号在同年10月7日拍摄了月球背面的照片。月球9号则是第一艘在月球软著陆的登陆器,它于1966年2月3日传回由月面上拍摄的照片。另外,月球10号于1966年3月31日成功入轨,成为月球第一颗人造卫星。 在冷战期间,美利坚合众国和前苏联一直希望在太空科技领先对方。这场太空竞赛在1969年7月20日第一名人类登陆月球时进入高潮。美利坚合众国阿波罗11号的指令长尼尔·阿姆斯特朗是踏足月球的第一人,而尤金·塞尔南则是最后一个站立在月球上的人,他是1972年12月阿波罗17号任务的成员。参看: 月球宇航员列表 阿波罗11号的太空人留下了一块9英吋乘7英吋的不锈钢牌匾在月球表面,以纪念这次登陆及为有可能发现它的其他生物提供一些资料。 牌匾上绘有地球的两面,并有三名太空人及当时美利坚合众国总统尼克逊的签署。 6次的太阳神任务及3次无人月球号任务(月球16、20、24号)把月球上的岩石及土壤样本带回地球。 在2004年2月,美利坚合众国总统乔治·沃克·布什提出于2020年前派人重新登月。欧洲航天局及中华人民共和国亦有计划发射探测器前往月球。欧洲的Smart 1探测器于2003年9月27日升空,并于2004年11月15日进入绕月轨道。它将会勘察月球环境及制作月面X射线地图。 中华人民共和国亦积极开展探月计划,并寻求开采月球资源的可行性,尤其是氦同位素氦-3这种有望成为未来地球能源的元素。有关中华人民共和国探月计划,见嫦娥工程条目。 日本及印度亦不甘后人。日本已初步订出未来探月的任务。日本的宇宙航空研究开发机构甚至已著手计划的有人的月球基地。印度则会先发射无人绕月探测器Chandrayan。 有关月亮的神话: 在中华人民共和国古代神话中,关于月亮的故事数不胜数。在古希腊神话中,月亮女神的名字叫阿尔忒弥斯,她是太阳神阿波罗的孪生妹妹,同时她也是狩猎女神。月球的天文符号好象弯弯的月牙儿,象征着阿尔忒弥斯的神弓。 月球是地球唯一的天然卫星,是距离我们最近的天体,它与地球的平均距离约为384401千米。它的平均直径约为3476千米,比地球直径的1/4稍大些。月球的表面积有3800万千米,还不如我们亚洲的面积大。月球的质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面重力则差不多相当于地球重力的1/6。 月球的轨道运动 月球以椭圆轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”。白道平面不重合于天赤道,也不平行于黄道面,而且空间位置不断变化。 周期173日。 月球的自转 月球在绕地球公转的同时进行自转,周期27.32166日,正好是一个 恒星月,所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”,几乎是卫星世界的普 遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象,它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下原因: 1。在椭圆轨道的不同部分,自转速度与公转角速度不匹配。 2。白道与赤道的交角。 月球的物理状况---月面的地形主要有: 环形山 这个名字是伽利略起的。它是月面的显著特征,几乎布满了整个月面。 最大的环形山是南极附近的贝利环行山,直径295千米,比海南岛还大一点。小的环行山 甚至可能是一个几十厘米的坑洞。直径不小于1000米的大约有33000个。占月面表面积的 7-10%。 有个日本学者1969年提出一个环形山分类法,分为克拉维型(古老的环形山,一般都 面目全非,有的还山中有山)哥白尼型(年轻的环形山,常有“辐射纹”,内壁一般带有 同心圆状的段丘,中央一般有中央峰)阿基米德形(环壁较低,可能从哥白尼型演变而来 )碗型和酒窝型(小型环形山,有的直径不到一米)。 月海 肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。由于历史上 的原因,这个名不副实的名称保留到了现在。 已确定的月海有22个,此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。公认的22 个绝大多数分布在月球正面。背面有3个,4个在边缘地区。在正面的月海面积略大于 50%,其中最大的“风暴洋” 面积越五百万平方公里,差不多九个法国的面积总和。 大多数月海大致呈圆形,椭圆形,且四周多为一些山脉封闭住,但也有一些海是 连成一片的。除了“海”以外,还有五个地形与之类似的“湖”----梦湖、死湖、夏 湖、秋湖、春湖,但有的湖比海还大,比如梦湖面积7万平方千米,比汽海等还大得 多。 月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”,都分布在正面。湾有五个:露湾、暑 湾、中央湾、虹湾、眉月湾;沼有腐沼、疫沼、梦沼三个,其实沼和湾没什么区别。 月海的地势一般较低,类似地球上的盆地,月海比月球平均水准面低1-2千米, 个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米。月面的返照率(一种量度反射太阳光本领的物理量)也比较低,因而看起来现得较黑。 月陆和山脉 月面上高出月海的地区称为月陆,它一般比月海水准面高2-3千 米,由于它返照率高,因而看来比较明亮。