1700043583
飞行中的科学 [:1700041628]
1700043584
飞行中的科学 神奇的月球
1700043585
1700043586
月亮毫无疑问是夜空中最明亮的东西。作为地球天然卫星的月球，它看上去与太阳同大，不过，这绝对是个巧合。虽然月球的实际大小只有太阳的1/400，但是它与地球的距离也是太阳与地球间距离的1/400。在日食发生时，月亮位于太阳和地球之间，此时，我们能清楚地感受到两者看起来几乎是一样大。地球与太阳间的距离会随着地球的公转发生改变，地球与太阳之间不同的距离会导致不同的景象，有时月亮会将太阳完全遮住，有时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成了所谓的日环食。因此，在适当的距离下，月亮和太阳看起来显得一样大。
1700043587
1700043588
随着月球旋转轨道不断变大，视觉上月亮和太阳的大小将不再一样，月亮会逐渐变小。现实中，在月亮引力的作用下，地球旋转速度会变慢。由于角动量守恒（还记得那个溜冰者么，她一边加速旋转一边收拢双臂），随着月亮的角动量变大，地球的角动量就变小了。它虽然影响不大，但是还是会被我们察觉。月亮以每年4厘米的速度离我们远去。
1700043589
1700043590
我们很难轻易地估测出月亮的大小。我们有时会觉得某天的月亮要比平时大（虽然不像好莱坞电影中的月亮大得那么夸张）。这种现象很难用物理学来解释，因为这是一种心理作用。月亮的大小其实并没有改变，只不过人眼看到的世界是相当主观的，我们之后会谈到这一点。那么，为什么我们觉得月亮忽大忽小呢？最合理的解释是当月亮靠近某些我们熟悉的物体时，比如，当它悬于屋顶上方或挂在树梢之上时，就显得比平时更大了。大脑告诉我们房屋和树木离我们的距离都是可数的，所以，照此推论，月亮也就显得不那么遥远了。
1700043591
1700043592
人类总是热衷于在遥远的事物间建立起联系。当人们仰望星空时，他们将漫天的星斗划分成不同的星座，用线条将不同的恒星连接在一起，形成各种图形，但实际上，这种联系是不存在的。看看出现在南部天际的人马座（Centaurus），你就能明白。半人马座阿尔法星是人马座中距离地球最近最亮的恒星，它距离我们不过4光年。人马座中第二亮的是半人马座贝塔星（也叫Agena），它距地球190光年，是阿尔法星到地球距离的45倍还多。而我们却将这两个相距1797552000000000千米的星星联系在了一起，这多么容易让人误以为它们离得不那么远啊。
1700043593
1700043594
地球距半人马座阿尔法星更近，距贝塔星更远，但是，从来没有人想过将太阳和阿尔法星连在一起，组成某个图案。人们之所以将半人马座阿尔法星和贝塔星联系在一起，仅仅是因为它们所处的纬度差不多，就像休斯敦和开罗的位置一样。为了将天空中无数闪烁的光点划分成若干区域，我们在眼睛和大脑的“蒙蔽”下，将不同的恒星连接成图案。
1700043595
1700043596
1700043597
1700043598
1700043599
月亮有多大
1700043600
1700043601
通过这个实验，你可以看看你的大脑是否误导了你对月亮大小的认知。如果现在月亮就在你面前，先不要去测量它的大小，猜猜看，如果将硬币举到离你一臂之远的地方，哪种规格的硬币和月亮大小相同。
1700043602
1700043603
如果你眼前悬挂着一轮满月，那试试看吧（如果不是，等到下次满月时再做这个实验）。
1700043604
1700043605
你会发现你看到的月亮比任何规格的硬币都小。在纸上戳一个洞，这个洞最接近视觉上月亮的大小。它真的只有那么一丁点儿，只是我们一直被大脑欺骗了。所以，有时你举起相机，想要记录下这美丽的夜空月色时，照片上的月亮总是会小得让你失望。照片不像大脑，它没有骗我们。
1700043606
1700043607
你可以通过测算距离的方法来验证月亮看起来是否只有这么点儿。月亮的直径是3500千米，它距离我们380000千米。眼睛距离手臂末端的距离是0．75米，我们先把月亮到地球的距离也转化成相同的单位——米。因为最后视觉上月亮的大小是以毫米计算的，我们先把月亮的直径从千米转化成毫米，再乘以0．75。所以，在距离眼睛一臂之远外的月亮的直径为0．75×3500×1000×1000/（380000×1000）=6．9毫米。纸上戳出的洞的直径差不多是5毫米，因此，对于月亮视觉上的大小来说，它是一个恰当的参照物。
1700043608
1700043609
1700043610
1700043611
1700043612
1700043613
1700043614
1700043615
飞行中的科学 [:1700041629]
1700043616
飞行中的科学 月亮的阴晴圆缺
1700043617
1700043618
如果此时窗外有月亮，它很可能是弯弯的一轮。月缺是由月亮与太阳的相对位置引起的。首先，让我们来看看月亮和地球的关系。无论何时，地球上一半区域的人都能看到月亮，在白天我们通常都看不见月亮，因为和日光比起来，月光显得那么微弱（日光的强度是月光的300000倍）。
1700043619
1700043620
月亮完全靠反射太阳光而发光。月亮本身的反光性并不好，月光一般是深灰色的，只不过太阳光如此强烈，而夜空又是黑沉沉的，因此，月光被衬托得分外明亮。月球的反射性是造成它阴晴圆缺的原因。
1700043621
1700043622
1700043623
1700043624
1700043625
月相
1700043626
1700043627
我们可以通过一些物体的摆放来设想一下月亮的圆缺是如何产生的。暗室能够帮助你达到最好的实验效果。在暗室中，把电筒想象成太阳，把网球想象成月亮，而你就是地球，让网球绕着你旋转。虽然在飞机上没法这样操作，不过我们可以用其他三样东西代替，比如，杯子、瓶子和你面前的桌板。
1700043628
1700043629
1700043630
1700043631
1700043632
图13 月球环绕地球过程中发生的月相