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      從仰望到登陸

      2021-01-06 08:15:01
      紅領(lǐng)巾·探索 2021年12期
      關(guān)鍵詞:伽利略威尼斯學(xué)說

      抬頭看月亮是人類最古老的行為之一。在史前時(shí)代,人類的祖先就仰著頭看月亮,心想這個(gè)家伙怎么這么好看、這么亮。

      后來,祖先們望著月亮,編出了神話。比如在中國上古神話中,就記載著月亮上有廣寒宮和五百丈高的桂花樹,以及住在上面的仙人和玉兔。

      在歐洲呢,早期的觀測者盯著月球,發(fā)現(xiàn)了上面有暗色區(qū)域,他們猜測這些暗色的區(qū)域是海洋,把它們稱之為“月海”。

      是啊,月球這么遠(yuǎn),光靠肉眼實(shí)在看不清楚。

      直到1609年,一位意大利的科學(xué)家用一臺奇怪的裝置,看到了前所未有的清晰的月球,人類 從此進(jìn)入到觀測月球的新時(shí)代。

      從偵察鏡到望遠(yuǎn)鏡

      這位意大利科學(xué)家叫伽利略,早些時(shí)候他在威尼斯的一所大學(xué)里教數(shù)學(xué),他的工資很低,日子過得很困難。為了給3個(gè)孩子提供更好的生活條件,伽利略決定發(fā)明一種名叫“偵察鏡”的工具來賺點(diǎn)兒錢。

      根據(jù)伽利略的構(gòu)想,偵察鏡在威尼斯會(huì)很有市場。威尼斯是傍海而建的城市,來自海上的軍事襲擊時(shí)不時(shí)地如暴雨般驟然而至。而通過偵察鏡,威尼斯的士兵能夠提前發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)方的戰(zhàn)船,從而做好準(zhǔn)備。

      令人驚奇的是,伽利略制造偵察鏡前的采購清單被保留至今,上面清晰地寫著:給兒子買鷹嘴豆、拖鞋、玻璃、炮彈和風(fēng)琴管。

      意大利有著悠久的工匠傳統(tǒng),身為學(xué)者的伽利略同樣擁有著出色的制造技藝。伽利略先用旋轉(zhuǎn)的炮彈外殼打磨玻璃,制造出不同規(guī)格的鏡片。通過物理計(jì)算和調(diào)試,他最終將一片凸透鏡和一片凹透鏡置入風(fēng)琴管中,造出了偵察鏡。伽利略對外宣稱,他的偵察鏡能夠提前兩小時(shí)發(fā)現(xiàn)敵船。

      為了證明自己所言非虛,伽利略邀請威尼斯的權(quán)貴們登上塔頂,用偵察鏡遠(yuǎn)眺大海。權(quán)貴們使用過后極為震驚,遠(yuǎn)方看起來只是一個(gè)小點(diǎn)的帆船,從風(fēng)琴管后面望去,竟然能清晰地看到船上的桅桿。伽利略一下子名利雙收,據(jù)說,威尼斯的元老院因?yàn)閭刹扃R的發(fā)明,將伽利略的工資翻了一倍。

      作為學(xué)者,伽利略對星空的興趣遠(yuǎn)大于追求財(cái)富。偵察鏡的發(fā)明,不僅讓伽利略有了錢,更讓他有了超越肉眼的觀測能力,他將偵察鏡指向星空,看向了月亮,然后被驚呆了。

      當(dāng)時(shí)的人們都認(rèn)為月球是個(gè)完美的球體,像珍珠一般光滑,但伽利略通過偵察鏡(后來被稱為望遠(yuǎn)鏡),看到了月球上廣闊的平原、深邃的峽谷和巨大的環(huán)形山。這是人類觀測月球的里程碑事件,它標(biāo)志著人類對月球的觀測自史前時(shí)代以來,進(jìn)入全新的階段。

      隨著望遠(yuǎn)鏡制造技術(shù)的逐漸進(jìn)步,人類把月球看得越來越清楚。

      終于在1959年,人類對月球的觀測又邁進(jìn)了下一個(gè)新時(shí)代。

      探測器,出發(fā)!

      1959年1月2日。

      蘇聯(lián)拜科努爾航天發(fā)射場。

      “月球1號”成功升空,成為人類發(fā)射的第一個(gè)掙脫了地球引力的航天器。按照計(jì)劃,“月球1號”將在月球硬著陸,但最終,它在距月球5 995千米處掠過月球,成了一顆圍繞太陽公轉(zhuǎn)、周期為450天的人造行星。盡管如此,“月球1號”也宣告了人類對月球的探測進(jìn)入了全新的時(shí)代。

      1959年9月12日,蘇聯(lián)乘勝追擊,繼續(xù)發(fā)射了“月球2號”探測器。1959年9月14日,“月球2號”到達(dá)了月球,并精準(zhǔn)地著陸在兩座環(huán)形山之間,這是人類第一個(gè)降落在月球上的人造物體,也是人類第一個(gè)在地球以外的天體上著陸的人造物體。

      但人類不會(huì)只滿足于把探測器發(fā)射到月球上,我們?nèi)祟愐H自登陸月球!

