地球和月球的关系 两者之间的距离是多少

伤我心太深

　　地球和月球的关系是什么？地球和月球的距离是多少？地球是人类和各种生物赖以生存的家园，它是一个物质球体，直径约为10000千米。地球的各部分紧密联系、相互吸引，构成一个整体。地球赤道位置微微鼓起，从严格的意义上讲，地球还不是真正的球形，因为它的表面不是平坦的，因此要想判断它的形状和大小其实很难。研究数据表明，地球的极直径为12713千米，赤道直径为12756.5千米，可见赤道要长于极直径。


　　我们对于自己的家园——地球的了解，大多还只停留在地球的表面。对于地球内部的结构，我们尚未获得足够的直接证据，所以仍然要靠推测。在地表以下，随着深度增加，温度也会越来越高，但是不会高出太多。从地球形成以来，地球内部的热量几乎保持不变，因此地心具有更高的温度。无论是近地表还是地球内部，温度随深度增加的比率都是相同的。


　　在地表以下深达20千米左右的地方，物质的温度已经很高，十分灼热。向更深的地方迸发，到了距离地表200千米左右，温度已经上升到极高，物质开始熔化。通过这样的分析，我们可以推测地球具有一个熔化的铁核心，同时具有一个低温的固体表面。当地表在外力和内力的作用下出现了一个裂隙或漏洞，就会造成火山喷发。这些涌出地表的高温物质能够向我们展示地球内部是怎样的场景。





　　19世纪20年代，出现了另一种理论，认为地球并不是一个具有液态内核的星球。该理论认为，地球是一个整体，从内到外都是固态的。这个理论的坚定支持者是英国科学家开尔文爵士。他认为，地球如果具有一个液态的内核，那么将受到月球的极大影响，现在在地球上发生的潮汐现象将无法得到合理的解释。地球的纬度变化也说明了这一点。地球如果想保持现在的旋转状态，就必须是一个整体的固体，而非只有外壳是固体，而内核却是液态的。


　　在地球内部，因为压力十分巨大，所以物质能够保持固态，这种解释能够实现物质在高温和固态之间的平衡。实验证明，随着压力增大，物质的熔点会提高。一块达到熔点的岩石被施以重压，它仍会保持固态。在温度增加的前提下，同时考虑地心高压的因素，就能合理地解释为什么地心的物质也是固态的了。


　　如果我们把大小相同但是材质不同的物体放在手中感受它的重量，就会明显地发觉，铜、铁等金属材质的物体明显重于木头等非金属，这是因为金属的密度更大。要想了解地球，也必须了解地球的密度。同时地球也受到万有引力的作用，这种引力不但存在于地球上，也存在于宇宙的所有物质之间，也就是说，引力是无处不在的。但是随着两个物体之间距离的增加，引力会减少。引力大小和距离的平方成反比，距离增加1倍，引力就变为原来的1/4，增加2倍，就变为原来的1/9，增加3倍，就变为原来的1/16，以此类推。


　　地球以地轴为中心做自西向东的旋转运动，而地轴通过地心伸出到两极并在此与地球表面相交。在地球的旋转运动中，我们发现日月星辰在随我们做反方向的运动，这也从另一个角度证明地球以地轴为中心的旋转。





　　我们还发现了地球纬度的变化。地球的极点不是固定不变的，它也在移动，如果能准确地找到它，你会发现极点每天都在围绕一个中心点移动，距离中心点时近时远，有时10或20厘米，有时30厘米。确切地说，它是在一个直径约为18米的圆圈中做可变而不规则的曲线运动，每经过一个14个月的运行周期，就能形成一个圆圈。


　　地球是巨大的，我们如何在这个巨大的球体上感受到微小的移动呢?对于这个问题，我们可以借助天文观测寻找答案。在夜晚，我们可以精确测量出当地铅垂线与当日地球自转轴之间的夹角。1900年，为了测量极点的变更，国际大地测量学会在地球的四面设立了观测点，它们分别位于盖瑟斯堡、太平洋沿岸、日本和意大利。在此之前，类似的测量已经在欧美的很多地方进行过。