在月球正面,月陆的面积大致与月海相等 但在月球背面,月陆的面积要比月海大得多。 从同位素测定知道月陆比月海古老得多,是月球上最古老的地形特征。 在月球上,除了犬牙交差的众多环形山外,也存在着一些与地球上相似的山脉。 月球上的山脉常借用地球上的山脉名,如阿尔卑斯山脉,高加索山脉等等,其中最长的山脉为亚平宁山脉,绵延1000千米,但高度不过比月海水准面高三,四千米。 山脉上也有些峻岭山峰,过去对它们的高度估计偏高。现在认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿,最高的山峰(亦在月球南极附近)也不过9000米和8000米。 月面上6000米以上的山峰有6个,5000-6000米20个,4000-5000米则有80个,1000米以 上的有200个。 月球上的山脉有一普遍特征:两边的坡度很不对称,向海的一边坡度甚大,有时 为断崖状,另一侧则相当平缓。 除了山脉和山群外,月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在 月海中,这种峭壁也称“月堑”。 月面辐射纹 月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美 丽的“辐射纹”,这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带,它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。 辐射文长度和亮度不一,最引人注目的是第谷环形山的辐射纹,最长的一条长1800千米,满月时尤为壮观。其次,哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射 纹。据统计,具有辐射纹的环形山有50个。 形成辐射纹的原因至今未有定论。实质上,它与环形山的形成理论密切联系。现 在许多人都倾向于陨星撞击说,认为在没有大气和引力很小的月球上,陨星撞击可能使高温碎块飞得很远。而另外一些科学家认为不能排除火山的作用,火山爆发时的喷 射也有可能形成四处飞散的辐射形状。 月谷(月隙) 地球上有着许多著名的裂谷,如东非大裂谷。月面上也有这种 构造----那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷,它们有的绵延几百到上千千米,宽度从几千米到几十千米不等。 那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区,而那些较窄、较小的月谷(有时又称为月溪)则到处都有。最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海 的阿尔卑斯大月谷,它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断,很是壮观。从太空拍得的照片估计,它长达130千米,宽10-12千米。 从何而来?---月球形成之迷 月球是外星人的宇宙飞船:这并非无稽之谈,因为科学的动力就在于大胆的想象,没有创见就不会有新的突破,爱因斯坦提出的相对论当时又何尝不是无稽之谈。而中国人在科学上欠缺的正是这种大胆的创见。 我们为什么总看不到月球的背面 月球总以一个面对着地球.是因为月球的自传和公转周期是相同的.(27.32166日) 要理解这一现象,你可以做一个实验.画一个圆,标出正东西南北方向.你站在圆心(代表地球),再找一个朋友,站在圆上,让他面部朝前(即不扭动脖子),沿着圆逆时针挪动,要求他在沿着圆挪动的时候,保持面部始终朝向圆心,也就是你.那么这样一个过程就基本模拟了月亮饶地球转动的过程. 很明显,在这样一个过程中,你的朋友始终是一个面(前面)面向你.下面理解为什么在这样一个过程中,公转周期等于自转周期. 你的朋友从你的正北方出发,绕着你转动,再一次出现在正北方的时候,他就完成了一个公转周期.(类似于月亮饶地球公转一周的时间.) 下面看看他的自转时间是多少.我们不妨还设定当你的朋友在你的正北位置,面部朝向正南时的姿态为初始姿态..然后我们就可以发现当你的朋友逆时针挪动到你的正西方位置时,他的自转姿态就发生了逆时针90度的旋转.(如果你的朋友在过程中不自转的话,那么当他在此位置时,他面向的不是你,而仍然是朝向正南方向.而实际实验时你的朋友在此位置却是朝向正东方向,所以他相对与初始位置逆时针绕自己旋转了90度. 类似地,当他走到你的正南方向时,他相对于初始姿态自传了180度.当他走到你的正东方向时,他相对于初始姿态自传了270度.当他再次走到你的正北方向时,他相对于初始姿态自传了360度.也就是说他完成了一个自转周期. 因为完成一个公转过程就刚好完成了一个自转过程,所以从时间上来看,这个自转周期就等于公转周期.因为在整个过程中,你的朋友总是以身体面部朝向你,也就是说,月亮总是以一个面朝向地球. 广寒宫——月球 每当夜幕降临,一轮明月升上夜空,清澈的月光洒满大地,让人产生无数情思遐想。文人墨客更是对月亮倍加青睐,唐代诗人张若虚的“江上何人初见月,江月何年初照人”,还有宋代文学家苏轼的“明月几时有,把酒问青天”,都可称得上是脍炙人口的咏月佳句。 月球俗称月亮,也称太阴。在中国古代神话中,关于月亮的故事数不胜数。古希腊神话中,月亮女神的名字叫阿尔特弥斯,同时她也是狩猎女神。