編譯 梁宏軍
月球人臉之謎
編譯 梁宏軍
就像一位忠實的朋友,月球人一直在那里隨著月球繞地球轉而持續(xù)不斷地凝視著我們。
人總是會在不經意間從周圍的景物如山、云中幻想出各種奇特的形狀和圖案,并賦予某種意義。這種現(xiàn)象被叫做幻想性視錯覺。有時候這種錯覺會非?!罢鎸崱?,如像許多人都聲稱,自己看見月面上有一張對著我們微笑的人臉。有關月球人臉的神話可以追溯到好幾千年前。其實,這張“臉”只不過是由月海(來自遠古火山爆發(fā)的巖漿所形成的光滑平原)的暗斑勾勒出的形狀。
月面和在月面上勾勒出的人像
就像一位忠實的朋友,月球人一直都在那里并隨著月球繞著地球轉而持續(xù)不斷地凝視我們。在地球同步軌道上,月球每繞地球一圈也剛好完成一次自轉,所以地球人總是看到月球的同一面。那么,月球為什么會安定在這樣一個軌道上?為什么是月球人臉而不是滿布隕擊坑的月球“背面”面對地球?
以往一些研究者認為,我們能看見月球人臉純屬陰差陽錯,就像是拋硬幣的結果。但科學家在2012年4月宣布,實際情況并非如此。最新研究表明,在過去,月球繞軸自轉的速度比今天快,而今天月球人臉正對地球人這個事實,可能是由于月球放慢了腳步。
月球看上去是圓球形,但實際上它是橢圓的,近似于橄欖球的形狀。在月球于40億年前形成后不久,當它仍處在熾熱和大部分呈熔融狀態(tài)之時,地球的引力就開始拉扯自己的這個新伙伴。當月球冷卻下來后,它的略偏橢圓的形狀得以保留。今天,月球人臉占據著這個橢圓的一端。
由于月球每環(huán)繞地球一圈也剛好繞著自己的轉軸自轉一圈,所以這張臉一直面朝地球。不過,幾十億年前的情形并非如此,那時月球自轉的速度比今天快得多,如果那時地球上已經有生命存在,這些地球居民應該能在不同的時間看見月球不同的側面。
科學家現(xiàn)在認為,最終通過一種耗散過程,地球對月球的引力讓月球減緩了繞軸自轉的速度。我們來看看這個耗散過程是怎樣進行的:地球的潮汐力拖曳月球,創(chuàng)生了月球的兩個橢圓端之外的另一個輕微的鼓起。這個鼓起移動并留駐于當時最接近地球的月面(不管是哪一面)。隨著月球的自轉,這個鼓起的位置不斷改變,但持續(xù)指向地球,導致月球內部不斷地被壓扁、折曲,由此引起的內部摩擦起到車閘一般的作用,逐漸降低月球的自轉速度,直到與月球繞著地球轉的速度匹配,于是月球最終便安定在了同步軌道上。
作為地球引力的結果,月球以這種方式最終被鎖定到其長軸指向地球的定向。接下來的問題是:為什么是人臉所在的月面而不是背朝地球的那一面最終面朝地球?要知道,月球“背面”的山更高,地勢也高,根據物理學基本定理,月球“背面”應該更靠近地球,因而它才應該面對地球。
科學家進一步分析月球物理后發(fā)現(xiàn),決定我們會看見月球哪一面的因素是月球自轉減速的速率,也就是月球自轉能量耗散的速率。如果月球以明顯不同的速率(例如比實際情況快100倍)失去能量,那么其人臉面對地球的概率就是50%,也就是拋硬幣會出現(xiàn)哪一面的概率。而實際上月球的能量耗散速率要慢得多,這就意味著月球人臉面朝地球的概率達到了2/3。
科學家運用計算機對月球在不同耗散速率下的情形進行模擬,結果發(fā)現(xiàn),月球人臉之所以會面朝地球,完全是因為一個巧合——月球現(xiàn)在的能量耗散速率正好符合其人臉面對地球的要求。
在月面搗仙藥的白兔(18世紀中國刺繡)
