探索月球奥秘中，为什么天文台大多建在山顶上

探索月球奥秘中，为什么天文台大多建在山顶上

天文台的主要工作是用天文望远镜观测星星。天文台设在山上，是因为山上离星星近一点吗？不是的。

星星离开我们都非常遥远。一般恒星离我们都在几十万亿千米以外，离我们最近的天体--月亮，距离地球也有38万千米。地球上的高山一般只有几千米，缩短这么一小短距离，显然是微不足道的。地球被一层大气包围着，星光要通过大气才能到达天文望远镜。淀粉气中的烟雾、尘埃以及水蒸气的波动等，对天文观测都是有影响。尤其在大城市附近，夜晚城市灯光照亮了空气中的这些微粒，使天空带有亮光，妨碍天文学家观测较暗的星星。在远离城市的地方，尘埃和烟雾较少，情况要好些，但是还不能避免这些影响。

越高的地方，空气越稀薄，烟雾、尘埃和水蒸气越少，影响就越少，所以天文台大多设在山上。现在，世界上公认的三个最佳天文台台址都是设在高山之巅，这就是夏威夷莫纳凯亚山山顶，海拔4206米；智利安第斯山，海拔2500米山地；以及大西洋加那利群岛，2426米高的山顶。月球在绕地球运动的过程中，还要跟着地球一起绕太阳运动。这就是说，月球绕地球运动一周后，再回到的空间位置已不是原出发点了。由此可见，月球在运动过程中还要参与多种系统的运动。月球的运动和其他天体一样，月球也处于永恒的运动之中。月球除东升西落外，它每天还相对于恒星自西向东平均移动13°多，因此，月亮每天升起来的时间，都比前一天约迟50分钟。月亮的东升西落是地球自转的反映；而自西向东的移动却是月亮围绕地球公转的结果。月亮绕地球公转一周叫做一个“恒星月”，平均是27天7小时43分11秒。月亮绕地球公转的同时，它本身也在自转。月亮的自转周期和公转周期是相等的，即1：1，月球绕地球一周的时间为也就是它自转的周期。月球这种奇特地自转结果是：月球总以同一半面向着地球，而从地球上永远看不到月球背面是什么样，只有靠探测器才能揭开月背千古之谜，人类的这个愿望早在30多年前就已实现了。 当今大型天文望远镜能分辩出月面上约50米（相当于14层高楼）的目标。行星是在星云气体中成长的。地球的幼年时期周围覆盖着浓厚的星云气体，这种气体叫做原始大气。由于当时太阳活动特别激烈，强大的太阳风逐渐吹散原始大气，后来包围地球的原始大气也逐渐稀薄，飘散掉。月球也起源于原始太阳系星云，与地球演化过程大体相同。月球是在地球刚到成年，原始大气开始逸散之际飞近地球引力圈的，这样便成了地球的俘虏月球俗称月亮，也称太阴。月球的年龄大约有46亿年，它与地球形影相随，关系密切。人类对事物充满了强烈的好奇心，对月球也是如此，月球从何而来，成为人类一个津津乐道的话题。目前，关于月球的形成基本上有这么几个观点：最早解释月球起源的一种假设是分裂说。

早在1898年，著名生物学家达尔文的儿子乔治·达尔文就在《太阳系中的潮汐和类似效应》一文中指出，月球本来是地球的一部分，后来由于地球转速太快，把地球上一部分物质抛了出去，这些物质脱离地球后形成了月球，而遗留在地球上的大坑，就是现在的太平洋。但这一观点很快就遭到了一些人的反对。他们认为，以地球的自转速度是无法将那样大的一块东西抛出去的。再说，如果月球是地球抛出去的，那麽二者的物质成分就应该是一致的。可是通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析，发现二者相差非常远。还有另外的说法即俘获说。这种假设认为，月球本来只是太阳系中的一颗小行星，有一次，因为运行到地球附近，被地球的引力所俘获，从此再也没有离开过地球。还有一种接近俘获说的观点认为，地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起，久而久之，吸积的东西越来越多，最终形成了月球。但也有人指出，向月球这样大的星球，地球恐怕没有那麽大的力量能将它俘获。近年来，世界各国科学家经过长期研究，得出一种大家比较认同的新假设即大碰撞说。

