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演讲嘉宾:孙维新
孙维新是谁:
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台湾大学物理系毕业
加州大学洛杉矶分校天文学博士
曾任职于NASA——美国太空总署
台湾大学天文物理研究所
台湾自然科学博物馆馆长
致力于推广科学教育
我们从小就听着月亮的故事长大,这其中《嫦娥奔月》的故事更是家喻户晓,可见,从古至今,人们都对这个美好又神秘的星体有着浓厚的兴趣。这期讲座,孙教授就为大家来讲述关于月亮的那些事儿。让我们一起来聆听吧!
各位科学爸爸的朋友们大家好,很高兴再一次在线跟大家见面。我们今天晚上讲一讲月亮的故事,让大家以后看到月亮的时候,不只是欣赏月亮,还可以多一些科学想法与思维。
今天晚上我在台湾大学的校园里跟大家说月亮的故事,前两天因为在杭州参加自然博协的全国大会,所以有机会在星期四的晚上,和杭州的朋友们有一场线下演讲,讲的是「仰观苍穹400年」,也就是四百年来现代天文观测的发展,如何从望远镜的最初应用,一路走到了现代的尖端科技。看到满场的观众,尤其是家长带着小朋友到现场来参加这一场天文讲座,真的非常感动,希望我们有机会可以在各个地方多多办理这样的活动。回到今天的主题,让我们看第一张图,这是在网络上很有名的一个巧合作品,是一个人双手举高看起来刚好捧着月亮的样子。
各位,月亮和地球的比例很大,目前太阳系的八个行星当中,月亮相对于地球的比例是最大的;以前在冥王星还没有从行星层级移除之前,冥王星是第一名, 冥卫一跟冥王星相比,大约是冥王星直径的一半,冥王星直径大概是2400公里,而冥卫一凯伦的直径则是1200公里,但自从冥王星在2006年被天文学家降级成为矮行星以后,月球与地球的比例就成为八个行星当中最大的。月亮如此之大,对地球上的生物起源与演化都有很重要的影响!
举例来说,月亮对地球很大的一个影响,就是在地球上造成「潮汐」,潮汐有涨潮退潮,而在海岸边上涨潮与退潮中间的地带我们叫做「潮间带」,也就是因为潮间带的存在,所以最早在海洋里出现的生命,到后来能够一点一滴的往陆上迁移,靠的就是潮间带,这个地方是生物从海洋迈向陆地的过渡区。
我想跟大家澄清一个「潮汐力」的概念,月亮对地球造成潮汐,并不是单纯由月亮的「引力」把地面上的海水吸起来的!如果只是「引力」吸引,那一天应该只有一次涨潮才对,但我们都知道,同一地点一天会有两次涨潮,一次面月,一次背月。
实际上,潮汐的起因,是月亮对地球近端与远程的「引力差」造成的。这个概念稍微复杂一点,地球面向月亮的那一面离月亮近一点,背向月球的部分则离月亮比较远,两边受到的引力有一点点差别,而这一点差别在地球的感觉上,就是一个往左右撕扯的力量!地壳坚硬不会变形,只有海水会移动,所以地球面对月亮跟背对月亮两边的海水都会隆起,也就是说一天同一个地点会有两次涨潮。这个现象是「潮汐力」造成的,而潮汐力是由「引力差」产生的,不是单纯的「引力」,这是很重要的概念,但是很多人都不清楚。
现在看到的这张图像,就是生物受到潮汐影响的画面!各位,满月对生物的影响很明显,很有趣!就拿台湾南部恒春半岛的珊瑚跟螃蟹来说,恒春半岛周遭是热带海洋,海里面有很多漂亮的珊瑚,千变万化美丽得不得了,但都会在每年三、四月满月的时候同时产卵,您可以看到这张图中是珊瑚大量产卵,小小圆圆的卵从珊瑚中冒出来,慢慢浮向海面,而另外一张图,珊瑚同时产卵如此丰富,竟然把海面都染红了,您可以想象珊瑚产卵的量有多大!当然这就是一种生存战略,大量且同时产卵,鱼才不能把所有的卵都吃光,可以剩下一些继续延续珊瑚家族的生命。
另外这张图我们看到的是在垦丁的「陆蟹」,这些螃蟹住在海边的森林里,每年的七、八月满月的前后,这些螃蟹就会受到满月的召唤,抱着卵块从森林里爬出来,到海边去产卵。这两张图特别可爱也令人感动,您可以看到螃蟹抱着万千小生命,也就是它自己的卵,很艰辛的横向移动,爬向海边去产卵。麻烦的是,人们现在在海边开了滨海公路,对这些螃蟹的生活方式产生严重影响,螃蟹要学着过马路看红绿灯!很辛苦,到后来垦丁公园管理处看不下去,就发动了志工,去「护送螃蟹过马路」。台湾现在在生态保育的观念上,越来越进步,志工们只要看到有螃蟹从森林里出来要去产卵,就会把路上的车子拦下来,让螃蟹优先过马路。
上面说的是满月对生物的影响,但是在我们中秋节赏月的时候,大家可以看到月亮表面明暗不同的地区,好像有图案。这些图案在各国不同的文化之下,是怎么解读的呢?当然大家都听过满月对生物的影响会很明显,在西洋的神话和故事中,满月多半代表一个极端的时刻,大家最常见到的就是荒野上满月下的狼嚎,另外在好莱坞的电影里,满月升起多半会看到狼人和吸血鬼出来上工,猜想不是满月的时候,他们应该是休假在家看电视吧!
西洋和中国的传说在满月上有什么差别?中国的传说较为温馨,有偷吃老公后羿长生不老药的嫦娥,飞升上天到了月亮上住在广寒宫,还有捣药的玉兔在旁边陪伴她;另外还有被罚到月宫砍桂树的吴刚,每砍下去一刀裂口马上就愈合了,无论怎么砍,桂树都不会倒;这是中国传说在月亮上的东西。大家请仔细看一下群主放上来的月面图像,是不是可以看到月亮上头有兔子呀?这个看起来暗一点的地方,有点像是长着两个尖尖耳朵的兔子,这个兔子是给孩子看的,但它还真的有用,因为我们要拿这个兔子作为定标,看看月亮是不是都是以兔子这一面面对我们。
月球表面分布着明暗地区,以前人不清楚这些地区的本质为何,以为暗的地方是「海」,所以命名中就有「宁静海」、「丰饶海」、「危难海」,和2013年底嫦娥三号降落的「雨海」;除了「海」以外,其他地方有各种称呼,像是「月陆」、「月湖」、「月湾」、「月沼」等;一般认为,当年月海其实是大型陨石坑,因为月表以下的玄武岩岩浆涌出,填平了陨石撞击坑,形成了颜色较深但是较平的低地,就是今天看到的「海」。
科学家对月球的探索还不止这些,明天的讲座,孙教授将继续为大家解密月亮的那些事儿。
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