又到一年中秋佳節(jié),。自古以來(lái)人們就有中秋賞月的習(xí)俗,,也流傳下來(lái)許多膾炙人口的賞月詩(shī)篇。每當(dāng)農(nóng)歷十五、十六之際,人們就會(huì)想起那句耳熟能詳?shù)摹叭擞斜瘹g離合,月有陰晴圓缺”。中秋賞月是因?yàn)槟菚r(shí)月亮最大嗎,?每個(gè)人觀測(cè)到的月亮大小一樣嗎?事實(shí)上,,天行有常,,這些人們?cè)谫p月時(shí)的疑問(wèn)都有著科學(xué)的解答。
中秋節(jié)的月亮最大嗎,?
這是一個(gè)最常見(jiàn)的“誤會(huì)”,。我們知道,一年之中會(huì)出現(xiàn)12到13次滿月,,中秋滿月只是其中之一,,它的大小、亮度循月亮變化的一般規(guī)律,,與其他月份相比并無(wú)特殊,。只不過(guò)由于歷史文化的原因,人們對(duì)中秋的月亮寄托了更多的情感,,但月亮還是那個(gè)月亮,,并無(wú)任何不同。
月亮確實(shí)會(huì)有大有小,,但這是因?yàn)樵铝恋囊曋睆脚c它到觀測(cè)者的距離有關(guān),。月球是在一個(gè)橢圓軌道上圍繞地球公轉(zhuǎn)的。月球距離地球最近可達(dá)363300千米,,最遠(yuǎn)可達(dá)405500千米,。當(dāng)月球位于近地點(diǎn)附近時(shí),視直徑達(dá)到最大的33'26'',;而當(dāng)月球運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn)附近時(shí),,視直徑會(huì)減小到29'22''左右。這種月地距離的變化導(dǎo)致月球視直徑的變化,,與在遠(yuǎn)地點(diǎn)相比,,近地點(diǎn)月亮的視直徑要大上約14%,面積大了約30%,,月亮大小差別自然明顯,。所以當(dāng)月亮位于公轉(zhuǎn)軌道的近地點(diǎn)時(shí),,它的確是最大的。如果此時(shí)恰逢滿月,,我們就會(huì)見(jiàn)到經(jīng)常見(jiàn)諸報(bào)端的“超級(jí)月亮”,。
不同地區(qū)看到的月亮一樣大嗎?
地月距離會(huì)導(dǎo)致月球大小的不同,,那在地球不同緯度觀測(cè)月球,,會(huì)產(chǎn)生大小不同的觀感嗎?這其實(shí)是一種“蓬佐錯(cuò)覺(jué)”,?!芭钭翦e(cuò)覺(jué)”是一種視錯(cuò)覺(jué)(又稱(chēng)“鐵軌錯(cuò)覺(jué)”),最早由意大利心理學(xué)家馬里奧·蓬佐說(shuō)明,。
如上圖所示,,圖中的兩條黃色線段,怎么看都感覺(jué)上面那條更長(zhǎng),,而其實(shí)二者完全一樣,。原因有二:一是人們的日常直覺(jué)。如果遠(yuǎn)近不同的兩個(gè)物體在視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)出相同大小的像,,我們會(huì)自然地判斷出距離遠(yuǎn)的那個(gè)物體尺寸更大,;二是,蓬佐錯(cuò)覺(jué)圖中,,兩條黃線大小相同,、在視網(wǎng)膜上成像相等,但我們的大腦根據(jù)直線透視原理,,會(huì)認(rèn)為上面的黃線更遠(yuǎn),,因此根據(jù)日常直覺(jué),會(huì)判斷出它比下面的黃線更大,。反饋的綜合結(jié)果就是,,在我們看來(lái),上面的黃線顯得又長(zhǎng)又寬,。
在觀測(cè)天空時(shí),,還有另一個(gè)心理現(xiàn)象:我們會(huì)很自然地認(rèn)為天空像個(gè)倒扣的碗(天圓地方),并且地平線比頭頂距離更遠(yuǎn),。所以我們會(huì)不自覺(jué)地認(rèn)為地平線上的月亮要比頭頂?shù)脑铝粮h(yuǎn)一些,,由于它和頭頂?shù)脑铝猎谝暰W(wǎng)膜上成像相等,再加上“蓬佐錯(cuò)覺(jué)”,,我們就會(huì)很自然地認(rèn)為地平線上的月亮更大,。而恰恰相反的是,月亮越高反而越大,。這是因?yàn)閷?duì)于觀測(cè)者而言,,月亮居于頭頂要比月亮在地平線近了差不多一個(gè)地球半徑,。只是由此導(dǎo)致的月球視直徑的變化很小,人眼根本無(wú)法察覺(jué),。
“超級(jí)月亮”難得一見(jiàn),?
當(dāng)月亮處于近地點(diǎn)時(shí),又恰逢滿月,,就是人們俗稱(chēng)的“超級(jí)月亮”,,此時(shí)確實(shí)是觀賞月亮的天賜良機(jī)。于是我們經(jīng)??吹健啊痢聊陙?lái)最大的‘超級(jí)月亮’”等之類(lèi)的報(bào)道,。不過(guò)在天文學(xué)家看來(lái),其中大部分都是噱頭甚至“文字游戲”,。
根據(jù)月相的變化周期(稱(chēng)為朔望月,,平均長(zhǎng)度為29.53059日),以及月球經(jīng)過(guò)近地點(diǎn)的周期(稱(chēng)為“近點(diǎn)月”,,平均長(zhǎng)度為27.55455日),,可以看出“超級(jí)月亮”也是個(gè)周期性事件,,而且周期并不算長(zhǎng),,為413天左右(約等于15個(gè)近點(diǎn)月和14個(gè)朔望月)。也就是說(shuō),,每14次滿月中,,就會(huì)有一次“超級(jí)月亮”,并不是什么稀罕事兒,。
為什么這種說(shuō)法會(huì)在媒體上頻繁出現(xiàn)呢,?原因在于月球的運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜,每次“超級(jí)月亮”的大小也有細(xì)微的差別,,“超級(jí)月亮”似乎也沒(méi)錯(cuò),,卻足以吸引大家的眼球。
以朔望月為例,,它的長(zhǎng)短由日,、地、月三者的相對(duì)位置決定,,并不是一個(gè)常數(shù),,而是在29.27日到29.83日之間變動(dòng)。而月球繞地公轉(zhuǎn)的軌道也不是簡(jiǎn)單的橢圓,,不但近地點(diǎn)在移動(dòng),、偏心率在0.026到0.077間變動(dòng),就是軌道面本身也在擺動(dòng),。所以盡管每過(guò)大約413天會(huì)有一次滿月最接近近地點(diǎn),,但是這個(gè)滿月時(shí)刻也不可能和過(guò)近地點(diǎn)的時(shí)刻嚴(yán)格相符,,每次都會(huì)有一定差別,因此我們每次看到的超級(jí)月亮也就有大有小,。關(guān)鍵在于,,天文學(xué)家已經(jīng)算出,每次“超級(jí)月亮”的視直徑變化只在幾個(gè)角秒之內(nèi),,變化幅度不超過(guò)0.3%,,甚至遠(yuǎn)小于在不同地點(diǎn)所見(jiàn)到的月亮大小的差別,我們?nèi)庋鄹緹o(wú)法察覺(jué),。