月球的天文符号好象弯弯的娥眉,同时象征着阿尔特弥斯的神弓。 皓月当空,我们能够清楚地看到它上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山。 位于南极附近的贝利环形山直径295公里,可以把整个海南岛装进去。 最深的环形山是牛顿环形山,深达8788公里。除了环形山,月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现,别有一番风光。 月球的年龄,大约也是46亿年,它与地球形影相随,关系密切。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60~65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里,是地球的3/11。体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。 月球的形成有以下几个观点。 一.分裂说。这是最早解释月球起源的一种假设。早在1898年,著名生物学家达尔文的儿子乔治·达尔文就在《太阳系中的潮汐和类似效应》一文中指出,月球本来是地球的一部分,后来由于地球转速太快,把地球上一部分物质抛了出去,这些物质脱离地球后形成了月球,而遗留在地球上的大坑,就是现在的太平洋。这一观点很快就收到了一些人的反对。他们认为,以地球的自转速度是无法将那样大的一块东西抛出去的。再说,如果月球是地球抛出去的,那麽二者的物质成分就应该是一致的。可是通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,发现二者相差非常远。 二.俘获说。这种假设认为,月球本来只是太阳系中的一颗小行星,有一次,因为运行到地球附近,被地球的引力所俘获,从此再也没有离开过地球。还有一种接近俘获说的观点认为,地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起,久而久之,吸积的东西越来越多,最终形成了月球。但也有人指出,向月球这样大的星球,地球恐怕没有那麽大的力量能将它俘获。 三.同源说。这一假设认为,地球和月球都是太阳系中浮动的星云,经过旋转和吸积,同时形成星体。在吸积过程中,地球比月球相应要快一点,成为“哥哥”。这一假设也受到了客观存在的挑战。通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,人们发现月球要比地球古老得多。有人认为,月球年龄至少应在70亿年左右。 四.大碰撞说。这是近年来关于月球成因的新假设。1986年3月20日,在休士顿约翰逊空间中心召开的月亮和行星讨论会上,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的本兹、斯莱特里和哈佛大学史密斯天体物理中心的卡梅伦共同提出了大碰撞假设。这一假设认为,太阳系演化早期,在星际空间曾形成大量的“星子”,星子通过互相碰撞、吸积而长大。星子合并形成一个原始地球,同时也形成了一个相当于地球质量0.14倍的天体。这两个天体在各自演化过程中,分别形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐构成的幔和壳。由于这两个天体相距不远,因此相遇的机会就很大。一次偶然的机会,那个小的天体以每秒5千米左右的速度撞向地球。剧烈的碰撞不仅改变了地球的运动状态,使地轴倾斜,而且还使那个小的天体被撞击破裂,硅酸盐壳和幔受热蒸发,膨胀的气体以及大的速度携带大量粉碎了的尘埃飞离地球。这些飞离地球的物质,主要有碰撞体的幔组成,也有少部分地球上的物质,比例大致为0.85:0.15。在撞击体破裂时与幔分离的金属核,因受膨胀飞离的气体所阻而减速,大约在4小时内被吸积到地球上。飞离地球的气体和尘埃,并没有完全脱离地球的引力控制,他们通过相互吸积而结合起来,形成全部熔融的月球,或者是先形成几个分离的小月球,在逐渐吸积形成一个部分熔融的大月球。 月亮成分 45亿年前,月球表面仍然是液体岩浆海洋。科学家认为组成月球的矿物克里普矿物(KREEP) 展现了岩浆海洋留下的化学线索。KREEP实际上是科学家称为“不兼容元素”的合成物--那些无法进入晶体结构的物质被留下,并浮到岩浆的表面。对研究人员来说,KREEP是个方便的线索,来明了月壳的火山运动历史,并可推测彗星或其他天体撞击的频率和时间。 月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。当受到宇宙射线轰击时,每种元素会发射特定的伽玛辐射。有些元素,例如:铀、钍和钾,本身已具放射性,因此能自行发射伽玛射线。但无论成因为何,每种元素发出的伽玛射线均不相同,每种均有独特的谱线特征,而且可用光谱仪测量。 直至现在,人类仍未对月球元素的丰度作出面性的测量。现时太空船的测量只限于月面一部分。 天秤动 由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近日点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远日点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为经天秤动。

