宇航员在月球呆上一天,地球上过去了多久?科学家数据让人意外
导语
月球是地球的卫星,也是我们最熟悉的天体之一。人们常把月亮和太阳并列谈论,但两者之间的“地位”差距不是一星半点。月球绕着地球旋转,而地球绕着太阳旋转,三者之间有明显的等级关系,太阳和月亮之间的体积差就更加巨大了。
月亮本身是一颗岩石星体,并不会发光,我们在晚上看到的月光来自月亮对太阳光的反射,因此几乎没有热量。这样的特性无疑在客观上为我们探索月球提供了条件,至少相对于那些高温或者是气体星球来说是这样。
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20世纪,人类开始了自己的太空探索之旅。苏联在1957年10月4日发射了世界上第一颗人造卫星——“人造地球卫星1号”。
在苏联完成了这次伟大突破之后,美国自然是不甘心输给这位最大的对手,于是也开始了自己的航天探索之路。
但是苏联在早期的速度一直压过美国一头,不光是第一颗人造卫星,第一位宇航员也会也是由苏联首先送上太空。于是美国干脆提出了“阿波罗计划”,宣布要在十年之内将宇航员送上月球。
人类的月球探索
面对月球这样一颗近在咫尺的星球,人类不仅希望能够在上面探索到关于宇宙的各种知识,还有相对来说更加功利的想法,那就是能够建设和改造月球。
在上个世纪有不少和月球移民有关的科幻作品,可以看出那个时期的人们对此相当狂热,而美国进行登月行动也有重要的政治意义,如果能够抢先在月球上进行殖民,那么也会在政治上获得更多优势。于是,全美国上下都狂热地投入到了这场登月行动中。
在前期发射了不少火箭和探测器之后,美国大致掌握了关于宇航员月球登陆所需要的一系列注意事项,进行了紧张的准备,最终将“阿波罗11号”飞船送上了月球。
“阿波罗11号 ”于7月20日正式登陆月球,搭载的三个宇航员分别是阿姆斯特朗、奥尔德林和科林斯,其中阿姆斯特朗和奥尔德林先后登上月球,而科林斯留在飞船内进行指挥。
第一个登上月球的阿姆斯特朗说:“我的一小步,人类的一大步”,至今都广为传颂。
在“阿波罗11号”成功登上月球之后,美国的月球探索并没有告一段落。在“阿波罗计划”进行期间,美国总共将11位宇航员送上了月球,采集了大量月球土壤、标本进行研究。
但由于登月对于金钱和人力的消耗十分惊人,美国最终在发射了“阿波罗17号”之后终止了这个计划,而这一批美国宇航员成为了迄今为止登上月球的所有人类。如今,人类对月球的探索并没有停止,比如我国此前就成功发射了月球探测车。
月球上的一天是多久?
人类诞生于地球,并且有史以来就生活在这颗星球上,我们的概念、语言都来自于地球。比如我们所说的“一天”,是太阳东升西落的一次轮回,来自于我们判断时间变化的本能。目前我们使用的计时单位中一天是24个小时,基本上是地球自转一圈的时间。
如果按照更准确的测算,应该是23小时56分04秒,我们为了使用方便而取了近似值。因此如果以太阳升起又落下的轮回时间计算,别的太阳系星球自转时间不同,其“一天”的时间长短也不同。
在著名的童话故事《小王子》中,主角小王子住在自己的小星球上,这颗星球每天可以看到44次日落。这里的“一天”是指地球的时间长度,也就是说这颗星球的自转速度会比地球快上44倍。
当然,童话故事并不能当真,但很多人也形成了“星球越小,运动速度越快”的观念。月球比地球小得多,那么是不是宇航员在月球上待一个“月球一天”也更快呢?
科学家给出的答案可能出乎你的意料,甚至和你的猜测刚好相反,月球上的一天换算成地球时间大约是27.32166个地球日,也就是接近一个月的时间。
为什么月球的自转这么慢?
