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　　壮观的超级月亮
　　月球绕地球公转的轨道为一个椭圆轨道。在天文学上，将在椭圆轨道上运行的天体最接近和最远离它的引力中心点，分别叫作近拱点和远拱点。
　　我们知道，一个物体的视觉大小和视觉亮度与距离的平方成反比，而超级月亮就发生在月球距离地球最近的时候，同时，月亮还得是满月或者新月，否则的话，月球运行在太阳和地球之间，夜晚，我们看不到月球被太阳照亮的一面，也就看不到超级月亮了。
　　超级月亮出现时，月亮在亮度上要比正常时高30%左右，而视觉上的直径则大了14%左右，看上去十分壮观。
　　红月亮真有那么神秘？
　　9月28日这天，恰好还会出现红月亮，而红月亮其实就是月全食。上一次月全食大家可能还记得，它发生在今年的4月4日，一年之中发生两次月全食不多见，更不多见的是，去年，也就是2014年也发生了两次月全食。在天文学上，连续两年发生4次月全食被称为“连环四月蚀”。
　　很多人相信，“连环四月蚀”这一天文现象是来自上帝的信息。一些玄学家也声称，“连环四月蚀”出现时，历史上都会发生重大事件，如年，西班牙政权倾覆，犹太人被驱逐，哥伦布发现美国新大陆；年，以色列宣布建国；年发生了“六日战争”；日那天是犹太教的逾越节，第二次红月亮在日发生，碰巧又是犹太教的住棚节……
　　什么事都拿来当成是“历史上的重大事件”，玄学家的例子估计快不够用了。话虽如此，还是有不少人相信，“连环四月蚀”是上天的某种暗示。加之月全食出现时，月亮变红，人们称其为“血月”，由此又加深了不少人内心对月全食的惶恐和神秘感。
　　虽然“连环四月蚀”这种天文现象并不多见，但也并非网上所说的那么罕见，网上说500年只有三次，这是不对的。其实，在过去两千年里，大约发生过4000次月食，其中一共有248次连环四月食，最近的比如1949年和1950年，1967年和1968年，1985年和1986年，2003年和2004年，2014年和2015年，2032年和2033年。
　　红月亮很好看，但并不神秘，下面我们就来讲讲“血月”的形成过程。
　　血月是如何发生的？
　　月食就是当月球进入地球的阴影时，原本可被太阳照亮的部分，有一部分或全部不能被阳光照亮，使得地球上的观察者无法看到普通月相的天文现象。月食分月全食、月偏食等。当发生月全食的时候，会出现“血月”。
　　“血月”通常发生在月球进入地球本影区的时候，中心的第一个小圆属于地球的本影区；外面最大的圆环则属于地球的半影区。
　　本影区就是被地球完全遮挡的地方。半影区，则是地球部分地挡住了太阳的区域。
　　当月球整个进入地球本影区时，就会发生月全食；如果仅仅是部分进入本影区，只会发生月偏食。月全食和月偏食都属于本影月食。
　　有时候，月球没有进入本影区而只进入半影区，此时的月食被称为半影月食。发生半影月食的时候，月亮不会残缺，亮度也只是稍微变暗一点儿而已。一般来说，很多人难以察觉这种亮度上的变化，有天象观测经验的人，或者借助于望远镜，人们才能看出月亮所发生的变化。
　　本影区是地球完全遮挡住太阳的区域，按理说，本影区应该没有任何光，为啥月亮还会“血色浪漫”？
　　答案是：地球的大气层。
　　清晨，旭日东升，我们激动地看着它，但是其实，太阳根本不在那里，它还在地平线以下呢，而这就是大气层搞的鬼。原因当然还是光线折射的缘故，阳光通过大气层时，被大气层偏折了方向，阳光拐了个弯儿，射向我们的眼睛，让我们误以为太阳已经爬出了地平线。