月面勾勒出的兔子像
任你想象上面的月面動物
關于月球讓人感興趣的另一個話題是:為什么在許多文化中都有月球人或類似的說法?所謂月球人,是一些文化背景中的觀察者對滿月或新月的認知結果,比如把一個月面特征或多個月面特征的組合幻想成人的面部、頭部或身體。
月球人可以由月面暗色區(qū)域(“月?!保┖蜏\色區(qū)域(月面高地)組成,這是典型的幻想性視錯覺。西方世界普遍認同的月球人臉有如下特點:眼睛是雨海(月球地貌名稱,下同)和澄海,鼻子是暑灣,張開的嘴是云海和知海。古代歐洲人在月球上看到了一個男子(由澄海、寧靜海、豐富海和神酒海組成),他的背上有一個寬大的包裹(由汽海和夢湖組成)。有時候,他還被看見身邊有一條小狗(危難海)相伴。西方藝術中對月球人的常規(guī)化解讀,常常是滿月上的一張非常簡單的面孔或新月上的一個人體輪廓。
月球人也可以是任何居住在月球上的神話角色,但這些角色并非對應于月面的實際地貌。一個持續(xù)已久的歐洲傳說是,月球人是被流放到月球的地球上的罪犯。在日耳曼文化中,這個人是偷鄰居的籬笆修自家籬笆的罪犯。在羅馬傳說中,這個人是偷羊人。在挪威神話中,月球的男性化身馬尼駕著馬車跨越天空,大狼哈提一路追趕他,最終在世界毀滅之地抓到了他。馬尼這個名字的意思就是月球。在海達印第安部落的傳說中,月球人代表撿木材的男孩,他因不敬受懲罰而被放逐到了月球。在一些古文明中,月球人被認為喜歡喝酒,尤其是紅葡萄酒。在歐洲文藝復興時期,月球人被稱為“月光”,他隨身還帶有一盞燈籠。最典型的月球人是中國傳說中的月老。
其他一些文化把月球人視為女性、兔子、青蛙、麋鹿、公牛或龍(頭和嘴在右邊,身體和翅膀在左邊)。在東方文化中,月面模糊的明暗形狀被認為是陰陽圖。在伊麗莎白時期(1589-1600)的英格蘭,月球人被看作是背上背著枝條的女巫,或者是提著一盞燈籠的老年男性(莎士比亞在其喜劇《仲夏夜之夢》中正是這樣刻畫月球人的)。西方世界的一個時代更近的月球人形象是做過頭發(fā)、戴著墜子的婦人,其中的墜子是月面的第谷隕擊坑,在滿月時這個隕擊坑很亮,并且有輻射線。在新西蘭毛利人的傳說中,月面顯示了一名婦人和一棵樹。從美拉尼西亞(西南太平洋群島)到波利尼西亞,月球都被視為在三塊石頭圍成的火爐前做飯的廚子。
神話中的月亮
許多月神都是女神,例如古希臘神話中的司夜和冥界的女神赫卡特、月之女神塞勒涅和月亮與狩獵女神阿耳特彌斯(她在羅馬神話中名為戴安娜)。在中國神話中,嫦娥居住在月亮上。美國“阿波羅11號”機組登陸月球之前,休斯頓地面控制中心對機組成員說:“今晨頭條提問中,有人請求你們關注月球上的一位有一只大兔子的可愛女孩。據一個古老傳說,一個叫做嫦娥的美麗的中國女子已在月球上住了4000年。看來她是被流放到月球上的,因為她偷了丈夫的長生不老藥。你們也得找找她的伴侶,一只大大的中國玉兔。它很容易找到,因為它只用后腿站在月桂樹下的陰涼處。這只玉兔的名字沒有記錄?!庇詈絾T柯林斯當時回答控制中心:“好嘞,我們會密切關注這位兔女郎的?!?/p>
在哥倫比亞時代以前的中美洲,兔子經常被與月球聯(lián)系在一起。例如,阿茲特克人的月亮神就被刻畫成神、人同形的兔子。在中國文化中,嫦娥的伴侶月兔一直在搗制長生不老藥。唐代大詩人李白在其《把酒問月》中寫道:“白兔搗藥秋復春,嫦娥孤棲與誰鄰?!痹谌毡竞晚n國的傳統(tǒng)文化中,月兔是類似的角色。