　　德国的库斯特奈尔早在1888年就发现了极点和纬度的可变性。当时他在进行其他的观测，但却意外地发现了这种变化。随后他进行了深入的研究，以便确定这种变化的运动曲线。现在看来，这种变化在一些年份会较为明显，但是在有些年份呈平稳趋势。在一次为期7年的观察中，科学家们发现，北极点会在其中的一年游走出一个比较大的圆圈，三四年后又会连续几个月徘徊在圆心附近。


　　对于地球来说，无论从天文学还是物理学的角度看，地球的大气层都是非常重要的。但大气对地球形成了保护层的同时，对天文学家进行精密观测也造成了非常严重的阻碍。宇宙中的天体发出的光线在经过大气层时，有一部分会被吸收掉，这就使得在地球上对天体进行观测时，看到的颜色与真实的色彩产生偏差。比如，在非常晴朗的夜晚，我们仰望星空，能够用肉眼看到的群星的光亮，要比它们的实际亮度暗一些。星体发出的光也呈弯曲状，不能直接被天文学家观察到。因为它们的光线有些弯曲，所以会显得比实际位置要高，显得离我们更远。


　　星光离天顶越远，光的折射就越明显，距离天顶45°的折光之差可达一弧分。我们在平时的生活中用肉眼很难发现的曲折度，在天文学家眼里就是非常大的误差。距离地平线越近，折光率就越大，与地平线的角度为28°时的折光率，是45°时的两倍。在地平线上观察到的天体因为折光引起的误差超过半度，将会超过肉眼观测到的太阳和月亮的直径。当夕阳西下时，我们看到太阳还处于地平线之上的时候，实际上它已经落在地平线以下了。我们之所以还能看到太阳，都是由光的折射作用造成的。太阳在地平线附近上半部分受到的折光率要小于下半部分，看上去水平直径要比垂直直径要长，这时观察到的太阳会显得扁一些，这种现象在海上看日出日落时会更明显。





　　在热带地区晴朗的天气下，在海滨，我们会观赏到缓缓西沉的落日，那样的景象是非常美丽的;而在温带，因为空气浓厚，就难得看到这样的景色了。大气对不同颜色的光线的折射率是有区别的，就像三棱镜在不同的角度所折射出的光线也是不同的，按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序，各种颜色的光线折射的角度逐渐增大，其中红色的光线折射最少。太阳在海平面消失时，最后的光线也会渐渐消失，残阳的色彩也会在最后的短暂时刻迅速改变，随后暗淡下去。


地球和月球的距离是多少？


　　月球是地球的卫星，也是我们的近邻，到月球去旅行，要经过38.6万千米的行程，这个距离目前已经得到了科学界的一致认可。有两种方法可以得到这个数据，其一是直接测量视差，其二是通过月球环绕地球运行而得出。月球在环绕地球运行时呈椭圆形轨迹，因此计算实际地月距离时会产生误差，有时会小于平均距离1.6或2.4万千米，有时则会大于平均距离。月球的直径大致相当于地球直径的四分之一，准确数字是3476千米。


　　月球的表面是不规则的，但大体上还是一个球形。月球环绕地球运转，同时它又和地球一起环绕太阳运转，虽然听起来似乎很不简单，但实际上并不复杂，我们在日常生活中就会发现一些与之类似的情形。比如，在快速行驶的车厢里，一个人绕着某个物体做圆周运动，那么不管他如何运动，快速行驶的车辆与他和这个物体没有任何关系。地球围绕太阳运动的同时，月球围绕地球运动，月球与地球也保持着不变的距离，与地球的公转无关。


　　因为月球与太阳的位置关系不断发生变化，月球表现出了不同的位相。月球本身是不发光的，我们之所以能够看到它，是因为它反射太阳光。当月球的位置处于我们和太阳之间时，面向我们的一面是黑暗的，背对我们的一面则是光亮的。在之后的两三天，月亮逐渐显露出来，被照亮的那一小部分犹如细细的月牙，被我们观察到，这就是新月。