1986年3月20日，在休士顿约翰逊空间中心召开的月亮和行星讨论会上，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的本兹、斯莱特里和哈佛大学史密斯天体物理中心的卡梅伦共同提出了大碰撞假设。这一假设认为，太阳系演化早期，在星际空间曾形成大量的“星子”，星子通过互相碰撞、吸积而长大。星子合并形成一个原始地球，同时也形成了一个相当于地球质量0.14倍的天体。这两个天体在各自演化过程中，分别形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐构成的幔和壳。由于这两个天体相距不远，因此相遇的机会就很大。一次偶然的机会，那个小的天体以每秒5千米左右的速度撞向地球。剧烈的碰撞不仅改变了地球的运动状态，使地轴倾斜，而且还使那个小的天体被撞击破裂，硅酸盐壳和幔受热蒸发，膨胀的气体以极快的速度携带大量粉碎了的尘埃飞离地球。这些飞离地球的物质，主要有碰撞体的幔组成，也有少部分地球上的物质，比例大致为0.85:0.15 。在撞击体破裂时与幔分离的金属核，因受膨胀飞离的气体所阻而减速，大约在4小时内被吸积到地球上。飞离地球的气体和尘埃，并没有完全脱离地球的引力控制，他们通过相互吸积而结合起来，形成全部熔融的月球，或者是先形成几个分离的小月球，再逐渐吸积形成一个整体。独特的魅力月球有壳、幔、核等分层结构，与地球的平均距离约为384401千米，最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月壳由多种元素组成，包括：铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝及氢。当受到宇宙射线轰击时，每种元素会发射特定的伽玛辐射。有些元素，例如：铀、钍和钾，本身已具放射性，因此能自行发射伽玛射线。但无论成因怎么样，每种元素发出的伽玛射线都不相同，每种均有独特的谱线特征，而且可用光谱仪测量。直至现在，人类仍未对月球元素作出面性的测量，现在太空船的测量只限于月面一部分。月球直径约3476公里，是地球的3/11。体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。皓月当空，我们能够清楚地看到它上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“海”。著名的有云海、湿海、静海等。人类肉眼所见月面上的阴暗部分即月海，实际上是月面上的广阔平原。已确定的月海有22个，公认的这22个绝大多数分布在月球正面。大多数月海大致呈圆形，椭圆形，且四周多为一些山脉封闭住，但也有一些海是连成一片的。月海的地势一般较低，类似地球上的盆地。月面上高出月海的地区称为月陆，它一般比月海水准面高2—3千米，由于它返照率(一种量度反射太阳光本领的物理量)高，因而看来比较明亮。在月球正面，月陆的面积大致与月海相等，但在月球背面，月陆的面积要比月海大得多。从同位素测定知道月陆比月海古老得多，是月球上最古老的地形特征。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。环形山这个名字是伽利略起的。它是月面的显著特征，几乎布满了整个月面。最大的环形山是南极附近的贝利环行山，直径295千米，比海南岛还大一点。小的环行山甚至可能是一个几十厘米的坑洞。而最深的环形山是牛顿环形山，深达8788公里。直径不小于1000米的环形山大约有33000个，占月面表面积的7％-10％。除了环形山，月面上也有普通的山脉、高山和深谷叠现，别有一番风光。月球上的山脉有个普遍特征：两边的坡度很不对称，向海的一边坡度甚大，有时为断崖状，另一侧则相当平缓。月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美丽的“辐射纹”，这是一种以环形山为辐射点向四面八方延伸的亮带，它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。除了山脉和山群外，月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖，这种峭壁也称“月堑”。地球上有着许多著名的裂谷，如东非大裂谷。月面上也有这种构造—月谷(月隙)那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷，最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南，连结雨海和冷海的阿尔卑斯大月谷，它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断，科学家按从太空拍得的照片测算，它长达130千米，宽10—12千米，很是壮观！奥秘月球皎洁的月光震撼着人的心灵，那圆圆的月亮，伴随着种种奇妙的天文现象。人们感到纳闷的是月亮为什么总以相同的一面对着地球。既然地球和月亮都在自转并且沿各自的轨道行进，这又怎么可能呢？很久以前，地球的引力作用使月亮的自转逐渐减慢。当月亮的自转周期慢到和它的轨道周期(也就是它绕地球一周的时间)相吻合时，这种引力作用达到了平衡，月亮从此就以一面朝着地球了。月相又是怎样形成的呢？原来，当月亮绕地球旋转时，它部分的时间处于我们和太阳之间，它被太阳照亮的那一半远离我们，这时我们称之为新月。由此说来，根本就没有什么月亮的暗面一说，只是我们看不到它而已。当月亮转到轨道的另外一侧时，从地球上看去，它所反射的一小条太阳光从地球上看去就成了弯弯的月牙。而当月亮来到正对太阳之处时，它在我们眼里就完全被照亮了，这就是满月。在海边可以见到一种自然现象，潮起潮落，这种现象叫做潮汐。生活经验告诉我们，每天有两次涨潮落潮的现象。发生在白天的叫做潮，发生在夜间的叫做汐。每天的潮(或者汐)总比前一天的推迟50分钟。这恰好和月球出现的规律相同。人们很早以前就猜测潮汐现象和月球有关，事实也确实如此。造成潮汐的根本原因是万有引力，我们知道，万有引力随着物体距离的增加而减少，这被称作平方反比关系。月球对地球是有引力作用的，引力造成了地球表面海水的起伏，具体来说，在引力的作用下，形成潮汐。太阳对于地球也有潮汐作用，在总的潮汐作用中，太阳起到了1/3的效应，剩下的2/3属于月球。在太阳、月球的共同作用下，会产生大潮和小潮。一个著名的大潮就是杭州的钱塘潮。潮汐作用是相互的，而且地球对月球的潮汐作用影响更大。尽管月球上没有海洋，起潮力同样会对月球产生这种减慢月球自转的影响。在地球起潮力的作用下，月球终于变成了一面永远对着地球。事实上，对于所有行星的卫星，长期的趋势必然是公转和自转的周期相等。这并不是什么人造的“巧合”，而是万有引力作用下的行星—卫星的双人舞。对于地月系，地球的自转将继续减慢，月球则不断远离地球，直到达到一种平衡状态，并将永远保持下去。地球上的大西洋百慕大三角区，是一个神秘的多灾多难的地区，被人们称为“魔鬼海”和“死亡三角”。在对月球的探测过程中，科学家们发现在月球上也存在类似的神秘地区。美国的“月球轨道探测器4号”和“月球轨道探测器5号”在飞近月球的“雨海”、“危海”等月海上空时，发现下面的吸引力特别强，宇宙飞船飞过时禁不住要倾斜，且飞船上的无线电设备也因受到干扰而失灵。后经研究发现，那里的物质聚集点集中，科学家把这种地区形象地称为“质量瘤”。目前，月球上已发现了12处这样的质量瘤，且全部集中在月球正面。那么，这种质量瘤的组成成分及化学性质如何呢？目前，科学家们只知道这些质量瘤是一种既密又重的物质，其余就一无所知了。其实，月球留给人类的未解奥秘还有很多很多，这些都吸引着人类不断地对他进行探索，去揭开那些未解之谜。