  月球是地球唯一的天然卫星,是距离我们最近的天体,它与地球的平均距离约为384401千米.它的平均直径约为3476千米,比地球直径的1/4稍大些.月球的表面积有3800万平方公里,还不如我们亚洲的面积大.月球的质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面重力

  月球又称“月亮”。在望远镜发明之前,古代的人们只能在晴朗的夜晚,用眼睛仰望皎洁的明月。看到月亮表面有明有暗,形状奇特,于是人们就编出如嫦娥奔月、吴刚伐桂、玉免捣药等美丽神话。古希腊人则把月球看作美丽的狩猎女神阿尔忒弥斯,并且把女神狩猎时从不离身的银弓作为月球的天文符号。

  月球基本上没有水,也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程,也没有声音的传播,到处是一片寂静的世界。月球本身不发光,天空永远是一片漆黑,太阳和星星可以同时出现。

  月球上几乎没有大气,因而月球上的昼夜温差很大。白天,在阳光垂直照射的地方,温度高达127.25℃;夜晚温度可低到-183.75℃。由于没有大气的阻隔,使得月面上日光强度比地球上约强1/3左右;紫外线强度也比地球表面强得多。由于月球大气少,因此在月面上会见到许多奇特的现象,如月球上的天空呈暗黑色,太阳光照射是笔直的,日光照到的地方很明亮;照不到的地方就很暗。因此才会看到的月亮表面有明有暗。由于没有空气散射光线,在月球上星星看起来也不再闪烁了。

  月面上到处是裸露的岩石和环形山的侧影。整个月面覆盖着一层碎石粒和浮土。从地球上看到的月球表面有明亮的区域和暗灰色部分。原来明亮的部分是月球表面的山区和高地,暗灰色部分是月球表面的平原。

  月亮比地球小,直径是3476公里,大约等于地球直径的3/11。月亮的表面面积大约是地球表面积的1/14,比亚洲的面积还稍小一些;它的体积是地球的1/49,换句线个月亮。月亮的质量是地球的1/81;物质的平均密度为每立方厘米3.34克,只相当于地球密度的3/5。月球上的引力只有地球1/6,也就是说,6公斤重的东西到限月球上只有1公斤重了。人在月面上走,身体显得很轻松,稍稍一使劲就可以跳起来,宇航员认为在月面上半跳半跑地走,似乎比在地球上步行更痛快。

  月球是离地球最近的天体,它是围绕地球运转的、唯一的天然卫星,它与地球的平均距离约384400公里。月球绕地球运动的轨道是一个随圆形轨道,其近地点(离地球最近时)平均距离为363300公里,远地点(离地球最远时)平均距离为405500公里,相差42200公里。

  像地球一样,月球也是南北极稍扁,赤道稍隆起的扁球。它的平均极半径比赤道半径短500米,南北极也不对称,北极区隆起,南极区凹陷约400米。

  月球在绕地球运动的过程中,还要跟着地球一起绕太阳运动。这就是说,月球绕地球运动一周后,再回到的空间位置已不是原出发点了。由此可见,月球在运动过程中还要参与多种系统的运动。月球的运动和其他天体一样,月球也处于永恒的运动之中。月球除东升西落外,它每天还相对于恒星自西向东平均移动13°多,因此,月亮每天升起来的时间,都比前一天约迟50分钟。月亮的东升西落是地球自转的反映;而自西向东的移动却是月亮围绕地球公转的结果。月亮绕地球公转一周叫做一个“恒星月”,平均是27天7小时43分11秒。月亮绕地球公转的同时,它本身也在自转。月亮的自转周期和公转周期是相等的,即1:1,月球绕地球一周的时间为也就是它自转的周期。

  月球这种奇特地自转结果是:月球总以同一半面向着地球,而从地球上永远看不到月球背面是什么样,只有靠探测器才能揭开月背千古之谜,人类的这个愿望早在30多年前就已实现了。 当今大型天文望远镜能分辩出月面上约50米(相当于14层高楼)的目标。

  月球在我国古代诗文中有许多有趣的美称: 玉免(著意登楼瞻玉免,何人张幕遮银阙——辛弃疾);夜光(夜光何德,死则又育?——屈原);素娥(素娥即月亮之别称——《幼学琼林》);冰轮(玉钩定谁挂,冰轮了无辙——陆游);玉轮(玉轮轧露湿团光,鸾佩相逢桂香陌——李贺);玉蟾(凉宵烟霭外,三五玉蟾秋——方干);桂魄(桂魄飞来光射处,冷浸一天秋碧——苏轼);蟾蜍(闽国扬帆去,蟾蜍亏复团——贾岛);顾菟(阳鸟未出谷,顾菟半藏身——李白);婵娟(但愿人长久,千里共婵娟——苏轼)。此外,月球还有许多别致的雅号,如玉弓、玉桂、玉盘、玉钩、玉镜、冰镜、广寒宫、嫦娥、玉羊等。

  月球是离地球最近一个天体,相距有38.4万千米。天文学家早已用望远镜详细地观察了月球,对月球地形几乎是了如指掌。月球上有山脉和平原,有累累坑穴和纵横沟壑,但没有水和空气,昼夜之间温差悬珠,一片死寂和荒凉。尽管巨型望远镜能分辨出月球上50米左右的目标,但仍不如实地考察那样清楚。因此,人类派出使者最先探访的地外天体仍选择了月球。