　　所以，就算地球完全遮挡住太阳，制造出一个本影区，但还是不管用，无论怎么遮挡，大气层也会从中“捣乱”。也就是说，任何时候，无论月球往哪儿躲，别管是躲在哪颗行星后面，就算是月全食发生的时候，月亮完全躲在了地球背后，它还是没能逃出太阳的势力范围，大气层的折射作用还是使得月亮会被阳光照到。
　　为什么是偏偏是红光？
　　大气层偏折了太阳光，以至于阳光拐了个弯，又照在了月球上，血色一片。但问题又来了，为啥偏偏出现的是红光呢？
　　其实，这个问题跟“为什么早晚的太阳是红色的”在本质上是一样的。既然一样，那不如先简单说说，为啥早晚的太阳是红色的。
　　我们知道，太阳光是由7种颜色的光合成的。而红光子的个头最大，早晨和傍晚，它们在穿过厚厚的大气层时，大部分都能够绕过大气层中的大气分子，直达地球表面，所以早晚大家看太阳时，它是红色的。而其他颜色的光子因为身材短小，与大气分子相遇时，大部分被大气分子碰飞了，也许往左飞，也许往右飞，还有的甚至往回飞。总之，除了红光子和部分橙光子外，大部分其他颜色的光子很难一路前行，直达大家眼中。
　　那么，为什么中午的太阳不是红色的呢？
　　上图中，早晨和傍晚，阳光是斜射的，它们穿过的大气层很厚。而中午的时候，阳光直射，穿过大气层的距离最短。这时，除了红光外，其他颜色的光多多少少也能穿过，并到达人们眼中，这么多种颜色的光合在一起，中午的太阳看起来自然不再是红色的了。
　　知道了早晚的太阳为什么是红色的，我们就能理解，月全食发生时，为什么月亮是血红色的，而不是蓝色的或是绿色的。
　　超级月亮和红月亮叠加这样的机会不多见，NASA发文称，月亮的这种神奇组合，下次要到2033年才能再次看到。所以，错过9月28号的超级月亮，想要在看到这样的奇观，就要再等十八年。
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配图：资料图
大洋潮汐是在月球、太阳等天体引力作用下所产生的，在万有引力的作用下，月亮对地球上的海水有吸引力，人们把吸引海水涨潮的力叫引潮力，地球表面各地离月亮的远近不一样，所以，各处海水所受的引潮力也出现差异，一般正对着月亮的地方引潮力就大，而背对着的月亮的海水所受引潮力变小，离心力变大了，海水在离心力的作用下，象背对月亮那面跑，于是也会出现长潮，由于天体是运动的，各地海水所受的引潮力不断在变化，使地球上的海水发生了时涨时落的运动，从而形成了潮汐现象。
潮汐是非常守时的，它几乎和时钟一样准，月亮绕地球一周是24小时48分钟，潮汐的周期也是24小时48分钟，一昼夜之间大部分海水有一次面象月亮，一次背对月亮，海水自然有两次涨落。
我们知道潮汐现象是月亮起主导作用，但也不能忽略太阳的影响，在天体运动过程中，月亮、地球和太阳形成直角时，由于月球和太阳的引潮力，相互抵消了一部分，海面的涨落差距很小，这就是小潮，当太阳、月亮和地球处在一条直线上时，月亮引潮力和太阳的引潮力齐心合力，引潮力就大，这就是大潮，每年春分和秋分的季节，地球离太阳最近，加上月亮的力量，就形成特大潮，闻名于世的钱塘江大潮，就发生在秋分时节，每到涨潮时，钱塘江会掀起巨大波涛，如万马奔腾其惊险壮观，堪称天下一绝。
潮汐的变化直接影响着人们的生活，象军事、远洋航海、海上捕鱼、海水养殖，海洋工程及沿岸各类生产活动都受潮汐的影响，为了掌握潮汐的规律，对潮汐的研究从来没有停止过，在我国沿海分布着许许多多大大小小的海洋站，这些海洋站随时记录着当地潮汐的情况，潮位的变化，并且，将这些信息及时准确地传达到国家海洋信息中心，海洋信息的专家们根据这些信息进行分析、计算，并制作出我国及世界各地主要港口潮汐时刻表，做到三年早知道，供各类产生部门使用。