根據阿茲特克傳說,月亮神原本是居住在地球上的一名男子,他在一次征途中找不到水和食物,又累又餓,以為自己要死了。這時,正在附近吃草的一只兔子愿意奉獻自己作為食物救活他。男子十分感動,讓兔子升上了月亮,接著又把它送回地球并對它說:“也許你只是一只兔子,但每個人都會記住你。月亮上留下了你的圖像,它為所有人和所有時間而留?!?/p>
根據另一個中美洲傳說,謙卑、勇敢和神圣的納納華興在烈焰中燃燒自己變成了第五個太陽。在此之前,財富之神猶豫了四次才終于點燃自己成為月亮。因為財富之神的膽怯,眾神覺得月亮不應該像太陽那般明亮,所以朝財富之神臉上扔去一只兔子以遮蔽他的光芒。還有一種說法是,財富之神通過把自己變成一只兔子的方式來獻祭,從而變成了月亮,在那里留下了自己的影子。
在美洲土著人的傳說中,月亮與兔子之間的故事有另一個版本:一只年輕的兔子想去月球,只有鸛愿意帶他去。一路上,兔子緊緊地抓住鸛的雙腿。抵達月球后,它用一只血腥的爪子觸碰鸛的腦袋。從此,鸛頭上留下了紅色的印記。
太空“動物”
由太空或天體引發(fā)的幻想性視錯覺并不限于月球。下面是媒體最近報道的一組由幻想性視錯覺造成的“太空動物”。實際上,此類例子從來都不鮮見,只不過隨著太空探測技術的進步,人們看到的天體細節(jié)越來越多,錯覺自然也就越來越多。
左圖:銀河系圖像中的“外星人”
右圖:電影中的“外星人”
“外星人”
據媒體2012年3月7日報道,一名16歲的馬來西亞業(yè)余攝影師在尼泊爾拍攝到一幅神奇照片,它顯示的喜馬拉雅山上空的銀河系圖像中竟然有一個“外星人”的影子。當然,這是幻想性視錯覺。
“火星大象”
你沒看錯,圖中真的有“一頭大象”。但那當然不是真正的大象,而是大象頭部形狀的火星熔巖流?!盎鹦谴笙蟆笔怯擅绹詈骄帧盎鹦强睖y軌道器”在火星表面的埃律西昂平原發(fā)現(xiàn)的,這個平原顯示出了一些最年輕的熔巖流?;鹦腔旧咸幵诘刭|不活躍狀態(tài),所以活火山和流動的熔巖都是過去時。覆蓋埃律西昂平原的“年輕”熔巖流可能是在過去1億年甚至1000萬年里就位的,從火星地質歷史的角度來說,這確實算是很近期的事。
“火星大象”同樣是一種幻想性視錯覺,是我們的大腦從隨機形狀中看出了熟悉的物體,說白了是一種心理學現(xiàn)象。事實上,火星是陰謀論者和小報記者慣于炒作的視錯覺對象,他們經常聲稱在火星上看見了金字塔、美女、野人甚至核基地。如果環(huán)繞火星飛行或者漫游于火星表面,會有數(shù)不清的地貌讓你以為火星上有這有那。當然,這些都是錯覺而已。
這是由“火星勘測者軌道器”拍攝的火星南半球的奧格瑞盆地照片,其中包括長約2.4千米、高約175米的所謂“鸚鵡地貌”。在第二幅照片中看不出什么鸚鵡,因為這幅照片的分辨率不高。
“火星鸚鵡”
你在第一幅照片中看見了一只鸚鵡嗎?在第二幅照片中呢?一個獨立團隊在一篇新近發(fā)表的論文中聲稱,火星奧格瑞盆地南坡上的這只“鸚鵡”在解剖學上很準確,因而不可能是偶然形成的地貌。這個獨立團隊由兩名地質學家、三名獸醫(yī)和一名雕塑家組成,他們花了六年時間來研究美國宇航局“火星全球觀測者”飛行器(現(xiàn)已停用)在2000年4月至2005年12月期間拍攝的三幅照片,最終得出了“火星鸚鵡非天然形成”的結論。