  美国最早于1958年8月18日发射月球探测器,但由于第一级火箭升空爆炸,半途夭折了。随后又相继发射3个先锋号探测器,均告失败。1959年1月2日,前苏联发射月球1号探测器,途中飞行顺利,1月4日从距月球表面7500千米的地方通过,遗憾的是未能命中月球。这个探测器重361.3千克,上面装有当时最先进的通信,探测设备。它在9个月后成为第一颗人造行星飞往太空深处。月球1号发射两个月后的3月3日,美国发射的先锋4号探测器,从距月面59000千米的地方飞过,也未击中月球。

  从1958年至1976年,前苏联发射24个月球号探测器,其中18个完成探测月球的任务。1959年9月12日发射的月球2号,两天后飞抵月球,在月球表面的澄海硬着陆,成为到达月球的第一位使者,首次实现了从地球到另一个天体的飞行。它载的科学仪器舱内的无线电通信装置,在撞击月球后便停止了工作。同年10月4日月球3号探测器飞往月球,3天后环绕到月球背面,拍摄了第一张月球背面的照片,让人们首次看全了月球的面貌。世界上率先在月球软着陆的探测器,是1966年1月31日发射的月球9号。它经过79小时的长途飞行之后,在月球的风暴洋附近着陆,用摄像机拍摄了月面照片。这个探测器重1583千克,在到达距月面75千米时,重100千克的着陆舱与探测器本体分离,靠装在外面的自动充气气球缓慢着陆成功。1970年9月12日发射的月球16号,9月20日在月面丰富海软着陆,第一次使用钻头采集了120克月岩样口 ,装入回收舱的密封容器里,于24日带回地球。1970年11月10日,月球17号载着世界上第一辆自动月球车上天。17日在月面雨海着陆后,月球车1号下到月面进行了10个半月的科学考察。这辆月球车重756千克,长2.2米,宽1.6米,装有电视摄像机和核能源装置。它在月球上行程10540米,考察了8千平方米月面地域,拍摄了200幅月球全景照片和20000多张月面照片,直到1971年10月4日核能耗尽才停止工作。1973年1月8日发射月球21号,把月球车2号送上月面考察取得更多成果。最后一个月球24号探测器于1976年8月9日发射,8月18日在月面危海软着陆,钻采并带回170克月岩样品。至此,前苏联对月球的无人探测宣告完成,人们对月球的认识更加丰富和完整了。

  美国继前苏联之后,先后发射了9个徘徊者号和7个勘测者号月球探测器。徘徊者探测器样子像个大蜻蜓,长3米,两翼太阳能电池板展开4.75米。探测仪器装在前部,电视摄像机放在尾部。勘测者探测器有3只脚,总重达1吨,装有当时最先进的探测设备。最初5个徘徊者探测器均无建树,直到1964年1月30日发射的徘徊者6号才在月面静海地区着陆。但由于电视摄像机出现故障,没有能够拍回照片。同年7月28日徘徊者7号发射成功,在月面云海着陆,拍摄到4308张月面特写照片。随后1965年2月17日发射的徘徊者8号和3月24日发射的徘徊者9号,都在月球上着陆成功,并分别拍回7137张和5814张月面近景照片。1966年5月30日发射勘测者1号新型探测器,经过64小时的飞行,在月面风暴洋软着陆,向地面发回11150张月面照片。到1968年1月1日发射的7个勘测者探测器中,有2个失败,5个成功。后来,美国又发射了5个月球轨道环行器,为阿波罗载人登月选择着陆地点提供探测数据。经过这一系列的无人探测之后,月球的庐山真面目显露出来了。

  自1969年7月16日美国“阿波罗11号”飞船首次实现载人登月以来。根据对月球的多次实地勘探和对从月球带回的岩石、土壤进行分析研究的结果,人类对月球的面貌已有了较多的了解。科学家认为,月球上的岩石比地球上的还要古老,月球和地球几乎是由同样的化学元素构成的,只是组成的成分有所不同。例如,月岩所含的钙和铝比地球上的岩石,其含量要高,月球没有磁场,其外壳比较稳定,近30亿年以来几乎没什么变化。尽管天文学家早就认为,月球体态娇小,引力柔弱(为地球的1/6),根本不具备缚住大气的能力,在向阳面的高温下,任何气体分子都会轻而易举地达到脱离速度而逃之夭夭。但对月球的实测表明,月球表面并不是没有任何大气的不速之国,只是大气层太稀薄,表面大气压仅为2X10“巴,而且大气成份比较复杂,随时空多变,通常在黑夜时的大气成份主要由40%的氩、40%的氖和20%的氦组成,到日出时还会加入极少量的甲烷和氨等,有些地区的大气中还会发现极微量的氢、氡、钠、钋和钾原子等。美国科学家日前宣称,月球上有冰存在,这就可能为探索月球奥秘的人们提供饮用水,也可将冰分解为氢和氧,从而为火箭提供燃料。