潮汐中还蕴藏着巨大能量，潮汐发电就是靠潮汐的落差来实现的，目前，我国建成了十多座潮汐电站，1980年建成的江厦潮汐电站，每年可发电10700万度，由于潮汐电站既不浪费能源，也不污染环境，因而，给人们带来无限光明和利益。
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月球可能主要是由一颗古老行星撞击地球后的残骸形成的。那么，月球在化学性质上为何跟地球如此相似呢？ （南方周末资料图/图）
月球可能主要是由一颗古老行星撞击地球后的残骸形成的。那么，月球在化学性质上为何跟地球如此相似呢？
长期以来，行星科学家们认为：地球跟另外一颗行星撞击之后，我们地球的这颗卫星就形成了。但是，对地球和月球的岩石所进行的研究表明，情况并非如此。对月球岩石成分的一项最新分析可能有助于最终解开月球形成之谜。这些月球岩石是&阿波罗&号的航天员带回地球的。
有关月球的形成，目前的看法是：在地球历史的早期阶段，一颗火星大小的行星斜向撞击到地球上；撞击摧毁了那颗行星，所形成的大部分碎块以及地球的部分碎块在地球周围形成了一个盘状带，盘状带中的碎块最终结合到一起成为月球。多数证据支持这个推测：当时形成的月球温度很高，将轻元素和水分蒸发掉，剩下了我们当今所看到的干燥的岩石卫星；月球有一个小型核心，与撞击行星的一部分和地球的外表部分共同构成相符合；地月系统旋转速度快，与斜向撞击相符合。
然而，有一项证据并不相符：月球岩石的成分。研究人员业已发现：作为陨石坠落到地球上的岩石，如果来自太阳系不同的区域，其构成成分就会有细微的差别。例如，其中的氧会以不同的种类呈现出来&&同一种元素的不同种类被称为同位素。氧-16是最常见的一种，接下来就是氧-17和氧-18。氧-17的原子核中有一个额外的中子；氧-18有两个额外的中子。在来自太阳系不同区域的陨石中，这些同位素的比例也有所不同。比如说：跟小行星的岩石或地球的岩石相比，火星岩石的氧-17跟氧-16之比就会大不相同。同位素比率是非常可靠的，研究人员们利用这些比率来确定陨石来自哪里。
不解之谜如下：大碰撞假说预测，月球70%至90%的物质应该来自撞来的那颗行星，因此其同位素比率应该跟地球不同；但是，自从研究人员得到了&阿波罗&号带回的月球岩石并对其进行分析之后，他们没有发现地球和月球在同位素比率上存在任何重大的差别，对氧、钛、钙、硅、钨等元素的同位素研究均一无所获。
这一矛盾之处让行星科学家们感到极为困惑，近年来他们甚至提出了几个非传统的假说来解释月球的起源。一个假说中提出：撞击之后地球材料和碎块圆盘之间可能发生了更加充分的混合；或者，如果地球被一颗同样大小的行星从正面撞来，那么它们的残余部分就会完全混合。另外的一种可能性是：快速旋转的地球可能被一颗小得多的行星击中，这颗撞来的行星没有为月球的构成提供多少材料。但是这些假说仍然难以证明，那些撞击事件到底如何演化成了当今的地月系统。
研究人员更倾向于坚持那个最初的普通撞击假说，因为它能够很好地解释许多情况。不久前，最新的研究结果发表在《科学》杂志在线版上，该结果给研究人员提供了一些希望：月球岩石的氧-17跟氧-16之比明显高于地球岩石。研究人员之所以进行这项新研究，是因为最近德国科隆大学的丹尼尔&赫瓦兹带领一组研究人员将他们的质谱仪进行了升级，决定通过测量地月同位素来检验一下这台设备，这是一种具有原子级精度的超敏仪器。研究小组成员、德国哥廷根大学的安德烈亚斯&帕克说：&我们现在的分析条件要比其他实验室强出许多。&