這個被美國宇航局描述為“重復層狀材料及直線脊嶺”的地貌,是在2002年初被獨立火星研究者威爾姆·福斯特發(fā)現(xiàn)的。他在這個火星表面地貌中識別出了這只“鸚鵡”,包括眼睛、喙、舌頭、腿、爪子、翅膀和尾羽,并把這個結論交給了專門探索火星表面“疑似非自然結構”的美國賽冬妮婭研究所。此后,對這個“鸚鵡地貌”的研究一直持續(xù),直到福斯特于2005年去世。
此后,美國宇航局又發(fā)布了兩幅在不同光照條件下從不同角度拍攝的該地貌照片。結果,上述獨立團隊更加確信那不是一個偶然形成的地貌。天文學家自然不認可這個驚人說法,但一時還找不到反駁它的確鑿理由,而解決爭議的最好辦法就是直接到火星上去實地查看這個地貌。我們有充分理由相信:實地探測結果將斷然否定“火星鸚鵡”玄論。
“火星蝸?!?/p>
科學家在2012年4月27日宣布,由“火星勘測者軌道器”拍攝的火星表面的高分辨率圖像,顯示出了看上去很像是巨型蝸牛的地貌。這些可能有脆性的“蝸牛”實際上是火星埃利希尤姆地區(qū)的熔巖流,只不過其螺旋形模式很像蝸?;螓W鵡螺?!拔伵!比蹘r流在地球上的一些地方例如夏威夷和加拉帕戈斯也存在,但此前從未在火星上發(fā)現(xiàn)過。最大的“火星蝸牛”直徑為30米,比地球上的任何同類地貌都大。當剪切應力存在時就會形成蝸牛狀熔巖流。所謂剪切應力,是指多股熔巖流以不同的速度和不同的方向相互經過,有塑性的熔巖殼在此過程中可能被剝離或卷起來,于是薄薄的熔巖殼就起了皺紋。
月球還活著?
科學家曾經以為,地殼因地幔中的半熔融巖石攪動,至今仍在移動,但月球在很久以前就已冷卻,不可能有任何的這類構造活動。例如,月面已知最年輕的構造地貌的年齡約為10億年,它們是隨著月球內部冷卻、收縮,月面起皺而產生的月面高地上的小型懸崖。但是,科學家在2012年2月宣布,與以往的認識不同,月球的外層——月殼直到最近都很活躍。
由美國宇航局“月球勘測者軌道器”衛(wèi)星拍攝的照片暗示,月球在過去5000萬年內可能一直都有構造活動。在這些照片上,科學家發(fā)現(xiàn)了十幾個狹窄的溝狀地貌——月塹,它們位于被稱為“月海(月面的陰暗部分)玄武巖”的火山巖高地上。月塹兩側是兩個斷層,可能形成于月殼被拉伸??茖W家探察到的月塹寬度達500米左右,長達1.8千米左右,它們看上去只是相對原始,這暗示它們是最近才形成的,否則流星撞擊會帶給它們累累傷痕。
至于這個“最近”是多近?科學家無法確定,也許不到5000萬年,也許不到1000萬年,也許只有100萬年甚至只有40年??傊?,月球直到最近都很活躍。搭載在“阿波羅”飛船上的地震傳感器所探測到的月球地震數(shù)據也支持了這個說法??茖W家推測,月球內部至今仍是熱的,或者說,月球至今仍有活躍的構造活動。
有關月球隨著時間冷卻的計算機模擬暗示,如果月球在形成之初完全呈熔融狀,之后月球一邊冷卻一邊收縮,迫使月面起皺,而這種壓縮會抑制月塹的形成——月塹的典型成因是月殼拉伸而非起皺;但是,如果月球形成之初并非完全呈熔融狀,它的收縮就不會強烈到抑制月塹形成。
目前有關月球起源的流行理論是:一顆火星大小的天體在地球歷史的很早期撞擊了地球,由此產生的殘骸云形成了月球,月球在形成之初完全熔化。但最新探測結果卻暗示,月球剛形成時并非完全熔化,而是有一部分形成了熔巖海洋。
也許等到“月球勘測者軌道器”完成對整個月球的拍攝時,科學家就能尋找到更多月塹,屆時有關月球是仍然活著還是已經死得冷冰冰的奧秘有望徹底破解。
泰坦尼克號沉沒與月球有關?
