从月球到地球的距离(我们离月球有多远)
简而言之,到月球的平均距离是384,403公里(238,857英里)。但是在你考虑最终答案之前,你需要考虑几件事。首先,请注意“平均”这个词的用法。这意味着月球以椭圆轨道绕地球运行,这意味着在某些时候,它会离得很远,而在其他时候,它会离得更近。
因此,这个384403公里的数字是天文学家所说的半长轴的平均距离。在其最近点(称为近地点),到月球地球的距离只有363,104公里(225,622英里)。在其最远的点(称为远地点),月球的距离为406,696公里(252,088英里)。
这意味着从地球到月球的距离可以变化43592公里。这是一个相当大的差别。它可以使月球在轨道的不同位置看起来大小非常不同。例如,月亮的大小可以从最近的时间到最远的时间变化15%以上。
它也会对满月时的亮度产生很大的影响。正如人们所料,最亮的满月出现在月亮离我们最近的时候,通常比离我们最远的时候亮30%。当它是满月时,它离我们最近。它被称为超级月亮。也就是学名——近地点——何玥。
要了解这一切是什么样子,请看戈达德·泰泰空飞行中心科学可视化工作室2011年发布的动画。动画每小时展示一年中月球地心相位、振动、轴位角和视直径。
在这一点上,一个很好的问题是:我们如何知道月球有多远?嗯,取决于我们什么时候开始了解地球。在古希腊,天文学家依靠简单的几何学、地球的直径(他们已经计算出相当于12875公里(或8000英里))和阴影测量来做出第一个(相对)准确的估计。
在观察和记录了阴影在漫长的历史过程中是如何工作的之后,古希腊人确定了当一个物体放在太阳面前时,它产生的阴影的长度总是物体本身直径的108倍。因此,一个直径为2.5厘米(1英寸)的球放在太阳和地面之间的棍子上,会产生一个延伸270厘米(108英寸)的三角形阴影。
这个推理后来被应用于月食和日食现象。
在前一种情况下,他们发现月球被地球的阴影遮挡,阴影的宽度大约是月球的2.5倍。在后一种情况下,他们注意到月球的大小和距离足以阻挡太阳。更重要的是,它以与地球阴影相同的角度结束地球上生成的阴影——使它们成为同一三角形的不同大小。
通过计算地球的直径,希腊人得出结论,一个长度为139万公里(86.4万英里)的更大的三角形可以在12875公里/8000英里的基础上用来测量地球的直径。另一个三角形将是月球直径的2.5倍。因为这两个三角形是成比例的,所以它们的月球轨道高2.5。
将这两个三角形加在一起将产生相当于3.5个月球轨道,这将产生最大的三角形,并(再次相对地)精确测量地球和月球之间的距离。换句话说,距离是139万公里(86.4万英里)除以3.5,等于约39.75万公里(24.7万英里)。不算伟大,但对古人来说还不错!
如今,到月球距离的毫米精度测量是通过测量光传播所需的时间来确定的,时间是指地球上的激光雷达站和放置在月球上的反射器之间的距离。这一过程被称为月球激光测距实验,之所以可能,得益于阿波罗任务的努力。
四十多年前宇航员访问月球时,在月球表面留下了一系列镜子。当地球上的科学家向月球发射激光时,激光被其中一个设备反射回来。在发送到月球的每100万亿个光子中,只有少数返回,但这足以得到准确的评估。
当光以每秒近30万公里(186411英里)的速度运动时,完成这个旅程需要一秒多一点,然后大约需要一秒钟才能返回。通过测量光完成这一旅程所需的确切时间,天文学家可以准确地知道月球在任何时候离我们有多远,这可以精确到毫米。
通过这项技术,天文学家还发现,月球正以每年3.8厘米(1.5英寸)冰川速度慢慢远离我们。在数百万年的未来,天空中的月亮空将比我们现在看到的要小。大约10亿年后,月球在视觉上将比太阳小,我们将不再经历日全食。
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