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月球是距离地球最近的一颗星球,也是迄今为止我们人类踏上的唯一的一颗地外星球,不出意外的话,随着人类航天技术的突飞猛进,在不太遥远的未来,月球就将成为人类的旅游胜地。相信大家一定会比较好奇,在月球上看地球会是一种什么体验?地球会有多大?又有多亮?今天我们就来聊一聊。
月球本身是不会发光的,我们看到的月光其实是月球反射的太阳光,这就意味着我们只能看到月球被太阳光照亮的那一部分。由于月球一直在围绕着地球公转,它与太阳以及地球的相对位置就会出现周期性的变化,因此在不同的时间点上,我们地球上观察月球被照亮的那一部分的角度都不一样,月球也就呈现出了不同的形状,这就是月相形成的原因(如下图所示)。
同样的,在月球上看地球,地球也会因为反射太阳光而发光,并且也有各种?地相?,下图为1969年7月阿波罗11号在着陆前拍摄到的地球照片,我们可以看到地球有一部分隐藏在阴影中。
(来源:NASA)
太阳的直径高达1.392 x 10^6公里,月球直径却仅为3476公里,然而在我们的眼里,太阳和月球的大小却几乎是一样大,为什么会这样呢?原因就是我们的眼睛很容易受到?欺骗?,这是一个视角问题,对于同样一个物体,如果它离我们较近,其视角就较大,我们就会认为这个物体比较大,反之则会认为它比较小。
虽然太阳和月球的大小差距巨大,但是月球相对来说距离地球非常近,其视角要比太阳大得多,因此我们从地球上来看,这两者的大小就成了几乎一样大。
在月球上看地球,只是在同样的距离上改变了观测点,由于地球的直径(12756公里)是月球直径的大约3.7倍,所以我们在月球上看到的地球直径,大约会是在月球上看到的太阳的3.7倍(注:日地距离与日月距离的差距很小,这里将其忽略不计),在?满地?的情形下,其发光面积相当于大约14个太阳(注:这里的描述指的是视觉效果)。
当然地球肯定没有太阳亮,因为它毕竟只是反射的太阳光,那么地球到底会有多亮呢?
每一个天体反射阳光的能力都不一样,在天文学中通常用?反照率?来表示,简单地讲就是,?反照率?是指在单位时间内,天体反射的来自太阳的辐射量,与太阳辐射到这个天体的总辐射量的比值,由于太阳主要是以可见光的形式向外辐射能量,因此我们可以认为在面积相等的情况下,一个依靠反射太阳光来发光的天体,其?反照率?越大,它的亮度就越高,反之亦然。
相关数据显示,月球面对地球这一面的反照率仅为0.09,而地球的平均反照率则为0.367,在此基础上,地球的直径又大约是月球的3.7倍,据此我们可以得出,在月球上看地球的亮度,将会是地球上看月球的亮度的大约55.82倍(注:这个亮度比例是在两者相位一样的条件才能成立,如?满月?和?满地?)。
月球早已被地球潮汐锁定,月球自转一圈的时间刚好等于它围绕地球公转一圈的时间,因此月球永远都只能用正面对着地球。也就是说,假如你在月球上不移动位置,那么你就会看到地球永远都会挂在天空中的某个区域,并且以每23小时56分又4.09秒转一圈的速度缓缓自转。
需要指出的是,地球并非在天空中完全不动,这是因为月球在围绕地球公转的过程中会出现一些周期性的轻微晃动,其主要原因有两点,一是月球的轨道有一点离心率,二是月球自转轴并不完全垂直于轨道面。月球的这种晃动被称之为?天平动?,下图为在一个周期里月球?天平动?的情况。
想象一下,在月球上来把椅子坐下,看着漆黑的太空背景中,一颗硕大的蓝色行星稳稳地挂在天空中的某处,随着它的缓缓转动,人类的家园就尽收眼底,这种体验将会是多么的美妙!
人类用肉眼第一次看到整个地球,是1968年的阿波罗8号(Apollo 8)任务中,NASA宇航员威廉·安德斯(William Alison Anders)使用随身携带的摄像机拍摄的那张著名的“月升”的照片,照片中,蓝色的地球像一盏美丽的灯笼悬挂在漆黑的夜空中,显得如此孤独而美丽。这张照片曾经震惊了世人,也是人类第一次从外太空看到一个完整的近乎完美的圆形的地球。当时,阿波罗8号正在月球轨道上,距离地球大约有380000公里。也就是说,如果你能够站在距离地球380000公里的地方,就能够看到整个地球。
当然,如果能够航行到距离地球380000公里的地方,自然是应该能够看到整个地球的,那么,从太空中看到整个地球的最短距离是多少呢?
对此,科学界尚没有确切的答案,因为迄今为止,尚没有任何正式的科学研究对这个问题进行过研究,但是这个问题的答案事实上是一个简单的数学问题,因此,已经有多项来自民间的研究给出了答案。这里给出一个多年以前的来自专业天体物理学论坛上的讨论,有网友对这个问题给出了专业的解答:
人的视野在水平和垂直方向上的可见范围大约为 120 度。如果我们构造一个直角三角形,其中一个角是 60 度(120 度的一半),“d”表示观察者到地球的距离,“r”是地球的半径,那么 d = r/tan(60) = 6371 公里/1.732 = 3678 公里。这表示您必须在距离地球 3678 公里的太空中才能看到一个外形完整的圆盘状的地球。
也就是说,从太空中看到一个完整的完整的地球的最短距离是3678公里。按照这个答案,位于国际空间站上的宇航员是无法看到整个地球的,因为空间站的平均高度只有400公里,而所有的地球同步轨道卫星则能够完整地看到呈圆形的地球。
当然,即使人类已经从太空中看到地球是球形的,这一点已经毫无疑问,但是仍然有人不相信这一事实。
2021年2月22日,被称为“疯狂迈克”的迈克·休斯乘坐自己研制的蒸汽火箭升空,准备在100公里的高空拍摄一张照片,以证明地球实际上是扁平的,而不是球形的。火箭升空后几秒钟内,用于降落的降落伞意外从驾驶舱弹出,导致火箭在飞行了18秒后直接坠地,迈克·休斯壮烈牺牲。
迈克·休斯未能爬升到100公里高空,实际上即使他爬升到那个高度,也无法看到一个圆形或者球形的地球,但是在100公里的高度,是能够明显看到地球的曲率的,那样的话,迈克·休斯虽然不能看到完整的地球,但是至少能够明白:哦,地球原来真的是一个圆球啊……
关于“阿波罗地球照片”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!
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