  从实地勘探中发现,月球上总共有30多万座环形山,星罗棋布,彼此环抱,最大的环形山,直径近300千米、海拨高达6000米以上,十分壮观。遗憾的是,由于月球上没有水源,这些山都是光秃秃的,寸草不生,十分荒凉。显然,要想使如此荒漠的月球世界成为适合于生物生存的天堂,最终变成一个生机勃勃、万物竞存、鸟语花香的天上人间,当务之急是必须解决月球上的供水问题。多年来,科学家们已提出过多种设想。有一个解决办法是:采掘月球上储存量极为丰富的氧化铁,用太阳能熔化炉进行熔炼,使其放出大量的氧,与运输飞船从太空中收集制取的液态氢相结合,来生成供月球开发需要的水。这种在月球和太空就地取材,合成制水的方案,从原理上是可行的,但要实施这一巨大的工程,决不是轻而易举的,涉及到能源、采掘、运输、生活等一系列问题需要配套解决。

  对人类最富吸引力的,是月球土壤中含有大量的气体状的“氦-3”,这是一种比目前地球上核电站所用的氘原料的放射性要低得多的核材料。“氦-3”原本大量存在于太阳喷射出来的高能粒子流(太阳风)中,在几乎没有大气的月球上,“太阳风”直接降落下来,久而久之,在月面的沙粒、岩石中,大约集聚有上100万吨这种材料,若能进行大量开采,不但可供月球开发所需能源,还可为21世纪地球核聚变提供用之不竭的核能原材料。

  月球的白天和夜间持续时间都长达半月之久,白天气温最高达127℃,夜间温度又低达零下183度,如此酷热严寒而又温差剧变的气候,是月球上没有人烟和生命的另一个重要原因。俄罗斯科学家已对如何利用月球上的土壤和岩石制造水泥等建筑材料,然后利用这些材料建筑一座可以调节室温,使其适合于人类居住的生活基地作过长期研究。有一个方案是,他们通过对月球的一些实测数据进行分析,认为月球很可能是一个空心球体。基于这一认识,有朝一日,就可在月球表面打一条通道,进入月球地壳深处的“地下月宫”,在那里建造一座适于人类居住的“地下城”。这样,乘坐飞船奔月的旅游者,可在这座“地下城”找到过夜的旅馆。科技工作者就可以这座地下城为基地从事月球资源勘探、太空产品生产、天文观测等活动。在“地下月宫”这个永久基地未建成之前,科学家建议可以先在地球上制成一些预制塑模构件,形成一个自动竖升的巨形圆筒。事先装配好后,用宇宙运输船送到月球表面,圆筒在月球表面一登陆即自动分成两半打开,并自动形成一座多层结构的建筑物,作为初登月球“志愿者”的临时居所。

  月球最初是如何形成的呢?在科学界这是一个大有争议的问题,目前大致有三种理论。

  “俘虏”理论:有些科学家认为,月球原是一颗流星,当它在宇宙空间漫无边际飞行时,偶然进入地心引力范围,受到地球引力的约束,因而才意外地纳入了地球轨道。不过,近几年来,有不少人引用天体力学来反对这一说法。

  “分裂”理论:持这一说法的科学家认为,月球是从一片炽热旋转的云状物包围着的地球中分裂出来的,因而月球是地球的“孩子”。然而从“阿波罗”号宇宙飞船上几次带回来的资料表明,月球和地球的组成成分却是大不相同的。

  “碰撞”理论:该理论认为,约45亿年前,一个比火星更大的行星,以每小时4000公里的飞行速度猛然撞击早期的地球,力度如此之大,以致这个行星的铁质核一直撞到了我们地球的中心。碰撞结果是产生巨大爆炸,伴随有6000摄氏度以上的高温。地球在爆炸的冲击下变了形,这个采取“自杀行为”的巨大天体的大部分与地球融合,只有一部分作为炽热的蒸汽与其他碎片一道汹涌地喷射入外层空间,后来这些蒸汽冷却下来并凝固成尘埃,尘埃与其他碎片混杂在一起形成了一个核,这个核后来凝聚成团,我们的邻居——灰色的月球从此诞生了。

  科学家们正借助于新型的超级计算机来模拟宇宙空间所发生的这一奇特碰撞,以求验证该理论。

  月球来自哪里?这是一个人们在不断探求的问题,近年来,随着行星演化理论的飞跃发展以及现代电脑技术的广泛应用,又出现了一种月球起源的新学说,叫做新俘获说。

  近几年来,科学家们以现代行星演化理论为基础,用计算机计算了在太阳系形成的初期,作用于太阳、地球、月亮三者之间的力以后,得出了一种新的月球起源学说。科学家们认为,月球是在地球形成的初期,在地球的引力范围内被地球所俘获的;而这种现象在当时又是极为普遍的现象。这种新学说,即所谓新俘获说。

