關于月球的謠言你中了幾個？

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　　2019年1月3日上午10點26分，中國發射的嫦娥四號探測器成功登陸月球背面，著陸點位于月球背面南極艾特肯盆地的馮·卡門撞擊坑。隨后，玉兔二號月球車駛向月球表面，開展巡視探測。此次任務不僅實現了人類探測器首次登陸月球背面，還通過此前已經等候在地月之間的引力平衡點的“鵲橋”號中繼衛星，首次實現了地球和月球背面之間的中繼通信。接著，一批科學儀器開機工作，傳回了月球背面的高分辨率影像。嫦娥四號登陸月球背面，不僅體現了中國在航天領域的技術能力，開辟了人類探索月球的新篇章，也是中國在科技領域創造的為數不多的人類首次。
　　看到月亮，你會想到什么
　　社會上流傳著很多關于月球背面的陰謀論，各種謠言甚囂塵上。2017年，有媒體報道，霍金說月亮的背面有外星人，但是經過求證，發現霍金并沒有說過這句話。有人說，阿波羅登月是假的，是在攝影棚里面拍的。但是阿波羅登月工程有幾百所大學、幾十萬人參與，前后經歷了十幾年的時間，為什么半個世紀過去了，這個秘密還沒有被揭開呢？也有人說，現在世界各國都不再探月了，只有中國人往月球上一個接一個地發射探測器，但事實真的是這樣嗎？還有人說，月亮內部是空心的，因為敲了敲月球之后，里面發出砰砰的聲音。但是，月亮這么大的一個球，你要怎么才能敲出聲呢？
　　大家幾乎每天都會看到月亮。雖然有時候看到的是滿月，有時候看到的是上弦月、娥眉月，但一般都會聯想到月亮上有玉兔、蟾蜍、嫦娥、廣寒宮，還有吳剛在砍桂花樹。
　　然而，在研究月球的科學家眼里，他們看到的月亮卻是不一樣的。比如，月球上有3個主要地質單元：月海、月陸和環形山。月海是月球上那些黑色的區域，是玄武巖的巖漿冷卻之后形成的黑色石頭;月陸是月球上那些白色的地方，是更古老的斜長巖。
　　月亮跟地球的大小對比是什么樣的呢？月球的直徑大約是地球直徑的四分之一，月亮的表面積大約相當于中國陸地國土面積的4倍，約為3800萬平方千米。
　　月亮到地球的平均距離約為38萬千米，最近距離約為36萬千米，最遠距離約為40萬千米。38萬千米到底有多遠呢？如果我們乘坐時速400千米的高鐵去月球，只要40天就夠了。如果是嫦娥一號、嫦娥二號去的話，速度會更快一點，只要幾天就夠了。把水星、火星、金星、木星、土星、天王星、海王星統統塞進月球和地球之間，正好塞滿，這就是38萬千米的距離。
　　破解月球4大謠言
　　第1個謠言是說阿波羅登月是假的。因為航天員在月球上拍的照片上，天空中沒有星星。但是你要知道，航天員只能在月球上的白天登陸，這些照片是在月球上的白天拍的，那時的月球表面非常亮，而星星非常暗，你當然只能看到那些亮的東西，看不到暗的東西。
　　作為研究月球的科學家，我們發現，月球跟地球之間有很多不同。比如，月球上徹底沒有液態水和空氣，因此，月球的土壤和礦物都是在那種環境下形成的。月壤里的鐵多是2價的氧化亞鐵，而沒有在充分氧化條件下形成的三氧化二鐵。特別是月壤里還有天然的單質鐵。地球上的單質鐵在接觸空氣后很容易被氧化，生出鐵銹來。但在月球上，單質鐵可以長期存在。我曾經親手感受過從月球上帶回來的土壤，磁性非常強，用一顆磁鐵吸引它，整坨土壤都會隨著磁鐵的移動而移動。
　　此外，月球上有幾面激光反射鏡，是登月航天員放在月球上的。我們從地球上打一束激光到月球上，激光反射鏡就會返回來幾個光子，根據光子返回來的時間可以計算出地球和月球之間的距離。我們發現，月亮正在逐漸遠離地球，地月之間的平均距離每年增加3.8厘米。如果沒有那些激光反射鏡，我們是無法獲得從月球上返回來的光子的。
　　同時，航天員還在月球表面埋設了地震儀，監測月球內部的震動。根據月球內部的震動，可以了解它的內部結構。監測結果發現，月球上每年會發生上千次地震，但震級很低，只有2 3級，主要是小天體撞擊月球表面引起的。
