李競:嫦娥萬里,夢想探太空

新聞來源:長城人壽    日期:2009-10-13

時間:2007129

 

地點:北京天文館

 

演講嘉賓:李競,中國科學院國家天文臺研究員、博士生導師,國際天文學聯合會會員。

 

演講主題:嫦娥萬里,夢想探太空  

  

    129,北京天文館,一場題為《嫦娥越萬里夢想探太空——天文學家解密“探月工程” 》的講座正在這里舉行。這是長城保險舉辦的第七期“長城人文論壇”。天文學家李競先生用生動的語言,深入淺出地為聽眾描繪了古往今來人們探索月球秘密的發展歷程,尤其是中國在沒有任何經驗的情況下,制造發射嫦娥一號的過程,一幅神奇的 “探月”畫卷逐漸“展現”在了聽眾眼前。

 

演講內容:

關于探月工程這個話題,我就精簡到兩個字———“探月。為什么呢?由于我的專業是天文,而對于航天來說呀,我知之甚少,我不能夠更多地講關于探月工程工程。自從嫦娥一號升天以來,新聞媒體報道了很多,我今天要講的是報道中不說的事兒。

  我先給大家講兩個現象。這兩個現象,是要想探月必須知道的。第一,太陽系的天體包括地球、月亮在內,都是逆時針公轉。第二,包括月亮跟地球在內的,都是逆時針自轉。我們要想發射嫦娥一號,可不能夠想逆時針就逆時針,順時針就順時針。怎么發射呢?我們發射一定要提速,大家在電視中都看到了,共三次提速。到達月球之后,因為月球的地心引力比地球的地心引力小得多,只有地球地心引力的六分之一,所以到月球上要剎車,要減速,否則的話,開過去了,跑掉了。嫦娥一號發射過程是先提速后減速。因此發射呢,就不能任意,只能是唯一的,只能這樣發射,不能另外那樣發射。

  我今天講座的主要內容包括:第一、月亮和人文;第二、月球和天文;第三、獨特的地月系統(略講);第四、地月系統的過去跟未來(略);第五、月球起源學說。

  中國傳統歷法,叫陰歷是錯的;叫農歷嚴格來說也不正確,準確的叫法應該叫夏歷。

  在中國的詩詞歌賦里,月亮在所有天體中出現的頻率最高

  我沒有用月球,我用月亮。月亮誰都離不開的,就是計時。計算時間和計算歷法,誰也離不開,中國傳統的計時跟歷法,與現在用的公歷是不一樣的。咱們傳統歷法有好多種叫法,有的說過去叫做陰歷,錯的啊,這個名字是不對的,肯定不對。現在很多地方都叫做農歷,嚴格地說呢,也不正確,可是沒辦法,已經這么叫了。還有個叫法,應該說是比較正確的,是文革之前,解放之后叫的,叫做夏歷。這個夏不是春夏秋冬的夏,是夏商周的下。這個是正確的。

  關于時間單位,第一個時間單位是叫做日,這個日呢,中國的日字實際就是畫一個圈,中間點一個點,這個日就是太陽,就是一天這個字是太陽,自古以來把這個作為一個時間單位,就是從太陽的這次東升西落到下一個東升西落。或者是從這個正午到下一個正午,這叫做一日,現在也一樣。第二個時間單位,叫做年,這個是四季輪回,就是太陽在天上、在星空中做一輪回,叫做一年。

  一日和一年,這都是自然現象,人們過日子,覺得一個時間單位是天,一個時間單位是年,跨度太大,還得有中國特色的計時檔次,這個檔次就出現了,叫做一個月。而這個月字呢,就是一個月牙,里邊原來點一點,現在點兩點。這個字呢,完全是象形字。