研究小组开始分析作为陨石坠落在地球上的月球岩石，但是他们发现：这些岩石在地球上经历了风化，使分析结果产生了偏差。因此，他们拿来美国国家航空航天管理局&阿波罗&号分别在第11次、12次和16次航天任务中带回的一些月球岩石样品。他们从所有样品中提取了氧，然后使氧通过这台质谱仪，以测出每一种氧同位素所占的比例。分析结果为：月球岩石样品的氧-17与氧-16之比，比地球地幔中的岩石高出12ppm。&这一差异支持该观点：原地球跟一颗撞来的行星发生了剧烈的撞击，然后形成了月球。&研究小组在论文中写道。在一封电子邮件中，帕萨迪纳市加州理工学院的行星科学家大卫&史蒂文森评论道：&终于找出了同位素中的比例差异，我们有一种宽慰感，因为地月之间不存在任何差异是难以解释的。&
对于存在的差异，研究小组承认可能会有其他的解释，其中之一是：在撞击发生之后的某段时间里，地球遭受了氧同位素比率较低的物质碎块所带来的轰击。&现在找到了差异，许多科学家将会进行研究，去进一步证实或否定差异的存在，对于这种差异意味着什么，也将会展开激烈的争论。&
研究小组称：研究结果表明，地球材料和撞击行星材料在月球的构成中大约各占50%。此外，较高的同位素之比表明，撞击行星主要是由一种被称为&顽火辉石球粒陨石&的罕见材料构成的。绝大多数落在地球上的陨石是球粒陨石，但是其中只有大约2%是顽火辉石球粒陨石。&顽火辉石球粒陨石的潜在重要性是很有趣的，但是对于最初结合在一起构成地球的天体材料，我们目前仅仅局限于推测，因为那些材料已经不存在了。&
（胡德良翻译，原文见《科学》杂志网站日新闻How Did the Moon Really Form?）
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日4时35分，嫦娥三号玉兔车踏出第一步。“玉兔车的任务之一，是探测月球...
12月14日21点11分，嫦娥三号稳稳地“站在”月球正面的虹湾以东地区。此前，它经历了环环...
即使在冷战最激烈的年代，太空领域也至少维持了形式上的和平；登月计划脱胎于冷战，却让不同意识...月球形成的N个猜想
第17版：新知周刊·科技
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月球形成的N个猜想
&&&&新闻背景&&&&&《科学》杂志日前发表的一项新研究说，40多年前“阿波罗”飞船从月球带回的岩石进一步支持了这样的假说：月球是一颗火星大小的行星与地球相撞后形成的。&&&&那么，对于月球的形成，科学家们都提出过什么样的猜想？新证据又是如何支持大碰撞假说的呢？&&&&分裂假说&&地球转得太快把月亮抛出去了&&&&“明月几时有，把酒问青天。”明媚的月亮给古往今来的人们带来了无数美好的遐想。然而，真正认真思考月球来历这一问题，大约要到19世纪的末期了。&&&&应该说，月亮确实是个不同寻常的东西。它的直径超过地球直径的1/4，在我们的太阳系中，没有其他行星像地球这样，拥有一颗如此巨大的卫星。&&&&1879年，英国天文学家乔治·达尔文——即著名生物学家查尔斯·达尔文的儿子——提出了一种观点。他说，在太阳系形成初期，地球还处于熔融状态时，自转得非常快，地球的自转周期和由太阳引起的潮汐周期引起共振，部分物质变形被抛离地球形成了月球，地球上广阔的太平洋就是遗留的痕迹。达尔文说，月球形成的时候离地球非常近，它的存在使地球的自转逐渐变慢，自己也一点点地远离地球并最终到达了今天所在的位置。&&&&然而，在20世纪早期，科学家们进一步的研究发现了问题。他们指出，假如月亮真是被地球甩出去的，那么当时的地球必须自转得更快。