　　除此之外，前幾年有個月球勘測軌道器，拍到了月球表面非常高分辨率的圖像，分辨率大約可以達到0.5米。從這些高分辨率的圖像中，發現了阿波羅登月后留在月球上的登月艙、著陸器、月球車，甚至連航天員走過的路線和月球車開過的痕跡都還保留在月球上。
　　第2個謠言是世界各國都不探月了。為了回答這個問題，有人把從上世紀五六十年代開始一直到現在，所有的探月航天器都統計出來。結果發現，上世紀60年代末到70年代初，由于美蘇都把月球作為太空爭霸的制高點，紛紛發射飛往月球的航天器，造就了人類探月史上的第1個高峰。此后約有長達20年的時間，美蘇兩國都沒有發射新的月球探測器。上世紀90年代特別是21世紀以來，世界各國重新對月球產生了強烈的興趣，先后發射了10多個月球探測器。中國、印度、日本等國家紛紛加入探月隊伍，這說明，其他國家不是不探月了，而是正在掀起新一輪的探月熱潮。
　　蘇聯的航天器曾經8次登陸月球，都是不載人登月，其中包括2輛月球車。通過Luna 16、20、24號3次無人采樣任務，采集了300克月球樣品。在阿波羅登月前，美國實施了5次名為“勘測者”系列的月面軟著陸探測任務，然后才實施載人登月任務。通過阿波羅11、12、14、l5、16、17號6次任務，12位航天員登陸了月球表面，帶回來381.7千克的月球土壤和樣品。在北京天文館，還有一個阿波羅登月航天員帶回來的巖石樣品。
　　阿波羅時代之后的首次航天器登月，是中國的嫦娥三號實現的，著陸在月球正面雨海西北部的虹灣地區。所有這些任務的登陸點，都位于月球正面，特別是北半球的區域，我們稱之為阿波羅帶。
　　2007年，中國發射了第1顆月球探測器嫦娥一號，隨后發布了第1幅月球圖像。發布之后，有一些人質疑說這幅圖像可能是錯的，甚至有人質疑說嫦娥一號是假的。因為月球圖像上多出來1個撞擊坑。其實，月球圖像并不是像我們看到的那樣，是一幅一幅拍的，而是沿著航天器的飛行軌跡，一軌一軌地拍出來的，傳到地面后，再把這一軌一軌的圖像拼接在一起，才能形成一幅完整的月球圖像。但是，不同軌道的圖像在拼按時，會產生一些錯位的現象。后來，中國探月團隊用更多的月球探測器獲得更大的成功，來回應這些質疑。
　　第3個關于月球的謠言是月球背面有外星人。有人聲稱，他們拍到了在月球上的外星人、金字塔、UFO，甚至長達4000米的宇宙飛船。如果把這些圖片進一步放大，你會發現它們都是偽造出來的。實際上，月球背面有外星人的謠言已經存在了幾百年，主要原因就在于我們在地球上看不到月球的背面（詳見本刊2018年4月《月球謠言為什么總讓霍金背鍋？》）。
　　第4個有關月球的謠言是月球內部是空心的。我們常說，上天容易入地難，在地球上入地三尺都非常困難，更何況在月球上要用機器在無人值守的情況下打鉆，可以想象，這是非常艱難的。但要了解月球內部，科學家也有辦法，第1個辦法是在月球上埋設月震儀，通過地震波的反射，了解月球內部結構和物質成分。也可以通過熱流探針，探測月球內部釋放出來的熱量，從而了解月球內部的能量分布。第2個辦法是通過精確測量航天器在月球上空飛行的軌道高度，了解月球內部的情況。因為航天器在月球上空飛行的時候，會受到月球對它的引力。如果在航天器下方月球上的某一個區域的物質密度比較高，那么對航天器的引力就會增大，軌道高度就會下降一點。如果航天器下方的月球物質密度比較低，那么對航天器的引力就會減小，它的軌道高度就會上升一點。我們發現，月球上有些地區的內部物質密度較高，就跟人長了“瘤子”一樣，我們叫它質量瘤。雖然月球上有些地區的物質密度會小一點，但這并不代表月球內部是空心的。月球是實心的，就像地球一樣，月球內部大致可以分為月殼、月幔、月核3個部分。
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