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月球上的空气与水
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太阳圆盘与地平线交汇处的大气折射效应
月球表面的所有特点都是一成不变地被显露出来的,也就是说任何事物都无法扭曲或干扰它们的景象。
人们可能会观察到月球地表形态的外貌变化,或者月面色调浓度的改变,这是照耀月球地面的太阳光线的入射变化造成的,并不能证明月面地形发生了改变。
此外,我们要注意到,光线的入射角度具有不可忽视的重要性,因为在某些情况下,光影把戏会让人以为月球地形有了变化。
如果穿过地球大气层进行望远镜观测时这一固有紊乱不存在,那么月球表面的样貌总是会完完全全被我们观察到,这是因为没有什么横亘在月球与我们的双眼之间。
我们可以得出结论:我们的卫星没有被大气层所包围,因为大气层的厚度或质量很容易被一些明显的效应暴露出来。
有人会问:是否存在一种非常纯净以至于不会干扰望远镜观察图像细节的大气层呢?我们只有在观察月球圆盘的中心时才会获得细节清晰的图像,此时视线方向垂直于月球表面,通常情况下穿过的大气层的厚度是最薄的,但至少我们可能会在月球边缘发现折射效应,因为事实上,通过角度的叠加,此处的大气层却是最厚的,来自月球外的光线在掠过它投入人类视线的过程中会从大气层的一头穿到另一头。
这正是其他天体的光线的经历——月球在围绕地球运转时会经过太阳、行星或其他恒星,用术语解释便是此时发生了日食或月掩星,那么我们本应该觉察到什么呢?
大气层横在天体光线的行进路径当中所造成的影响。
人们需要透过越来越厚的大气层看到正在坠向地平线的太阳,随着厚度增加,大气层的吸收和折射效应越来越显著。
还记得第二章中我们讲到地球大气层吸收、折射地平线附近的天体光线的现象吗?在当前的情况下,类似的吸收、折射现象在一定程度上也会参与进来。
然而,如果人们观察太阳圆盘与月亮圆盘的相交边缘时,就会发现这一边缘一点都没有被削弱,也没有受到任何折射效应导致变形的影响;太阳圆盘与月亮圆盘的相交边缘是一条非常清晰的几何曲线。
而需要指出的是,在某些日食期间,有人自信辨认出了一些小小的形状变化或微弱的偏差,并认为这是月球周围存在轻薄的大气层所造成的——我们想知道的是,这些不同寻常的外观是否并不仅仅是光学或仪器领域的原因造成的。
在下面的事实中,我们将会找到一种解释。
月球的边缘并不整齐,而是像锯齿一样,这是因为月球表面高高低低、粗糙不平,看起来就像我们从远处看到的地平线上山脉起伏的剪影一样。
由于地球大气波动,月球图像的质量一般,还会晃动,因此月牙状太阳上的小角无论是否像锯齿一样,看上去都像被截断或弄钝了,导致形状发生了变化。
我们从第一种试图凸显月球大气的方法中得出的结论便是,这一方法没有提供任何肯定且无可争议的证据。
诚然,人们可以提出保留意见,但保留意见得建立在这一事实在其他所有情况下都有效的基础之上,只有在研究过根据其他情况得出的结论之后,我们才会考虑这一保留意见。
在日食期间,月球圆盘与太阳圆盘相交,交汇边缘清晰,没有异常。
月掩行星的运行,根据1663年8月3日观测到的月掩土星所绘。
摘自赫维留(1679)的《天文仪器》。
——拉鲁斯出版社
掩星过后土星在月球圆盘附近浮现(1900年9月3日)。
与月球相接处的阴影带错觉。
月掩行星可以提供与日食一样的事实。
当该天文现象发生时,我们可以看到许多小天体的圆盘,它们的亮度与体积会让我们更好地观测到影响其图像精细度的微弱折射与吸收效应。
事实上,我们观察到的下列事实首先被阐释为存在大气层的证据:被观察的行星圆盘消失或浮现在月球的边缘,有时我们可以看到该行星与月球之间好像隔着一条像雾一样的阴暗带,但我们用一个非常简单的实验便可确认这只是一种错觉。
我们的眼睛受到了欺骗,在部分重叠但亮度不等的两个面的对比之中,我们可以发现这一错觉的产生。
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