  新俘获说与过去的旧俘获说不同。旧说仅从地球引力来考虑月球起源;而新说是从整个太阳系行星形成过程来研究月球起源的。新说认为太阳系九大行星及若干卫星,包括月球在内,都起源于原始太阳系星云。原始太阳系星云是46亿年前在原始太阳周围形成的一片薄圆盘状星云。星云中含有固体微粒子。大量微粒子逐渐集聚在星云赤道平面上,形成一片很薄的固体粒子层,随着微粒子密度的加大,自身引力也越来越强,到一定程度其稳定性便遭到破坏,粉碎成半径为5公里左右的很多小天体,即小行星。整个太阳系起初是由约一兆个小行星构成的。无数小行星在星云气体中围绕太阳旋转,互相碰撞,逐渐凝聚成长,形成大小不同的行星。我们的地球就是这样,大约经过一千万年才长成现在这么大的。

  行星是在星云气体中成长的。地球的幼年时期周围覆盖着浓厚的星云气体,这种气体叫做原始大气。由于当时太阳活动特别激烈,强大的太阳风逐渐吹散原始大气,后来包围地球的原始大气也逐渐稀薄,飘散掉。

  月球也起源于原始太阳系星云,与地球演化过程大体相同。月球是在地球刚到成年,原始大气开始逸散之际飞近地球引力圈的,这样便成了地球的俘虏。

  月球进入地球引力圈后,受到很多力的作用才留在卫星轨道上绕行。俘获月球主要有四种力,即地球引力、太阳引力、潮汐力和原始大气的阻力。

  一般来说,飞进地球引力圈的小天体,包括月球在内受到最大的力就是地球引力。然而,仅有地球引力,俘获后的小天体轨道未呈椭圆形。地球引力加上太阳引力之后,使小天体轨道有了改变。在地球和太阳引力作用下,进入地球引力圈内的小天体的轨道也不完全是椭圆形的,而且飞行若干周之后必然脱离引力圈跑掉,不可能留在卫星轨道上。

  但是,月球并未脱离地球引力圈跑掉,这是由于原始大气的阻力在起作用。地球引力圈内的原始大气阻力对飞来的月球起了急剧的制动作用,使月球失去一部分能量,轨道半径变小,便跑不掉了。

  如此说来,月球因受大气阻力作用轨道半径越来越小,岂不是早晚也得掉到地球上来,与地球相撞吗?不必担心,当月球飞进地球引力圈时,原始大气已开始逐渐飘散,月球所受的大气阻力越来越小,原始大气消失后,月球所受阻力也随之消失,因而轨道半径没有变小,也没有与地球相撞。

  大气阻力消失后,还有潮汐力在起作用。在潮汐力作用下,月球公转速度加快,离心作用强化,轨道反而向外推移。通过观测得知,目前月球轨道半径事实上每年大约增加3厘米。

  在上述四种力的作用下,使月球在被俘后既未掉到地球上来,也没跑到引力圈外去,始终在卫星轨道上运行,与地球长期相伴。

  行星俘获小天体是行星演化进程中的一种普遍现象,不仅地球这样,太阳系其他行星也有这种现象。不少行星都各有自己的卫星,就是最好的说明。地球在形成过程中,曾有许多小天体飞到引力圈内来,其中一部分小天体直接与地球相撞,其余大部分在绕地球飞行期间,因原始大气强大阻力使轨道半径变小,最后终于落到原始地球上来。地球是在不断“吞掉”这些飞来的小天体当中成长起来的。

  月球被俘获时间比其他小天体都晚,月球是在地球凝聚末期、原始大气逸散初期被俘的。月球被俘的最初10—100年期间,和其他小天体一样,轨道半径也在缩小,但原始大气消失后,月球轨道半径有了改变,月球后来的离心倾向使它幸存下来,免被地球“吞掉”。法国科学家F·米古纳曾对月球被俘后轨道变化的趋势作了计算,计算结果如附图所示。从附图上可以看出,刚被俘的月球距离地球较近,1千万年后月球轨道半径为地球半径的20倍,1亿年后为35倍,46亿年后达到60倍,即现在的位置。

  自从俘获月球后,地球几乎再也没有俘获其他小天体。因为已有月球绕地球飞行,如果再有其他小天体飞来,依据天体力学原理,不会处于稳定状态,它不是掉到地球上来,就是飞出去,再不就是落到月球上去。所以,地球只有月球一个卫星陪伴。

  俘获现象是普遍的,整个太阳系行星都是如此,只有金星是个例外。金星的自转速度很慢,约250天自转一周,不可能俘获行星,因此至今还孑然一身漫游在天空。

  新俘获说从行星演化的整体上阐明了月球的起源以及被俘经过,是目前解释月球起源问题最有权威的学说。但这一新学说还有一些尚待研究的问题,例如,没有原始大气阻力能否俘获卫星?顺行性卫星和逆行性卫星的被俘有何不同?等等。经过科学家们的反复研究,人类对地球起源问题必将有一个正确而全面的认识 。

  8月16日的《自然》杂志上公布了科学家用计算机模拟月球形成过程的成果。据他们的模型,月球是在46亿年前太阳诞生后不到1亿年时,由一个火星大小的物体撞击地球产生的。