  咱們中國這個月怎么計量呢?是從沒有月亮,到滿月,再到滿月,再到下一個沒有月亮,沒有月亮叫朔,滿月叫做望,這樣一輪回,叫做朔望月。就把這作為一個中間的時間單位。所以現在,一個時間單位是日,是太陽,第二個時間單位呢,是月,是月亮。第三個時間單位,又是太陽。這其中兩個時間單位是用太陽,中間時間單位是用的月亮。這個跟咱們的公歷可不一樣,咱們現在用的也是日月年,可是咱們現在用的這個月,英文是month,跟月亮毫無關系。就是把365天分成12份,一份就是3031天,七個30天,五個31天。

  現在用的公歷不僅跟月亮毫無關系,還有人為因素。有人認為,這個二月份要殺人之類的,就把30天變成29天,29天不吉利,又變成28天。而中國人對月亮可是情有獨鐘。這是我們的特色,如我們的二月二龍抬頭,五月五過端午,七月七七夕節,八月十五中秋節,這幾個月是真正跟月亮有關的。這是咱們中華民族特有的。咱們的歷法呢,就是陰陽合一,陽歷看太陽,陰歷看月亮,所以咱們不是陰歷,而是陰陽合歷,這個月亮對中華民族來說是太重要了。我們還有一個時間單位用的也與月亮有關,也是中國獨有的,就是月的旬,就是十天為一旬,現在已經很少用了。

  另外,在中國的詩詞歌賦中,月亮的出現頻率據統計是所有天體中最高的,歌頌也是最多的,為它傷感、紀念也最多,滿月團圓歡喜,弦月憂愁悲傷的,都與月亮有關。所以月亮是中華民族不可或缺的一個天體。

  如果沒有月亮,就沒有強潮汐。如果沒有潮汐,也許就完全沒有今天的北京。

  沒有月亮也許就沒有北京城

  中國的歷法,除了看太陽升起,一年有四季,還有看月亮可以知道是初幾,十幾,二十幾,所以中國人晚上看月亮能夠知道日。咱們現在不看月亮,光看日期,而在中國傳統的歷法中,看月亮你幾乎能夠準確地知道,這天是初三,還是初五;是十六,還是十八。

  月亮有一個重要的因素,就是月亮引起我們地球上的潮汐,水星沒有潮汐,沒有衛星;金星沒有潮汐,沒有衛星。火星有兩個月亮,但那兩個月亮太小,引不起潮汐。可是地球呢,旁邊有這么一個大的天體———月球,而月球離我們又相當地近,近到什么程度呢?近到光線要走1.25秒就到了。在月球上擱一面鏡子,現在有那種激光放射鏡,人類三次登月的時候都在上面安了一面鏡子,從地球上打一柱激光,打到那個鏡子上,返回來,掐表看,用這個方法來計算這個時間內地球跟月亮的距離,這就叫做激光測距。一般來說,一來一去,只需2.5秒,那光線1.25秒就是地球跟月球的距離。這樣的例子,說明月球對地球的吸引力太大了。

  如果把太陽對地球的引力,引起這個潮汐的力量算作1,那么月亮是2.2,所以潮汐主要是由于月亮,要是沒有月亮,就看不到錢塘江觀潮這樣壯觀的景象了,咱們地球的環境也就只有很微弱的潮汐。如果沒有潮汐,也許就形成不了北京灣,沒有北京灣就沒有古北京,也許根本就不會有北京猿人在這里定居,也許就完全沒有今天的北京。這就是潮汐的影響,有潮汐才有北京灣,還有潮汐沖刷出來的現在北京的西山,還有大平原。所以月亮對于咱們北京的來源,對于北京地區的形成,太重要了。

