宇宙的本質(第七章月球及日月蝕)

LM0318 2010-05-01

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月球
月球是地球唯一的天然卫星，地月平均距离为地球直径的30 倍，月球直径只及地球的四分之一，质量则为八十一分之一。月球没有大气( 相对地球来说，几近于无) ，这里有一幅月球的玉照。

鸣谢朱明中和李启明

月面上较暗的部分称为 月海 ，这种海滴水全无，只有在远古月球外壳形成时凝固了的熔岩。其实月面上的「山」不是山，而是由巨大星际物质撞击月面时所形成的 环形山 ( 或 陨坑 ) 。月面上保存了大量完好的环形山，暗示了月球内部的演化已处于停滞期，甚至可以说月球已死。


	鸣谢﹕ NASA.

简单环形山形状好像一个碗，复杂环形山则有一个小山丘在陨坑中间，这个小山丘是由撞击后物质反弹所形成。右图是月面特写，可以清楚看到两种不同的环形山。

月球是人类唯一踏足过的天体，自六十年代末期至七十年代初，美国名为阿波罗登陆月球计划，便有六次升空任务能成功登陆月球。

鸣谢﹕ NASA.

两次新月之间相隔29.5 日，这个盈亏周期称为 盈亏月 。月球的自转周期刚好和它的绕地公转周期相等，这种情形称为 同步自转 ，因此，在地球上的人类永远只能看到月球近地的一面。同步自转的出现绝不是意外巧合，由于月球的质心并不位于月球的中心位置，而是较月心更接近地球，结果在相互的引力作用下，最终把月球的自转和公转周期锁定成一比一。

现时有两个流行的月球形成理论─ 双生说 和 撞击说 。双生说认为月球和地球从同一团气体云中产生；而较多人接受的撞击说则认为当地球年青时，有一颗火星大小的天体和地球相撞，溅出的物质最终收缩而形成了月球。当月球冷却硬化时，地球的强大引力令月球的质心产生偏移。

由于月球本身不发光，只是反射太阳光，所以会出现月相的变化。盈亏周期由 新月 开始，经过 娥眉月 、 上弦月 、 张弦月 ( 盈凸月 ) 、 满月 ( 望 ) 、 张弦月 ( 亏凸月 ) 、 下弦月 、 残月 ，最后回到 新月 。

日月食
当月球进入地球的影子，便会发生月食。地影可分为两部分：本影 和 半影 。在本影中，太阳会被地球完全遮掩；在半影中，太阳则只会被部分遮盖。所以，当月球完全进入了地球的本影，便会发生 月全食 ；如果只有部分月球进入本影，则为 月偏食 ；假若月球只是进入地球的半影，通常我们不会当它是月食，如果这时你有幸在月球上，你会看到一次日偏食现象。

下图是月全食过程的照片，要注意的是图片中的红月亮( 月全食) 的曝光时间较第一幅的长，事实上，月全食时的月亮会比在偏食阶段时暗淡得多。 ( 相中的白点是一颗背景星。 )

鸣谢﹕ 香港太空馆, 黄衍蕃摄影.

当月球躲在地球背后，便会发生月食，但为什么不是每次月圆都出现月食现象呢？原来月球的公转轨道平面和地球的公转平面并不一致，因此在满月时，月球通常不是在地球轨道平面之南，就是在其北，难得会进入位于轨道平面的地影内，所以大部分满月都不会出现月食。同样道理，大部分新月( 初一) 皆不可以看到 日食 。

若将上一段文字中月球和地球的角色互换﹐便会发生日食。最普遍的日食是 日偏食 ( 警告：在没有适当减光设备下直接观看太阳非常危险，可致失明﹐ 我们将会在第十一章介绍如何安全观测太阳 ) 。

鸣谢﹕ 香港太空馆, 叶赐权摄影.

假若你有幸在适当的时间刚好在适当的地方，便会看见难得一见的 日全食 奇景。可惜的是，由于全食带非常狭窄，每次发生日全食，世界上只有很少地方可以看到。假若你妄图以静制动，留在一地守株待免，恐怕终其一生也不会看到一次日全食。

日全食是最震憾人心的天文现象之一，每逢发生日全食，不少人皆不惜远涉重洋，只为能身临其会。以下的图片让你先睹日食的风采。接近日全食的时候，由于月球的边缘丁点的凹凸不平，部分太阳光线会在凹位漏了出来，形成不连续的光点。在日全食前的一刻﹐ 我们只能见到太阳的极小部分﹐ 如下图所示﹐ 这个现象称为 钻石环 。

鸣谢﹕ NASA.

日全食时，天昏地暗，宛如暮色胧合四野，天上你可看见光星和行星，太阳表面由于被月球完全掩盖，原本非常暗淡的 日冕 这时清晰可见。一般来说，日全食过程约维持两分钟左右，接着钻石环复现，日全食结束。

鸣谢﹕ 香港太空馆, 叶赐权摄影.


	鸣谢﹕ US Air Force Solar Observatory at Holloman Air Force Base, NM, USA and Space Environmental Center (SEC), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Dept of Commerce, USA.