  这个模型的研究者卡那珀描述了这一惊心动魄的过程:一个黑暗的比地球大不到一倍半的原始行星在运行中和地球相遇,从侧面给了地球一击,使地球绕自己的轴旋转起来,撞击的冲击力从地球的外层和这个无名撞击物上撕下了部分物质,其中大约一半最后形成了月球。另一些被撕下来的物质被加热到不可想象的程度,蒸发后膨胀

  月球起源之谜:目前,人类关于月球的起源,一共提出了三种假说,月球被捕获说、地月同源说和地球分裂说。到目前为止,三种假说都没有取得强有力的证据,因此产生了第四种假说“月球 ”

  月球年龄之谜:从月球带回的岩石标本,可据以测定月球的年龄。经分析发现,与地球上90%年龄最大的岩石相比,月球岩石99%的年龄更长。1973年,世界月球研讨会上曾测定一块月球岩石年龄为53亿岁,而地球上最古老的岩石是37亿岁。有些科学家提出,在地球形成之前,月球早已在星际空间形成了。

  另外,还有月球环形山形成之谜、月球土壤的年岁比岩石年岁更大之谜、月球受撞击发出巨响之谜、月球上不锈铁之谜、干燥的月球上大量水气之谜等。

  ●古代美洲玛雅人留下了极发达的文化,可是在他们的始于大洪水之前的《编年史》中,人们奇怪地发现,里面竟然没有关于月亮的记载。

  ●距今大约4000年左右,亚历山大里亚大图书馆的第一位馆长在他留下的文献中这样写道:“古时,地球的天空中看不到月亮。”

  ●《金史·天文志》中记载了一条十分惊人的资料:“太宗天会十一年十五月乙丑,月忽失行而南,顷之复故。”意思是:金太宗天会十一年(公元1133年)五月(公历6月)乙丑日(15日),月亮忽然偏离了运行轨道,向南而去,不一会,又回到原来的轨道上。

  ●关于月亮,民间流传着许多传说和神话故事。其中有嫦娥奔月、朱元璋抗元起义等故事。

  ●传说月亮里有一棵高五百丈的月桂树。汉朝时有个叫吴刚的人,醉心于仙道而不专心学习,被贬到月亮上砍月桂,但月桂随砍随合,后世因而得以见到吴刚在月中无休止砍伐月桂的形象。

  (意思是:月亮具有什么特性,消亡了又再长起?那好处是什么,而抚育一个兔儿在怀里?)

  ●老兔寒蟾泣天色,云楼半开壁斜白。玉轮轧露湿团光,鸾佩相逢桂香陌。(李贺《梦天》)

  ●可怜今夕月,向何处,去悠悠?是别有人问,那边才见,光影东头?是天外,空汗漫,但长风浩荡送中秋?飞镜无根谁系?姮娥不嫁谁留?谓经海底问无由,恍惚使人愁。怕万里长鲸,纵横触破,玉殿琼楼。虾蟆故堪浴水,问云何玉兔解沉浮?若道都齐无恙,云何渐如钩?(辛弃疾《木兰花慢》)

  ●天上月圆,人间月半,月月月圆逢月半;今宵年尾,明日年头,年年年尾接年头。

  ●水凭冷暖,溪间休寻何处来源,咏曲驻斜晖,湖边风景随人可;月自圆缺,亭畔莫问当年初照,举杯邀今夕,天上嫦娥认我不?

  玉兔、夜光、素娥、冰轮、玉轮、玉蟾、桂魄、蟾蜍、顾兔、婵娟、玉弓、玉桂、玉盘、玉钩、玉镜、冰镜、广寒宫、嫦娥、玉羊等。

  ●传说,登上月球的阿姆斯特朗,在和代号休斯敦的指挥中心联系时,突然吃惊地说:“这些东西大得惊人!天哪!简直难以置信,我要告诉你们,这里有其他宇宙飞船,它们排列在火山口的另一侧,他们在月球上,他们正在注视着我们……”此时,电讯信号突然中断。阿姆斯特朗看到了什么?

  ●1968年12月21日,美国在肯尼迪航天中心向月球发射了第一艘探测飞船,当这艘飞船进入月球轨道之后,宇航员在100公里高空用望远镜照相机拍摄了第一张月球背面照片。许多年后,人们在研究这些照片的时候意外发现,在火山口中有一个巨大的圆形物体,它十分规则,不像是自然之物,看上去好像正在着陆或起飞。

  ●从“阿波罗”8号开始,10号、11号、16号、17号都曾目击或拍摄过月面不明飞行物的照片,甚至早在1966年,美国的“月球轨道环形飞行器”2号就发现,在月面上有一些排列有序的12~23米高的塔状建筑物,随后,前苏联的宇宙飞船也发现了这些建筑。

  【月亮的别称】月亮是古诗文提到的自然物中最突出的被描写的对象。它的别称可分为: (1)因初月如钩,故称银钩、玉钩。

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