麵對未知的宇宙，

人類永遠是個(ge) 好奇的孩子。

“不得了，天文星空体育官网入口网站增加了！”【第20期】

Q1：

盛夏的微笑【提問】月球背麵是什麽(me) 東(dong) 東(dong) ？

A：

自有記載以來，月亮就總以它凹凸有致、特征突出、明暗分明的一麵示人，仿佛昭示著天球的永恒。懵懂的人類曾稱其不可示人的一麵為(wei) 月背（“Dark side of the moon”或者“月の裏側(ce) ”）。但這些神秘與(yu) 浪漫隨著年代的推進逐一破碎——曾為(wei) 人憧憬與(yu) 仰望的月亮，不過是同地球類似的石頭球而已，月球背麵也被發現同它的正麵一樣，是粗糙、充滿環形山的不毛之地。

左：由蘇聯 Luna-3 拍攝的首張包含月背的影像，這使得月背很多特征命名都來自蘇聯；右：美國月球勘探軌道器（LRO）影像鑲嵌的月背高清圖像。注意左圖左側(ce) 深色其實還是靠近正麵的月海，而兩(liang) 張圖的北半球都可見月背的莫斯科海，你能看出兩(liang) 張圖的關(guan) 係嗎？

雖然同樣是環形山遍布，月球背麵與(yu) 正麵還是有許多顯著的不同，這些區別總體(ti) 上被稱為(wei) 月球的二分性（dichotomy），是月球研究的重要課題之一。二分性主要體(ti) 現在：①深色月海分布背麵少於(yu) 正麵；②月表高程背麵高於(yu) 正麵；③月殼厚度背麵大於(yu) 正麵。

月球正麵背麵地形的直觀比較，數據為(wei) 嫦娥一號高程圖疊加在灰度影像上，黃色代表高海拔，藍紫色為(wei) 低海拔。左側(ce) 為(wei) 月背的高地，中間下側(ce) 為(wei) 東(dong) 海多環盆地，右側(ce) 暗色為(wei) 月球正麵的風暴洋，可見月背相對正麵撞擊坑更多、高程更大、反射率更高。/ 嫦娥一號發布數據，筆者合成

因此如果你到月球背麵旅遊，映入眼簾的將更多是崎嶇、明亮的斜長岩高地。另外月背具有對地球的電磁屏蔽，豐(feng) 富的撞擊坑可能能為(wei) 未來建設月基低頻射電望遠鏡提供良好基礎。

關(guan) 於(yu) 二分性的另一個(ge) 有趣事實是月球正麵比背麵更富釷（Th）。如上圖所示，Th > 3 ppm 的區域多集中在月球正麵（圖像中央）的撞擊坑附近，對這一異常目前並沒有被完全解釋。/ quickmap.lroc.asu.edu

答案的最後，拋開複雜的地質難題，我們(men) 仍有機會(hui) 欣賞月背的亮麗(li) 風光——由目前人類在月背的唯一信使：嫦娥四號及玉兔二號傾(qing) 情提供~

由玉兔二號拍攝的展開低頻射電頻譜儀(yi) 天線的嫦娥四號著陸器全貌。嫦娥四號著陸在位於(yu) 南極艾特肯盆地的馮(feng) 卡門撞擊坑中，這裏的地貌相對月背整體(ti) 相對平坦許多。/ 中國探月

玉兔二號月球車在月背留下的車轍印，是月背首次印上文明的印記。有趣的是，科學家可以從(cong) 這些車轍的狀態及深度推測出當地月壤的機械及物理性質。/ 中國探月

玉兔二號在第九月晝獲取的全景相機快視圖，畫麵中是遍布月表的碎石。可見缺乏流體(ti) 風化的月球表麵石塊更為(wei) 棱角分明，大小更不均一，與(yu) 河畔的鵝卵石顯著不同。這些石塊的來源一般是碰撞衝(chong) 擊或更大石塊的熱脹冷縮破碎。/ 中國探月

【智能（zhàng）機器人：可是兔子不會(hui) 說話啊。】

Q2：

風中靜荷【提問】地球大約百分之七十都是水，為(wei) 什麽(me) 叫地球而不是水星？（叫水星才最合適）

A：

地球表麵的百分之七十都覆蓋著水，而地球上水圈的總質量高達1.4百兆噸，但實際上水隻占到地球總質量的0.023%，因此水在地球上的占比很小，從(cong) 題主的角度來看，地球應該叫土星（確信）。