但传统的研究则显示，当时地球自转一周是4个小时，而达尔文的理论若要成立，地球自转的离心力就必须超过地球的引力，并且要足以将地球撕开。这样，地球必须大约每两小时自转一周才可以。&&&&达尔文的理论就这样被搁置了。&&&&共增生假说&&地球和月亮是一起长大的双生子&&&&关于月球起源的问题，此后再没有被人认真地谈起。直到美国阿波罗登月计划开启前后，这个问题才又被科学家们讨论起来。&&&&中国科学院地球化学研究所许英奎博士介绍说，施密特在1959年首先提出共增生理论，在20世纪70年代很盛行。这个理论认为，月球和地球由太阳系星子（小行星）碰撞汇聚形成。在太阳系演化的初期，许多小行星在以太阳为中心的轨道运动，它们彼此碰撞增生形成太阳系内的各大行星。当以太阳为中心运转的小行星群经过正在增生的原始地球时，它们的一部分会被原始地球吸引捕获，另外一部分由于速度较大、仅转变为以地球为中心的环绕轨道而不被地球捕获，从而形成了围绕地球的原始月球星子群。月球星子群在很短时间内就会结合成一个或多个原始月球胚胎，这些原始月球胚胎最终结合成月球。由于形成地球和月球的太阳星子群离太阳的距离相近，所以两者的氧同位素组成相同。&&&&然而，共增生假说最大的问题在于不能解释地月系统的角动量，因而后来逐渐被放弃。&&&&捕获假说&月亮是地球半途收留的“养子”&&&&许英奎介绍，捕获理论盛行于20世纪60年代。这个理论认为，月球本来处于太阳系的其他位置，围绕太阳旋转，后来因为轨道接近地球，被地球强大的引力吸引，转变为地球的卫星。&&&&月球被地球捕获并成为地球卫星的几率非常低，距离太近可能就会撞上，过远又可能捕捉不到。而且阿波罗登月以后，采集回来了月球的岩石等样本，发现月球相对缺乏铁镍等成分，而小行星或其他太阳系中星体一般铁镍成分较多；另外，这一理论也难以解释地球和月球有几乎相同的氧同位素比值，所以这个理论也就很少再被探讨下去。&&&&大碰撞假说&&“忒伊亚”撞地球撞出了月亮&&&&1975年，一些科学家提出了“大碰撞”理论，这个理论认为，在45亿年前，原始的太阳系里存在过一颗名为“忒伊亚”的行星，它的大小和火星差不多。“忒伊亚”偶然地脱离了原来的轨道而和地球发生了碰撞，两者都被撞出了碎块，地球和该天体的地幔有一部分被抛掷进入环绕地球的轨道，这些物质逐渐汇集形成月球。&&&&开始的时候，大碰撞理论并没有引起太多的重视。然而，当科学家们弄清楚了早期太阳系的情形后，他们对大碰撞理论的态度改变了。在太阳系的早期，行星的形成的确依赖于大量的碰撞。以几大行星目前的自转状态来说，显示出太阳系形成早期剧烈的大碰撞事件的后果，如金星的公转是相反的，火星和地球被撞“斜”了，才有了季节的变化，而天王星被完全撞倒了，是“躺”着转的。&&&&大碰撞理论更好地解释了地月系统角动量、地球月球质量等天体力学的制约条件，科学家还采用数值模拟的方法，设定特定的撞击速度、角度等，模拟出月球的产生。因此，大碰撞理论可以说是目前月球产生的主流理论。&&&&核爆炸假说&&早期地球的核反应炸出了月球&&&&然而，如果月球果真产生于一次大碰撞，那么，月球上的物质不会完全来自于地球，还会有相当一部分（很可能是大部分）来自于碰撞地球的“忒伊亚”，我们应该总能找到一些与地球上的物质不尽相同的东西，如同种元素的同位素含量不相同。&&&&然而，当科学家们对阿波罗宇航员带回的月球岩石进行了详细分析后，却发现月球岩石中的氧、铬、钾、硅的同位素和地球是相同的。因此，人们很自然地想到，月球也许曾经完全是地球的一部分。于是，古老的“分裂假说”再次以种种形式复活。