　　新月升起几天后，月亮的全貌才终于呈现在我们的面前。月球黑暗的地方散发着暗淡的光泽，那是地球反射的光造成的。此刻如果站在月球上，将会看到天空中出现了一轮蓝色的满月，这就是地球，它看上去要比月球大很多。随着月球公转，地球反射的光不断减少，上弦月出现时，完全消失，这是因为月球上被照亮的部分亮度不断增加，下弦月时也是这样的情形。

月球人是怎么来的？

　　我们观察月亮，会发现在它的表面有些明暗不均的区域，暗的部分有点像一张人的脸，这就是所谓的“月中人”，它有着突出的鼻子和眼睛。月球表面的地貌很复杂，我们用最小的望远镜也能看到它们，用好的望远镜可以看得更清楚。通过望远镜，我们首先就会看到月球上那些隆起的山脉。要想获得更好的观测结果，可以选择上下弦月时，这时那些山脉正好处在日出或日落时，此时会显出长长的影子，山脉非常清晰。


　　满月时太阳光直射在月球表面，这是月球最明亮的时候，但这时却看不到那些起伏的山脉。那些称之为山的地貌，其形状其实更像火山口，它们围绕山口是一圈高高的环形山脉，中间显得比较平坦，所以被称作环形山。环形山中间屹立着山峰。上弦月时，这些环形山以及中间山峰会投下它们的影子在平坦的中间地带。


　　通过观察我们能够发现，月球黑暗的地方比起其他地方显得平坦，过去曾有人认为那里就是月球的海洋，而亮部就是月球的陆地。人们还以此对这些地方命名，比如雨海和澄海就是其中的两个，这样的名称一直被沿用下来。经过更为精确的观测发现，这些所谓的海洋其实是月球低洼地方的平原，海洋的说法因此宣告结束。我们所看到的月球表面地貌的变化，其实就是由月面侧影的明暗变化形成的。


　　月球上最值得关注的风景之一，就是一些能够发出明亮光线的点，我们用最普通的望远镜就能观察到这些明亮的光线。这些光线来源于月球南极附近的第谷环形山旁。位于光线中心的亮点，看起来像是月球表面破碎后裸露出的内部构造。因为那里有很多熔化的白色物质，有人据此推断月球曾经有过火山喷发。这种情形到底是怎么形成的，至今也没有权威的解释。目前被主流意见接受的一种说法是，这是陨石撞击月球的结果。


　　人们很关心月球上是否有水和空气，科学家给出的答案是否定的。如果月球上有大气存在，而且密度哪怕仅为地球大气密度的百分之一，当星光从月球表面上穿过时就会产生折射，我们就能发现月球大气的存在。但实际上，我们并没有发现折光的迹象。如果月球上有水，那么我们就能在月表的低洼处发现。而且当太阳光照射时，应该产生反射并被我们观察到。生命的存在离不开空气和水，了解月球上是否存在空气和水，也是为了证实月球上是否存在生命。既然月球上没有空气和水，那里就是一个死寂的世界。


　　月球是否和地球一样存在自转呢?很久以来，这个问题引起了人们的关注和争论。我们注意到，月亮展示给我们的一面永远是相同的，那么如果月球存在自转，我们就可以得出结论：月球的自转周期和公转周期是相同的。因为对运动概念存在不同的理解，所以有人会认为月球不会自转。


　　从物理学的角度看，一般在物体除转轴外的任意方向上穿过一根直线，观察这根直线是否始终保持同一个方向，用这样的方法来辨别物体是否旋转。如果方向没有变化，可以肯定物体是没有旋转的。如果也用这样的方法观察月球，那么，如果月球不存在自转，它处于公转轨道的任意位置，这根线都会指向同一个方向。这样一来，如果月球没有自转，我们就会看到它的每一面，当然也就不是我们现在所看到的样子了。