最近有關月球的新發(fā)現(xiàn)還真不少,其中最令人感興趣是月球與泰坦尼克號沉沒之間的聯(lián)系。2012年4月14日是泰坦尼克號游輪沉沒100周年紀念日。2012年4月號的美國《天空與望遠鏡》雜志刊文說,美國“法醫(yī)天文學家”、得州大學的唐納·奧爾森提出一種新奇而又驚人的假想——月球可能在泰坦尼克號沉沒大洋底、1500人殞命的慘劇中起了推手作用。
多年來,奧爾森一直在嘗試用天文學知識破解一些歷史謎案,例如美國已故攝影家安塞爾·亞當斯的作品、梵高和蒙克的畫作,以及羅馬將軍凱撒公元前55年率軍入侵英國的實際登陸地點。他還得出結論:美國作家沃爾特·惠特曼在其《一首我自己的歌》中描寫的“奇異的龐大流星陣列”基于一次真實事件。
奧爾森認為一系列因素共同決定了泰坦尼克號的命運,其中最主要的因素是冰山對這艘超級游輪的撞擊——事發(fā)當晚大海異常平靜,使得冰山難以被發(fā)現(xiàn)。當時船長正駕船全速前進,希望提前一天抵達紐約港,以讓這艘首航的豪華游輪進入更多的頭條新聞。直到冰山聳立前方,船員們才試圖讓這艘龐大的游輪調轉方向,但為時已晚?;叵肫饋?,如果冰山與游輪正面相撞,可能只有前艙會被碰裂,整艘游輪應該會保持漂浮狀態(tài)而不至于下沉,情況就不會那么糟。然而,實際情況是冰山擦掛了泰坦尼克號的整個側面,導致每個船艙依次全被水淹。從船首開始,整艘船最終沉沒。
當然,奧爾森并沒有把責任全推給月球,但他認為天文學有助于回答一個基本問題:那一年北大西洋中為什么會有這么多冰山?
讓我們先來了解一點冰山知識。冰山實際上是作為冰川或冰架的一部而分形成于陸地的冰塊。隨著雪在成千上萬年里累積,每一層新雪壓縮下面的層,最終壓力變得足夠大(常常是在60~70米深度),雪就變成了冰川冰。冰川雖處在凍結狀態(tài),卻也會“爬行”或“流動”。當冰川到達海洋時,一部分會脫離,被叫做裂冰,其中較大(直徑5米以上)的冰塊被稱為冰山。
那么,月球與此有什么關系呢?這得歸于潮汐和月球對潮汐的影響。1912年4月12日,月球與太陽出現(xiàn)罕見的排列,因此這兩個天體的引力拉動加在一起而產生“春潮”——異常高的潮水。奧爾森及其團隊最終確定了這次春潮的成因:當天,月球位于大約1400年來最靠近地球的位置(近地點),而此前一天地球與太陽之間的距離也最近,真是湊巧了。奧爾森指出,應該查查更高的潮水是否導致了格陵蘭更多的裂冰,這些裂冰是該地區(qū)大多數(shù)冰山的來源。冰山需要時間漂進航線,阻擋泰坦尼克號的路徑。
為什么那個4月會有那么多冰山,以至于救援船也不得不減速行駛?正常情況下,隨著冰山離開格陵蘭,它們會擱淺在紐芬蘭海岸外的淺海域,要花多年時間才能讓一座冰山融化到足以脫離擱淺地,繼續(xù)向南的旅程。然而,1912年異常的高潮使得原本要擱淺很久的冰山脫離束縛,剛好有時間漂進泰坦尼克號的航線。這就是奧爾森的假想。當然,要想證明這個假想并不容易。