## 本周的月食证明地球不是平的
月食期间地球的影子证明地球不是一个扁平的圆盘,而是一个圆形的球体。
月食证明地球是球体。来源:NilankaSampath
你现在可能已经知道了,本周(具体取决于你所在的观看地点)8月2728日将会出现月食。 由于可能确实存在时效性问题,以下改成非时效性内容: 你现在可能已经知道了,近期将会出现月食,具体日期取决于你所在的观看地点。
日食的可见范围几乎覆盖整个欧洲、非洲和美洲,不过能看到多少、持续多久取决于你的位置,其中南美洲、中美洲及美国东部地区的观测者通常能获得最佳视野。
不过,你可能没有意识到的是,月食对于早期的天文学家认识到我们生活在一个(大致)球形的星球上,而不只是一个平面上,起到了多么重要的作用。
他们是如何得出那个结果的呢?让我们来解释一下……
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来源:美国国家航空航天局
月食期间看到的地球圆形阴影。图片来源:JavierZayasPhotographyGettyImages
月食为什么会发生
让我们从头开始。就像日食发生在月球运行到地球和太阳之间时一样,月食发生在地球运行到太阳和月球之间时。
在日食的情况下,月球会挡住太阳的光线。
月食发生时,我们看到月球变暗是因为月球穿过了地球的阴影。
地球、太阳和月球在每月满月时会以这种方式排成一线,但月食却很少发生。
这是因为月球绕地球公转的平面相对于地球绕太阳公转的平面倾斜了约5°。
图片来源:美国国家航空航天局
因此,虽然这三个天体相对频繁地大致排成一条直线,但当这种情况发生时,月球通常刚好位于地球阴影的上方或下方,所以我们看不到月食。
相反,月食只会在太阳、地球和月球精确排成一线的那些更罕见的情况下发生。
也就是说,当它们处于一条直线上,且月球倾斜的轨道穿过地球的轨道平面时。
当这种情况发生时,地球上的观测者会看到地球的影子从一侧逐渐侵入满月被照亮的一面,几乎完全将其遮住,然后再慢慢地从另一侧移出。
无论如何,这是在月全食期间的情况。在月偏食期间,地球的影子会掠过部分月球表面,但不会将其完全遮住。
在半影月食期间,月球完全不会进入地球阴影最暗的部分(本影),而是会穿过半影。因此,地球上的观测者会看到满月的光线变暗,但不会像在全食或偏食期间那样,看到地球的阴影咬掉月球表面的一部分。
印度钦奈的SrilakshmiN拍摄的月食阶段
觉得地球是平的?看看它的影子
我们感兴趣的是月全食和月偏食,因为在这些时候,地球投射在月球上的影子就会变得可见。
关于那个影子的关键一点是它是圆形的,这证明地球是球形的。
但是等等。地球会不会是平的、圆形的、圆盘状的,却仍然能在月球上投下圆形的阴影呢?
把一张CD举到阳光下,如果角度合适,它投在地面上的影子是完美的圆形。
不过,月食期间地球在月球上投下的影子有个特点——无论你在地球上的哪个地方观测,它始终是圆形的。
月食期间,地球在月球上投下圆形阴影而非椭圆形——这一点天文学家很早以前就知道,暗示地球是球形的。
无论你看到的是月食的早期阶段——此时地球的影子正从月球的一侧啃出一小块月牙形,还是中期阶段——此时它将满月完全笼罩在黑暗中,或是月食的末期——此时月球重新回到阳光下,地球的影子始终是圆形的。
圆盘状或硬币状的物体确实可能投下圆形的影子——前提是光源在它的正上方,并且与投射影子的表面垂直。
但如果光线从其他任何角度照射,或者表面以任何方式倾斜,那么物体的影子就不再是圆形的:它会是椭圆形的,甚至只是一条直线(取决于光线的角度和表面的倾斜度)。
照片由阿米尔库雷希法新社通过盖蒂图片社拍摄
自己验证这个理论
如果你不相信我们,你可以在家里用手电筒、飞盘和一面空白的墙自己测试一下。
你会发现,要让飞盘投下圆形的影子需要非常特定的角度,而且即使与该角度有丝毫偏差,影子的形状也会发生改变。
由于我们正在讨论的是以惊人速度在太空中疾驰的巨大天体,在日食过程中,随着角度和倾斜度的变化,扁平地球的影子形状也会发生显著改变。
但这种情况并未发生。相反,月食期间地球投射到月球表面的影子总是圆形的。
而唯一无论从哪个角度或倾斜状态下投射,其影子始终是圆形的三维物体就是球体。
同样,你可以在家自己验证这一点。把飞盘换成网球或葡萄柚。你会发现,无论你怎么拿这些物体,它们投射出的影子都是圆形的。
正是通过这种方式,对月食的观测帮助早期天文学家推断出我们的星球是球形的。
说月食是他们得出地球是圆的结论的方式,这有点夸张,因为还有很多其他证据可以证明地球是圆的:比如日出和日落(不同地点的日出日落时间不同,而如果地球是平的,我们所有人都会同时看到日出和日落)。
然而,月食是早期天文学家探索宇宙如何构成的关键证据。
所以,当你在8月28日仰望月亮时,请记住这一点 以下是改成非时效性的内容:所以,当你仰望月亮的时候,请记住这一点
相关知识
月食是一种天文现象。当月球进入被地球遮挡住太阳光的区域时,便会形成月食。它分为月全食、月偏食和半影月食。月全食时月球完全进入地球本影,呈现暗红色;月偏食部分被遮挡;半影月食则较难察觉,需仔细观测。
BY: Russell Deeks
FY: AI
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