  因為有了月亮,才有月食和日食。要是沒有月亮,就沒有月食,沒有月亮,也不會有日食。日食是月球把太陽擋住了,所以要是沒有月亮的話,這個現象就沒有了。

  木星就沒有潮汐,為什么呢?它自個兒太大,旁邊那些衛星啊,圍著它轉,對它沒有引力。

  因為有月亮,地球成了唯一有潮汐的天體

  地球和月亮最獨特的情況就是月亮跟地球比,如果地球的直徑為一的話,月球的直徑是四分之一,這個比例太大了。我給大家做個對比,看火星,有兩個月亮,它的月亮的大小呢,相當于火星直徑的二百六十一分之一,只是那么一小家伙。看木星,木星最大個的衛星,比月亮大多了,但是呢,它只占木星的二十七分之一。看土星,有一個很大的衛星,叫土衛六,土衛六只占土星的直徑的二十三分之一,雖然土衛六很大,可是土星更大。天王星的衛星只有其直徑的三十二分之一,海王星的衛星只有其直徑的二十八分之一。

  而月亮在太陽系中是非常獨特的,它個兒太大了,不是它本身直徑非常大,而是它跟太陽,跟地球來相比顯

  得大。正是因為如此,有潮汐的天體,只有地球。木星就沒有潮汐,為什么呢?它自個兒太大,旁邊那些衛星啊,圍著它轉,對它沒有引力。可是地球可經不起旁邊有四分之一大的這么一個天體,就使地球自古以來就在那兒膨脹收縮,膨脹收縮就引起潮汐現象,跟一個彈性球一樣。

  人類指望不到這天。因為到不了那個年份啊,太陽會變成紅巨星,地球就不能存在了。

  ■30億年后月球會離我們遠去

  有了月亮,就出現了潮汐現象,潮汐現象不光是地球的潮汐,漲潮落潮,還出現一個現象,叫做潮汐摩擦。潮汐摩擦的結果,地球自轉變慢。這有證明,恐龍時代,6500萬年前,一年,不是365天,一年400天,地球轉速比現在快多了,一天不是24小時轉一圈,而是22小時就轉一圈了。這是恐龍時代,它那時候的表跟現在可不一樣。再往前,更快,也就是說,越往前,這個地球自轉速度越快。

  由于有月亮在旁邊呆著,月亮引起地球的潮汐摩擦,潮汐摩擦使地球自轉速度放慢,地球現在的自轉速度比恐龍時代變慢了,變慢的結果呢,月亮遠離。長此下去呢,月亮離地球更遠。月亮遠離的速度大概是多少呢?一年月亮離地球遠4厘米,每年遠4厘米

  這個4厘米38萬公里來說簡直是太小了。別忘了,架不住時間長,30億年以后你看會什么樣。(按照編者推算,30億年后,地球與月球之間的距離將增加12萬公里,而現在月球與地球的平均距離為38萬公里。也就是說,屆時月球與地球之間的平均距離將為50萬公里。)那時候,月亮離地球越來越遠,地球的潮汐就越來越弱,將來終有一天,沒有了月亮的引力,或者月亮的引力起不了作用了。那時候地球的潮汐呢,主要依靠太陽。

  因此,30億年以后,40億年以后,如果地球上還有人,那么看到的太陽、月亮,可比今天小了。小的結果是什么呢?是月亮遠了;小了的結果,是終有一天,會出現月環食了。離地球越遠,它進入地球的影子越小。月亮越來越小,就會沒有日全食,只有日環食,沒有日全食,它遮不住。所以你看,我們親密的離我們這么近的嫦娥,這個月球,這么美好的東西,經不住時間長,會逐漸離我們遠去。

  隨著天體的演變,時間長了以后,地球也要隨之改觀很多。這些可能在講嫦娥工程的時候,不會涉及到這么多。但這個確實是要發生的,是天文的事,所以在這里,我們更多地從天文學角度來給大家講講,展望展望未來,這個未來太遠了,不知道那時候還有沒有人類。但愿還有。

  由于有潮汐效應,地球的自轉速度變慢,地月距離增大,過去潮汐比今天盛,全食時間比今天更長,全食的時間長是因為月亮個兒大。而未來呢,潮汐要弱于今日,有望觀測到月環食。

  但是我要告訴大家,人類指望不到這天。為什么指望不到看月環食呢?因為到不了那個年份啊,太陽要變了,地球也隨著太陽的改變而改變。太陽會變成紅巨星,地球就不能存在了。在未來的年份,人類可能通過高科技遠離家園,到達另外的天體,這是非常遙遠的事。