不過實際上古人給水星命名的時候非常單純，看著大概是什麽(me) 顏色就以之命名。由於(yu) 五行之說盛行，五行又分表五色，因此辰星色玄（銀灰色）就命名為(wei) 水星，熒惑色赤就命名為(wei) 火星，其他行星亦是如此。

水星 /

不過按照題主提供的命名思路，火星開始以內(nei) 的行星恐怕都得叫“土星”，木星以外的通通是“氣星”……太陽？嗯，妥妥的“火星”~

【智能（zhàng）機器人：氣星氣氣！】

Q3：

12【提問】FAST射電望遠鏡每天的工作是什麽(me) ，科學家每天都隻是在處理數據嗎？

A：

咳咳，FAST的一天：

8:00 開機，檢查係統，看一下今天的工作清單

8:30 根據清單開始觀測

中國500米單口徑球麵射電天文望遠鏡

（FAST，Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）

……

才不是這樣呢。

在整個(ge) 電磁波段，因為(wei) 大氣層或者電離層的原因，隻有可見光（紅外）和射電波段才能夠被地麵的望遠鏡探測到。這兩(liang) 個(ge) 能被看到的波段，也就是我們(men) 常說的大氣窗口。在白天，太陽光被大氣散射，覆蓋全天，別的星星發出的光全淹沒在太陽光中，因此可見光波段的天文觀測隻能在夜晚進行。射電波段與(yu) 可見光不同，太陽雖然也會(hui) 產(chan) 生射電波段的輻射，但是並不會(hui) 散布全天，射電望遠鏡一整天（白+黑）都是可以工作的。

各式望遠鏡工作頻道 /

我們(men) 的FAST也是如此，除了必要的維護以外，現在正在007（晚上12點觀測到第二天晚上0點，一周7天）進行觀測，晝夜無休。

在FAST如此高強度的工作下，隨之而來的就是海量的數據。天文是依賴觀測的科學，處理數據是科學家們(men) 工作不可避免的一環。盡管如此，更重要的是數據背後隱藏的科學，這也是天文學家們(men) 更感興(xing) 趣的內(nei) 容。新的現象、新的物理、新的科學，正隨著FAST的觀測與(yu) 數據處理一步步被科學家們(men) 發掘。

【智能（zhàng）機器人：望遠鏡反卷聯盟迫在眉睫。】

Q4：

黃泓【提問】人突然暴露在太空中能存活多久？會(hui) 不會(hui) 像電影那樣禁受不住體(ti) 內(nei) 的壓力而爆炸？還是直接凍成冰棍？

A：

先上結論：堅持不了太久，但比你想象中要久一些；對於(yu) 第二個(ge) 問題，爆炸倒是不至於(yu) ，時間足夠長的話可能會(hui) 凍成冰棍。

如果哪天你在太空中不幸被扔出艙外，第一件要做的事情就是呼氣給肺部卸壓。接著很快你就會(hui) 感覺到自己的全身皮膚開始水腫，此外根據美國宇航員Jim LeBlanc的說法，你還會(hui) 感覺到自己的舌頭上有液體(ti) 開始沸騰。這十幾秒的時間裏你尚能保持清醒，如果此時你被迅速帶回艙內(nei) 的常壓環境裏，也許還有搶救的空間。

宇航員在太空行走 /

但如果你不太幸運，一直就這樣被暴露在艙外，等待你的將是意識喪(sang) 失、窒息、休克、減壓病、組織撕裂等隨之而來的對身體(ti) 更為(wei) 嚴(yan) 重的症狀和損傷(shang) 。數分鍾後，你將在醫學上被宣布死亡，成為(wei) 一具漂浮在太空中的屍體(ti) 。

在真空環境下你體(ti) 內(nei) 的水確實會(hui) 快速氣化，但為(wei) 何你沒有像一個(ge) 氣球一樣炸開呢？這要歸功於(yu) 人體(ti) 最大的器官——皮膚。人的皮膚是相當有韌性的，盡管在這個(ge) 過程中它也會(hui) 被快速產(chan) 生的大量氣體(ti) 鼓起來，它還是可以維持一個(ge) 基本的大致形態不破裂。