&&&&有荷兰科学家甚至提出了“核爆炸假说”，认为45亿年前，地球固体的地壳尚未形成，在它的深处一个巨大的核反应堆处在超临界状态，最终它爆炸了，那次爆炸撕开了新生的地球，将一部分物质推向了太空。他们的依据是，1972年，在西非的加蓬奥克洛地区开采铀矿时，人们发现那里的铀同位素铀235发生过严重的损耗，这表明它们曾经被一个核反应堆燃烧过，活跃的时间大约在20亿年前。&&&&然而，“核爆炸假说”也没有得到大多数科学家的认可，有人甚至直接批评它是“主观臆想”。&&&&最新研究&为大碰撞理论找到了新证据&&&&说到这里，就可以理解美国《科学》杂志报告的最新研究的意义了。&&&&德国哥廷根大学等机构的研究人员报告说，太阳系内各个行星都由独特的同位素组成，不过此前研究的结论都是月球岩石和地球岩石相当相似，无法证实月球主要源于一个业已消失的天体。&&&&最新研究采用一种非常灵敏的先进分析技术，分析了由美国航天局提供、上世纪六七十年代“阿波罗”飞船带回的月岩。结果显示，月岩的氧17与氧16的同位素比率，确实与地球岩石存在差异。研究第一作者、哥廷根大学的丹尼尔·赫瓦茨在一份声明中说：“差异很小，难以察觉，但的确存在。我们现在有理由相信大碰撞发生了。”&&&&目前多数关于月球起源的模型估计，月球70%至90%的成分来自“忒伊亚”，其余10%至30%来自早期地球。赫瓦茨则认为，月球的成分可能一半来自“忒伊亚”，一半来自地球。但他也表示这一观点尚需得到更多证据证实。&&&&延伸阅读&&&&地球曾有两个月亮？&&&&长期以来，关于月球形状就存在一个谜团：月球面对地球一面在物质构成及外貌方面与背对地球一面差异很大，前者地壳比另一面地壳薄许多，并拥有由玄武岩构成的广阔平原，这些平原被称为月海，这是很久以前月球表面火山喷发的结果。背对地球的一面地壳厚很多，有更多陨石坑，几乎没有月海。&&&&美国加州大学艾瑞克·阿斯帕等人提出过这样的假说，“忒伊亚”和地球大碰撞产生了一大一小两个月球，它们的体积比是&3:1，质量比则为&25:1。它们一起围绕地球旋转，却在&45&亿年前发生了“追尾”事件，当时小月亮撞上大月亮的背面，大部分的物质留在其表面，融合成现在看到的月球。
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月球是怎么形成的？冲撞出来的？
　　月球的地球的卫星，紧紧地围绕着地球而旋转，但月亮到底是怎样形成的呢？科学家们提出了许多假说。
　　目前，有关月亮形成的最重要的学说认为，大约是46亿年前，一颗大小与火星相似的星体强烈划过并碰撞地球，因碰撞形成的大量熔岩碎片和尘埃被撞落在地球周围轨道之内，长时间的相互碰撞和聚集后，形成了尽头的月亮。
大约是46亿年前，一颗大小与火星相似的星体强烈划过并碰撞地球
　　阿波罗登月计划的发现有力地支持了这种好难过碰撞学说。宇航员们从月球上采集了大量的土壤标本里所含有的矿物质和地球上的非常相近，因此科学家们确信，地球和月亮有着共同的起源。通过对美国阿波罗号宇宙飞船从月球带回的岩石进行了大量的研究后，瑞士联邦科技研究所的科学家发现的最新证据表明：月球和地球曾经真的相撞过。
阿波罗登月计划的发现有力地支持了这种好难过碰撞学说
　　此外，瑞士科学家们这次还发现，月球岩石里面的氧气的同位素含量既然是一致的，那足以证明忒伊亚(太阳系内曾经存在过的一颗行星)曾经容地球发生过碰撞。
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[责任编辑: 赵紫东]
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