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聆聽宇宙奧秘:「月食」的原理是什麼?

2019/3/22 — 13:10

Celestial Sphere

Celestial Sphere

【文:臨狼】

蔡健雅 Tanya 是一位我很喜歡的女歌手,這首情歌也是我很喜歡的歌,所以特意推薦給大家,希望能幫助大家聽懂這首歌。這次要說的是歌裡一句不斷重覆的歌詞:

至高後才了解 世上月圓月缺 只是錯覺

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月圓月缺應該是大家都非常熟悉的天文現象,為什麼 Tanya 會說這只是一個錯覺,月亮不是一直在變形嗎?難道是我們的眼睛發生了問題?

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在古人眼中,大地是恆久不動的,被圍繞着大地轉動的繁星所照耀。而月亮則是一個不斷在天空中變幻的星體,因其特殊性而早被人們所關注及研究。人們通過歷代不斷的觀測,發現了月相這個月亮變化的規律。

月相

月相

月相,是地球上看到的月亮形態。圖中的月相只是一個舉例,並不代表在世界任何一個地方也會看到同樣的月相。

說起月相,華文內有 盈虧 一說。 這個詞語是出自《易·謙》中的:

「天道虧盈而益謙」

意思是指天下萬物中盈滿者就會虧減。從圖中看到,北半球的月亮是先由右半邊出現,慢慢完滿,然後剩下左半邊,最後消失不見。

故此,盈,是指右側月亮出現的狀態;而虧,是指左側月亮發光的狀態。月相盈虧周期平均是29.53日,約是一個月的時間。「月曆」就意指由月亮盈虧推演而成的曆法。

Orbit of Moon

Orbit of Moon

但是,站在地表的古人,的確被他們的眼睛蒙蔽了。在科學的發展下,人類知道了原來月亮是圍繞地球運轉的衛星-月球。如果我們在地球軌道正上方看下去,就能看到圖中的月球軌道,並能發現月球是一個球狀的物體。

恆星太陽是太陽系內唯一自體發光的星體,而月亮的光是其表面反射的部份太陽光。月相的改變並不是因為月球被太陽光照耀的表面減少,因為除了在月食時,月亮總是有一半表面被太陽光覆蓋的。月亮的盈虧其實是源於月球位處於軌道的不同位置,而影響了其反射到地球的光線。

你可能會有疑問,地球每個月也會夾在月球與太陽中間,不就每個月也有月全食了嗎?難道月全食是這樣來的?

Moon Orbit

Moon Orbit

其實從側面觀察,我們能發現地球軌道與月球軌道並不處於同一平面之上,而是兩者間相差了約5度。這微小差異使月球不會在每個月份也被地球擋住太陽光,從而形成滿月而不是月全食。

Triple crescent moons

Triple crescent moons

盈虧並不是月球獨有的特徵,其他行星和衛星只要受固定光源受覆蓋就有機會發生盈虧。例如圖中就是土星上同時看到其三個衛星的月相。

Venus

Venus

地球上還能看到金星和水星的盈虧。

Phase of Venus

Phase of Venus

由於水星與金星位於地球軌道之內,以至在不同位置反射到地球的太陽光會有所不同,從而形成這種現象。

至高後才了解 世上月圓月缺 只是錯覺

當我們飛得足夠高時,我們發現月球的形狀是不變的。月圓月缺只是因為我們局限在地表之上,看不到真實而成的錯覺。所謂當局者迷,我們對事物的看法和感受,往往都受我們當時的立場與角度所影響。掙脫出原有的枷鎖後,我們會發現許多事情,其實只是一時思考上的盲點。

而且即使在地面之上,只要用心,還是可以看到月亮暗淡的圓形輪廓的。

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