科學微講堂,有深度的天文學:月食的奧秘!

2021-01-18 科學奧秘檔案館

如果你擔心觀測日食會對你的眼睛造成損傷的話,那麼觀測月食就要相對要安全得多,因為當月食發生的時候,太陽光線被地球擋住了,地球的陰影落到了月球表面。日食與月食,這兩種天文現象之間的一個最大的不同點在於是誰遮擋了太陽光。當日食發生的時候,月球本影會在地球表面掃過一條長長的區域,而月食是因為月球移動到了地球的陰影範圍內所產生的,所以地球上的任何人,只要是面對著月球的,理論上都能夠看到月食的發生,這就解釋了為什麼有些人看到過幾十次的月食,但是卻從未看到過一次日食的原因。

相對於日食現象中出現的本影和半影,月食現象中同樣也會出現本影和半影,只不過月食的本影與半影是地球投影到月球之上的,當月球第一次進入地球的半影時,實際上其亮度減少會非常微弱,甚至你幾乎注意不到。但是當月球進入到地球的本影中時,月球開始逐漸變暗,甚至有時候會改變顏色,變成暗橘色或者血紅色,這是因為地球開始擋住照射到月球上的太陽光造成的,這時能夠照射到月球表面的太陽光只有穿過地球厚重的大氣層才能到達,而這一過程中地球的大氣層會阻擋藍色和綠色的太陽光,僅透過紅色的太陽光,這也是為什麼我們會看到紅色血月天文奇觀的原因。

當月球進入到地球的本影中時,真正的月食便開始了。首先,月球看起來像是一顆牙齒咬過的蘋果並且正在慢慢被侵蝕,彎曲的弧線正是地球邊緣的陰影,月球緩慢移動到陰影的深處,直到完全變成黑色,由於地球比月球的體積要大,所以地球的本影相對要寬得多。相比於日食僅持續幾分鐘而言,月食的整個過程的持續時間則要長得多,甚至可以達到兩個小時左右。

月食現象中並沒有太多的科學內容值得研究,但是如果你了解幾何學的話,你可以通過地球投影在月球上的陰影大小和形狀來計算出地球和月球的相對大小,然而古希臘人就曾這樣做過,並且還得出了一些非常接近真實值的數據,由於他們通過其他的方法計算出了地球的大小,所以他們對月球的大小也做出了一個很好的推算,令人驚嘆的是,這些都發生在距今兩千年之前,要知道當時連望遠鏡都沒有發明出來!不僅如此,他們還通過地球投射到月球上的陰影總是一個圓形,從而得出了只有地球是一個球體才能得以解釋,如果地球是平的,那麼將會投下一個扁平的陰影在月球上,但是顯然這樣的情況並沒有出現過。

根據現代科學的計算發現,月球正在以大約每年4釐米左右的速度慢慢地遠離地球而去,意思就是說,最後月球可能會遠到不能夠完全遮擋住太陽,到那時日全食的天文奇觀也就徹底地消失了,不過這需要花上十億年的時間才能完成,到那時也許人類早已移居到新的星球之上了,你說呢?

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