误打误撞地解开日地距离的谜题
月食和日食,在历史上曾激发了人类无数的恐惧、敬畏和神秘的传说。实际上,当哥伦布搁浅在牙买加时,他还设法预测1504年2月29日的月食,从而恐吓当地原住民。但是,月食也曾提供了优美的线索,让人类能对宇宙的大小猜测一二。2 000多年以前,古希腊天文学家阿里斯塔克斯注意到了图1-3中的现象:当地球运行到太阳和月亮之间时,就会出现月食,此时地球投影在月亮上的影子拥有一道圆滑的曲线边缘——而地球的这个圆形影子比月亮大上了好几倍。阿里斯塔克斯还意识到,这个阴影应该比地球本身要小一点点,因为地球比太阳小。他把这个复杂性考虑进去以后,计算出地球应该比月球大3.7倍。由于埃拉托斯特尼已经计算出了地球的周长,于是阿里斯塔克斯就这样简单地用其除以3.7,就得到了月球的周长!我认为,正是这一刻,人类开始放飞自己的想象力,并开启了征服宇宙的征程。在阿里斯塔克斯之前,无数人仰望夜空,疑惑月亮到底有多大,但他是第一个真正算出结果的人。而他只用脑力就完成了这件事,并没有用火箭。
一个科学突破常常伴随着更多的发现。这一次,当人们知道了月球的大小,便明白了它与地球之间的距离。
请抬起你的手,伸直手臂,看看周围有什么东西能被你的小拇指挡住。你的小拇指在视野中所覆盖的角度约为1°,大概是月亮覆盖范围的2倍——下次月亮出来时,记得验证一下哦。对一个覆盖0.5°范围的物体来说,它与你之间的距离大约等于它大小的115倍。所以,如果你坐飞机时,从窗户往外看,发现你用半个小指头就能覆盖住地面上一个50米大小的游泳池(奥林匹克运动会游泳比赛的泳池也这么大),那你就能算出飞机的航行高度大约为6 000米(115×50米)。用同样的方法,阿里斯塔克斯计算出月球与地球的距离为月球大小的115倍,差不多等于地球直径的30倍。
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