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月背到底有什么?全世界都想要这一份难得的寂静来“聆听”宇宙
发布时间:2019-07-22
 

在首次太空飞行中,中国的嫦娥4号已经降落在以前没有航天器完整着陆过的地方:月球的远侧。

月背到底有什么?全世界都想要这一份难得的寂静来“聆听”宇宙

(图源:互联网)

布朗大学(Brown University)行星科学家詹姆斯•海德(James Head)表示:“这是国际科学探索月球的历史性一步,首次开启了月球远端的‘月球未知区’(Luna Incognita)的月球表面探索。”

如果成功,这项任务将回答关于这个地球的唯一一颗天然卫星的基本问题。

例如,关于月球的形成和早期演化仍有许多谜团,而这些谜团反过来又为整个太阳系的历史提供了线索。

此外,该任务还将从月球的远端进行第一次射电天文学实验,并首次调查植物能否在月球上生长——这是人类在地球以外执行长期任务的关键一步。

月亮有两面

如果你在一个月内观察月亮,“月球上的人”永远不会真正消失。

尽管月亮有盈亏圆缺,他总是在那里,从他神圣的宝座上注视着你。

这是因为月球与地球潮汐锁定在一起。

它每绕着我们的星球旋转一次,就会精确地旋转一次,从而使同一个半球始终指向地球。

天文学家把我们经常从地球上看到的那一面称为“近端”,而把我们永远看不到的那一面称为“远端”。

这并不是真正的“黑暗面”

虽然从地球上永远看不到遥远的那一面,但它仍然被太阳照亮,与近处有着相同的相位。

月球并没有永久的“黑暗面”,尽管在流行文化中人们这样描述月亮未知的一面。

从未被淹没

1959年,苏联飞船“月球3号”传回了月球背面的第一批照片,它揭示了一个与我们所看到的世界大不相同的世界。

月球近端的“人脸”(月球表面的巨大黑斑)是如此引人注目,因为它是由黑暗的区域组成的,与月球上浅色的土壤相映成趣。

这些黑暗的区域是古代小行星撞击月球表面时形成的,释放出的岩浆使月球表面变黑变光滑,抹去了以前撞击留下的记录。

但是当古代小行星撞击月球的远端时,并没有岩浆泛滥。

撞击留下的只是一个布满陨石坑的表面。

这使得我们发现远侧比近侧更轻、更老、坑更大。

一些天文学家怀疑这种分歧的出现是因为近侧地壳比远侧地壳薄得多。

普渡大学(Purdue University)行星科学家布里奥尼·霍根解释说,这将使岩浆更容易从近端喷发。

但是为什么地壳的厚度会从一个半球到另一个半球如此剧烈地变化仍然是个谜。

霍根博士希望嫦娥四号能够提供答案的线索。

一个永远都看不见的宝藏

太阳系的早期历史是动荡不安的。

那时,大型天体——小行星或彗星——撞击岩石行星,留下直径超过600英里的陨石坑。

但这个动荡的过去的大部分证据已经消失,被时间抹去了。

在地球和其他岩石星球上,火山在数十亿年的时间里冲走了这些陨石坑。

月球的远端保留了其年轻时的原始记录,尤其是古代物体撞击月球表面的次数。

“早期太阳系的历史被锁在遥远的那一边的岩石里,”霍根博士说。

降落在遥远的一边,重新审视宇宙

地球是嘈杂的。

任何一根无线电天线都会发出一种由手机、电视台、电线、电网、远距离闪电、GPS卫星、汽车、Wi-Fi以及收音机等发出的奇异噪音组成的交响乐。

但是月球挡住了大部分的震动,因此创造了研究无线电宇宙的理想位置。

这就是为什么天文学家们一直梦想在月球的另一边建造射电望远镜的原因。

“我们使用无线电波长探测从附近的黑洞到遥远星系的一切,所以在遥远的一边建立一个无线电观测站可能对天文学大有裨益,”霍根博士说。

“嫦娥四号将是第一个验证这一理论的任务,看看月球远端的无线电观测比我们地球上的观测站好多少。”

一个未来的月球观测站——如果它能像预期的那样工作的话——将会改进对一些现象的研究,比如形成宇宙第一批恒星的原始氢气云。

荷兰内梅亨大学(Radboud University Nijmegen)的射电天文学家海诺·法尔克(Heino Falcke)说,“我们将能够听到大爆炸遥远的回声,看到宇宙在第一批恒星形成之前的状态。”

这样的信号将使天文学家能够探测宇宙的早期发展。

福尔克博士指出了著名的宇宙热图,因为它出现在大爆炸后37万年,也被称为宇宙微波背景。

“那是一张婴儿的照片,”他说,但从月球的另一边看,“可能会看到一部关于年轻宇宙从蹒跚学步到青春期演变的电影。”

看看在远端还能长什么

嫦娥四号还在月球上进行了一项试验,以测试植物——尤其是土豆和开花的小拟南芥——在月球上的生长情况,这可能有助于实现中国的载人航天目标。

这是第一个降落在太阳系另一个世界的迷你温室。

位于盖恩斯维尔的佛罗里达大学园艺学家安娜-丽莎?保罗(Anna-Lisa Paul)说,这个小实验“在让人们为返回月球做准备方面向前迈出了一步,这次返回月球的时间要长于一次短暂的访问”。