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为什么我们只看到月球的一面

我们的天然卫星有一片区域总是背对着我们的星球。原因与月球运动的性质有关。

作者:Sam Walters
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月球的远侧表面远不为人所知,因为它从我们自己的星球表面几乎看不到。来源:NASA/JPL

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花点时间想象一下月球,在脑海中描绘出它斑驳的表面。想想它的不完美,它的斑点和污迹,是由于 小行星、陨石和彗星撞击 而形成的。你想象出的景象很可能与我的,以及无数其他人想象出的景象惊人地相似。

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这种相似性的原因很简单:当我们凝视月球时,我们几乎总是看到它表面的同一部分,同样的陨石坑和凹陷图案,这要归功于 月球的运动,它绕着地球旋转和公转。那么,我们唯一的天然卫星的另一面呢?为什么会有月球的远侧,为什么它如此陌生?


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为什么我们总是看到月球的同一侧

月球一直在旋转。它绕着自己的轴旋转,同时也绕着地球公转。但尽管如此,这种旋转的迹象却出奇地微妙。当我们从地球上看月球时,我们几乎总是看到它表面的同一区域,因为月球 绕自身轴的自转周期和绕地球的公转周期大约是相同的,每 27 天完成一次自转和一次公转。

当然,月球在其他方面也在不断变化,每天出现的角度和轨迹不同,亮度的程度也不同,从完全明亮到完全黑暗。

我们天然卫星的 轨道和相位 的这些差异,源于月球、地球和太阳在其轨道上的相对位置,它们不断地围绕着,月球绕地球,地球绕太阳。但由于月球 处于潮汐锁定状态,其绕自身轴自转一周的时间与绕地球公转一周的时间相同,因此它倾向于向地球上的观察者展示一面。


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揭秘月球的“黑暗面”

几乎完全隐藏的月球远侧,一直是人们好奇的源泉。虽然它激发了不少 阴谋论,但它也被认为是 寻找外星生命的潜在地点,因为它背对着我们持续不断的无线电噪音。事实上,科学家们说,由于其相对的“无线电寂静”,这里是 寻找来自太阳和其他恒星的微弱无线电信号 的绝佳地点。

远离这些信号,并且几乎完全与地球上的观察者隔绝,月球的远侧显得奇怪而独立。有句话说,它几乎和被称为“月球远侧”一样,被称为“月球的黑暗面”,这归功于其神秘的名声。

但这样描述它可能会引起混淆,有时会让天文学家感到沮丧。虽然月球的远侧在某种意义上是“黑暗”的,因为它不为人所知,但在某些人认为的“缺乏阳光”的意义上,它并非如此。事实上,月球的远侧与近侧一样,经历着相同的 月昼和月夜 序列,各自经历两周的月昼和两周的月夜。

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有人见过月球的远侧吗?

自然,说月球的远侧几乎总是被看不见,并不意味着它从未被看见。由于月球运动的一些不规则性——轻微的扭曲和转动,使得我们能够偶尔看到远侧表面的 slivers——在地球上 大约 18% 的区域偶尔可以观测到。而另外 82% 的区域,也得益于从太空绘制月球表面的航天器舰队,偶尔也可以观测到。

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例如,在 20 世纪 50 年代,苏联的 月球 3 号 航天器首次拍摄了月球远侧的照片。从这些照片中,天文学家发现,月球远侧的 月海平原(当从上方看时,像海洋或大海一样平坦广阔,由古代熔岩流形成)比近侧少。在随后的几年里,在后续航天器的帮助下,天文学家们还发现,月球远侧有更多的陨石坑和更厚的月壳,这引发了关于月球 不对称性 起源的各种问题。

从那时起,更多的任务观察了月球的远侧,拍摄了新的图像,并对其表面有了新的认识。一系列新的航天器更是将此事推向了新的高度:2019 年 1 月,中国的嫦娥四号探测器成功着陆于月球远侧,成为第一个做到这一点的探测器;而中国的嫦娥六号则在 2024 年 6 月首次从月球远侧带回了样本。


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挖掘远侧的土壤

着陆于月球远侧最大、最古老撞击盆地之一的 南极-艾特肯盆地,嫦娥四号和嫦娥六号的任务都是为了研究月球远侧表面的物质。而 嫦娥四号 则利用一台仍可运行的探测车完成了这项任务——这辆探测车配备了雷达、光谱仪和其他科学仪器,用于扫描月球表面和地表以下,识别其矿物质;而 嫦娥六号 则用机械臂和铲子收集并带回了岩石和月壤样本。

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这两项成就都是正在进行的旨在解开月球及其起源之谜(包括远侧和近侧)的使命的一部分。例如,当科学家们测试嫦娥六号从南极-艾特肯盆地带回的样品时,他们可能会发现月球内部的碎片,这些碎片被形成该盆地的撞击带到了地表。不仅如此,他们还可以通过比较远侧土壤的成分与先前收集的近侧样品,从而更多地了解两个月球表面之间的差异。

天文学家说,月球的远侧由于难以观测和研究,比近侧更难以接近,这使得嫦娥四号和嫦娥六号的成就更加令人印象深刻。这些任务依赖卫星来组织其远侧作业(否则无法与着陆在那里的航天器通信),带回了令人难以置信的见解和一个有趣的观点:尽管月球的神秘侧仍然陌生且不为人知,但它可能不会永远保持神秘。


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文章来源

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  • Sam Walters

    Sam Walters 是《发现》杂志的副编辑,负责撰写和编辑关于考古学、古生物学、生态学和进化论等主题的文章,并管理几个印刷杂志版块。

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