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第225期科学3分钟浏览 66

发布 · 杂学书库 别馆

月球正以指甲生长的速度渐渐远去

多亏阿波罗宇航员留在月球上的镜子,我们才测出月球每年远离约3.8厘米

层层剪纸做成的黄昏景象:奶油色的满月,以及从圆顶天文台射向月亮的一道细光

月球每年都在远离地球,大约远离3.8厘米。美国国家航空航天局(NASA)把这个速度比作指甲生长的速度。更有意思的是它是怎么测出来的:科学家向1969年阿波罗11号宇航员立在月面上的镜面板发射激光,测出了这个数字。

立在月球上的镜面板

1969年7月20日,阿波罗11号的阿姆斯特朗和奥尔德林在月球的静海立起了一块边长约46厘米的板子。板上嵌着100面玻璃做的小反射镜。无论光从哪个方向射来,反射镜都会让它沿原路返回。

这套装置不需要电,所以至今仍在使用。阿波罗14号和15号也各留下了一块同类的板子。阿波罗15号的板子上嵌有300面反射镜,返回的光最强。

光往返的2.5秒

地球上的天文台瞄准这块板子,发射一束短激光,光到达月球再返回,平均约需2.5秒。光速是已知的,把所用时间的一半乘以光速,就得到距离。1969年8月1日,美国利克天文台第一次把光打到这块板子上,并确认光返回了。

如今设备更先进,能把地球与月球之间的距离测到几毫米以内。不过,发出的光到达月球时已扩散到宽2千米以上,所以返回的光粒子非常少。

远离的原因是海水

几十年的测量显示,月球每年远离约3.8厘米,折合每月约3毫米。原因在于地球的海水。月球的引力让海水鼓起两处,这两处鼓起的海水会沿着轨道方向把月球一点点向前拉。作为交换,地球的自转会变得极其缓慢。

月球与地球的平均距离约38.5万千米,所以3.8厘米远不足以让月亮在天空中看起来变小。这个数字告诉我们,变化是在非常漫长的岁月里一点点积累起来的。月球的地面也会被地球的引力拉伸,所以板子的高度在一个月里最多会上下起伏约15厘米。

向阿波罗留在月球上的镜面板发射激光后发现,月球每年远离地球约3.8厘米。

整理与参考笔记 · NASA、NIST、JPL. 月球远离的速度约3.8厘米和往返约2.5秒,依据NASA、NIST、JPL的资料。测量精度因天文台和年代而异。

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小测验

月球每年远离地球大约多少?

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