聯盟11號飛船在返回過程中減壓閥被震開，氣密性被破壞，返回艙內(nei) 在約半分鍾的時間裏迅速減壓（類似被突然扔出艙外）。三位蘇聯宇航員均壯烈犧牲，事後醫生對死因的判斷是窒息以及急性減壓導致的體(ti) 液沸騰，但三名宇航員的遺體(ti) 仍然完好，並未出現因爆炸導致大塊碎裂的情況。

至於(yu) 會(hui) 不會(hui) 被凍成冰棍，答案是會(hui) ，但不是馬上。因為(wei) 在太空環境的真空條件下，人體(ti) 熱量的散失隻有熱輻射這個(ge) 途徑。相比起熱對流和熱傳(chuan) 導，熱輻射的散熱效率是很低的。因此你的體(ti) 溫一開始可能會(hui) 快速降低到一個(ge) 能夠引發失溫症的溫度（35 ℃，看著離37 ℃不遠，但是足以快速致命），但要降到冰點可能就要經曆相當長的時間。不過和地球上不一樣的是，由於(yu) 在這個(ge) 環境下沒有微生物分解你的屍體(ti) ，你的屍體(ti) 在太空中可能能像阿姆斯特朗的腳印那樣保存個(ge) 幾百萬(wan) 年。

【智能（zhàng）機器人：法老表示讚賞。】

Q5：

Niki【提問】為(wei) 什麽(me) 會(hui) 有彩色的星空圖，而用望遠鏡去看卻是一片黑白？

A：

這是一個(ge) 很有意思的問題哦。

首先，我們(men) 要明白，真實的天體(ti) 確實是色彩斑斕的。因為(wei) 宇宙中的光大部分都是由像太陽這樣的恒星發出，既然太陽光可以使得地球上的物體(ti) 呈現五彩斑斕的顏色，不難想到，同樣的道理也適用於(yu) 其它恒星發出的光。

土星圖像 / Wiki

再深入一點說，色彩的產(chan) 生其實是因為(wei) 人眼對不同波長的光有不同的感受器。人眼的視覺感受器能察覺到的光的波長範圍大概是300到700nm，波長越長，顏色越紅。那麽(me) ，假設某個(ge) 恒星發出的光包含了這個(ge) 波長範圍內(nei) 的光，我們(men) 從(cong) 理論上說就可以看到有顏色的恒星。這個(ge) 顏色很大程度上取決(jue) 於(yu) 恒星的溫度，依據黑體(ti) 輻射，溫度越低，顏色越紅。

那麽(me) 為(wei) 什麽(me) 望遠鏡看到的總是黑白的呢？這是因為(wei) 通常情況下我們(men) 用望遠鏡觀察的天體(ti) 是距離我們(men) 非常遙遠的。這時候，由於(yu) 光子數太少，達不到視覺感受器的探測閾值，所以就直接被解讀為(wei) 黑白的了。這就好像晚上關(guan) 燈之後，你很難看清楚你房間中物品的顏色。換句話說，如果你用望遠鏡看一些比較近的天體(ti) ，比如土星，你還是能看到顏色的。

一個(ge) 由紅綠藍三個(ge) 波段合成彩圖的實例。圖中是一個(ge) 橢圓星係。 /

最後，我們(men) 說一下那些真彩色的星空圖是怎麽(me) 來的。

其實是借助了濾光片和計算機的幫助。人們(men) 在拍攝天體(ti) 時，可以用不同的濾光片。濾光片的作用是：隻讓某個(ge) 特定波長的光通過。拍好了之後呢，再把不同波濾光片下拍攝的圖片用計算機算法進行合成，就得到了彩色的圖片啦。需要指出的是，這種情況下合成的色彩是“真實”的，也就是說，假設光子數足夠多，你看到的圖像就應該是合成之後的那樣。

【智能（zhàng）機器人：五彩斑斕的黑。】

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感謝奇怪天文星空体育官网入口网站智囊庫的傾(qing) 囊相助 / Echo Dimi 徐鵬暉 何紫朝

科學審核 / 苟利軍(jun)

策劃 / 黃京一 懷塵 編輯 / 懷塵 貓又

中國國家天文

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《中國國家天文》雜誌由國家天文台主辦。

本刊麵向廣大公眾(zhong) ，提供科學性、文化性、藝術性、收藏價(jia) 值兼備的天文學內(nei) 容及文化生活。


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