      人類來了!

      1969年7月,“阿波羅11號”成功登月。

      在隨后的幾十年里,美國、蘇聯(lián)和中國通過一系列探月活動(dòng),累計(jì)帶回月巖380多千克,這成為人類研究月球的珍貴樣品。在這個(gè)階段,人類對月球的了解有了質(zhì)的飛躍。迄今為止,共有12位宇航員登上了月球。

      在科學(xué)家的構(gòu)想中,隨著航天技術(shù)的發(fā)展,人類將在月球建立實(shí)驗(yàn)室、科考中心、永久性長期居留基地,人類還將以月球?yàn)槠瘘c(diǎn),進(jìn)入廣袤的宇宙!

      各位讀者,下面是月球小百科時(shí)間。

      月海是海嗎?

      在望遠(yuǎn)鏡發(fā)明前,人類在觀察月球時(shí),已經(jīng)注意到月球有顏色相對較暗的部分,也有相對明亮的部分。早期觀測者以為暗色區(qū)域是海洋,稱之為“月?!?對應(yīng)的明亮的部分被稱為“月陸”。隨著對月球了解的加深,天文學(xué)家們才發(fā)現(xiàn),所謂的海洋根本不存在,這不過是因?yàn)樵虑虻哪承﹨^(qū)域反射率不同而形成的視覺效果。

      月球本身不發(fā)光,平均反射率只有9%,這就意味著,太陽照向月球的光,91%都被月球自身吸收了,如此低的反射率僅僅比瀝青高一些。月球的暗色區(qū)域是平原、盆地等低洼地帶,比如月海中地勢最低的“雨?!?,它的東南部甚至比周圍低6000米,這樣的區(qū)域反射率很低,約有7%;而月陸部分都是高地和山脈,它們地勢高,反射率差不多能達(dá)到17%,所以看上去很明亮。

      月球從何而來?

      月球是地球唯一的天然衛(wèi)星,對于它的起源,至少有三種學(xué)說。

      分裂說:這個(gè)學(xué)說認(rèn)為,月球曾是地球的一部分。在地球形成早期,地球呈熔融態(tài),自轉(zhuǎn)速度極快。在這種高速自轉(zhuǎn)的情況下,一部分熔融物質(zhì)被甩了出去,冷凝后形成月球。這種學(xué)說的一部分支持者甚至認(rèn)為,今日地球上的太平洋就是當(dāng)年月球被甩出后留下的巨大空缺。但如果月球真的是從地球分裂出去的,那么二者的地質(zhì)成分應(yīng)該相同??稍虑蚝偷厍虻牡刭|(zhì)成分已被證實(shí)很不一樣,所以這個(gè)學(xué)說已經(jīng)被主流科學(xué)界推翻了。

      俘獲說:這個(gè)學(xué)說認(rèn)為,月球原本是一顆從地球身邊飛過的天體,由于和地球距離太近,所以被地球引力捕獲,成了地球的衛(wèi)星。但這個(gè)學(xué)說也有很多現(xiàn)象無法解釋,比如太陽的質(zhì)量遠(yuǎn)比地球的大,月球進(jìn)入太陽系后,應(yīng)該更可能被太陽捕獲。所以這個(gè)學(xué)說也被否定了。

      撞擊說:這是目前科學(xué)界普遍認(rèn)同的觀點(diǎn)??茖W(xué)家們推測,在地球形成的早期,曾經(jīng)有一個(gè)火星大小的天體撞擊地球,撞擊產(chǎn)生了巨量的碎片,這些碎片后來聚集形成了月球。

      月球上面有鏡子?

      1969年7月21日,“阿波羅11號”在月球登陸后,宇航員在月球上放了一面鏡子,這是為了精確回答人類古老的疑問:月球離地球到底有多遠(yuǎn)?

      測量過程是這樣的:地球上的天文學(xué)家向這面鏡子發(fā)射激光,鏡子就會(huì)把一部分激光反射回來,根據(jù)光返回的時(shí)間,我們就可以計(jì)算出地球和月球間的距離。借助這面鏡子,我們不僅知道了月球和地球的距離,還有了新的發(fā)現(xiàn)——月球正以每年3.8厘米的速度逐漸遠(yuǎn)離地球。

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