在我们进行月球自转时间的探索时,首先来看看月球的运行原理。正如同地球受到太阳的引力公转,受到自身离心力自转一样,月球受到地球的引力绕着地球飞行,而又受到自身的离心力作用,不会径直向地球飞过来。
在这两种力的作用下,月球在绕地球公转的同时也进行着自转。由于潮汐效应的作用,所以月球公转的时间刚好是一个恒星月,地球上的人无法看见月球的暗面。
月球暗面大约占月亮表面积的41%左右,由于月球暗面基本没有被人类观测过,因此也成为了人类进行月球探索的重点。
月球之所以能够几乎和地球同步自转,主要是因为地球对于月球的吸引力过大,产生了“潮汐锁定”现象,让月球和地球可以时刻保持同步,这样的现象并不只是地球和月球之间有,是行星和卫星之间一种很普遍的现象。
这样的锁定和距离,不光让地球影响着月球,月球也在时时刻刻影响着地球。比如住在海边的人们在会注意到每天海水的潮涨潮落,这就是月球引力引起的。
在大自然中,受到月球引力的例子还很多,不光是海水,我们所居住的岩石圈本身也会受到月球引力的影响,每天会涨落60厘米左右。
同时,动物的情绪、生理也会在白天夜晚、每月不同的月相时有着微妙的变化,这不光是温度、光照引起的。
不少生物学家现在就在研究这方面对于人类的影响,希望可以更好地理解和利用天体变化,为人类未来的发展提供更多机遇,发现大自然运行的奥秘。
由于月球上的一天是一个恒星月,那么只要在月球上待个12“天”,在地球上就是一年的时间,这对于人类的月球探索来说无疑有很大影响,因为我们的身体是在24小时一个昼夜交替的前提下诞生的,如果将来要在月球上生活,那么除了要模拟地球的大气、引力和温度之外,还需不需要模拟昼夜交替?
在别的星球上生活,不同自转速度和异星引力对人体和其他动植物又有什么影响?这些都是我们需要在以后解决的问题,人类对于月球的探索才刚刚开了一个头。
太阳系其他行星的自转
除了地球之外,太阳系中还有不少行星,那么这些行星的自转和公转速度有些什么不同呢?
一颗行星的公转和自转速度,不光会受到自身质量、大小的影响,还会受到离太阳远近程度、四周其他星体的引力吸引等等因素影响。
水星是离太阳最近的一颗行星,它和太阳之间有着与地球和月球之间类似的“潮汐锁定”,因此其自转周期是58.6个地球日,公转是88.6个地球日,大约是2:3的比例。
而金星公转和自转的时间就要长得多了,其自转是243个地球日,公转是225个地球日,在这颗星球上“天”和“年”的长度概念似乎已经不管用了。
而太阳系中和地球环境最相似、最有可能存在生命的行星是火星,这颗星球的自转周期是24小时37分钟,公转周期是687个地球日,昼夜交替速度基本不变,而一年的长度翻了一番,这样情况对于人类来说,似乎是可以接受的。
因此有不少研究者认为,相对于月球来说,火星才是人类进行太空移民的最佳选择。接下来是木星,这颗气体行星有着惊人的自转速度和极为缓慢的公转速度,前者是9小时50分钟,后者是4325.25个地球日;
最令人惊讶的是土星,自转周期是10小时37分钟,公转周期是10741.95个地球日,也许和它自身的庞大体积有关系。
至于天王星和海王星都是远日行星,这意味着它们离太阳的距离远得惊人,其公转周期自然极其漫长。这两颗行星的自转周期都在20小时以下,但公转周期一个是30660个地球日,一个是60225个地球日。
冥王星曾经是太阳系行星之一,但由于自身的体积很小,周围又有类似大小的星体,在2006年就已经被降格为矮行星。冥王星有一颗和它体积相近的卫星“卡戎”,二者之间互相形成了“潮汐锁定”关系。冥王星的自转周期约为147小时17分,公转周期约为248年,也就是接近9万天。
结语
人们对于月球的探索都还在初级阶段,对于太阳系、银河系乃至于宇宙就更不用说了,目前只能是称为刚刚有了一定认识。不过人类的种群还在继续延续下去,我们对于宇宙的探索也永无止境。
就像古代传说中“愚公移山”的故事一样,只要人们能够对持之以恒,那么未来解开宇宙的奥秘也不是完全没有可能。
比如我们国家在发展的过程中就格外注重航天事业发展,目前往月球和火星上都发射了探测车,相信在将来也会将宇航员送上这些星球,让中国能够在天文学研究上得到更多发展。