  有一個天體跟地球相撞,彈出來的碎片中一部分聚合起來了,就形成了今天的這個月球。

  月球起源于天體與地球相撞

  月球起源學說在近年來有很大的變化。在30年前,小學課程中,有一篇科技短文說到地球跟月亮的關系,可能是母女,可能是姐妹,可能是夫妻。

  什么叫地球跟月球的關系是母女呢?就是月球是地球生出來的。在早期,地球還沒成形的時候,被某種吸引力吸出來一塊。這就叫做月球跟地球的關系是母女關系。姐妹關系呢,是兩個同時在太陽系中生成的。第三個呢,是夫妻關系,兩個毫無關系,偶然間走到一起了,互相吸引,互相繞轉,像跳雙人舞一樣,變成了不可分割的一對。這是過去的月球起源學說,很多書上都有。

  但近年來對這三個學說有新的評論。是什么呢?主要由于美國的12人分次登月,這12人登月,在月球上取回來384公斤的月球土壤的巖石,其中有一克,由美國當年的國務卿送給了中國,送給了鄧小平。然后呢,這克巖石就給了中國地質貴陽地球化學所,由嫦娥登月工程的探月首席科學家歐陽自遠,把這一克分成一半,其中的半克他進行了化驗,寫出來14篇論文,以至于他后來變成了探月的首席科學家。另外的半克在哪兒?就在北京天文館,大家有機會去看看,得用那個顯微鏡,你才能看見那半克的月壤。

  人類登月之后,對月球的研究不是用望遠鏡看月亮,而是把月球土壤拿回來進行了化驗,得到了對于月球表面的礦物、巖石的詳細的地質化學分析。還有這登月12人,曾經有三人把地震儀放上去,因此把這地震儀命名為月震儀。這個月震儀,無人管理,就在那兒自動探測月球內部,把信息傳回來。傳回來之后呢,我們就了解了月球的內部結構。所以,人類現在對于月球內部的了解,跟人類了解地球內部是一樣的。雖然月球離我們很遠,但是對于月球內部的了解,并不比我們了解地球內部更少。這兩項第一分析了月球的土壤,第二探究了月球內部結構。

  因此呢,現在知道,月球和地球完全不是母女關系,姐妹關系,夫妻關系。而是另外一個說法。這個說法叫做大隕集說。說的是大概在地球誕生1億年左右(地球有46億年了),有一個大個的天體,這個大個天體有多大呢?跟火星這么大的。火星多大呢?火星直徑有地球的二分之一,地球二分之一這么大一個天體,跟地球相撞,撞得還很厲害,撞到地球里邊了。撞到地球里邊,就碰到地球里邊鐵核,地球內部是個鐵核,鐵的,碰到鐵核它就彈碎了,然后把地球的一些結構也彈出了。彈出來一大塊東西,包括它本身的碎片跟地球的碎片。這些都散布在空間,然后其中一部分聚合起來了。就形成了今天的這個月球,而另外一些部分就散去,就不知所終。這個就是現在的新的學說,叫做大隕集說。

  現在看來,這個大隕集說,能夠解釋更多的月球土壤和月球的內部結構情況。所以這個月球起源學說,現在被認為是更接近于真實情況。隨著人類探月,包括中國今后的探月,我們對月球的知識更豐富以后。對于大隕集學說也許會否定它,也許會更進一步地修訂使它更接近于真實情況。這是對未來的展望,這也是人類探月的一個遠景目標,這個遠景目標的實現將讓我們更深刻地認識月球。

捕鱼王者游戏机价格 东方6十1走势图2元网 奥彩足球比分比 平特一肖计划投资 河南快三软件 下载马报图 11选5走势图安徽时时网站 一尾中特网址 3d开机试机号今天100期和值 国丰彩票靠谱吗 内蒙古11选5最新版app