月球也起源于原始太阳系星云，与地球演化过程大体相同。月球是在地球刚到成年，原始大气开始逸散之际飞近地球引力圈的，这样便成了地球的俘虏月球这种奇特地自转结果是：月球总以同一半面向着地球，而从地球上永远看不到月球背面是什么样，只有靠探测器才能揭开月背千古之谜，人类的这个愿望早在30多年前就已实现了。 当今大型天文望远镜能分辩出月面上约50米（相当于14层高楼）的目标。行星是在星云气体中成长的。地球的幼年时期周围覆盖着浓厚的星云气体，这种气体叫做原始大气。由于当时太阳活动特别激烈，强大的太阳风逐渐吹散原始大气，后来包围地球的原始大气也逐渐稀薄，飘散掉。月球俗称月亮，也称太阴。月球的年龄大约有46亿年，它与地球形影相随，关系密切。月球上的山脉有个普遍特征：两边的坡度很不对称，向海的一边坡度甚大，有时为断崖状，另一侧则相当平缓。月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美丽的“辐射纹”，这是一种以环形山为辐射点向四面八方延伸的亮带，它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。

什么天文台大多设在山上 回目录天文台主要是进行天文观测和研究的机构，世界各国天文台大多设在山上。我国的天文台也大多设在山上。如紫金山天文台，它就设立在南京城外东北的紫金山上，海拔267米。北京天文台设有5个观测站，其中兴隆观测站海拔约940米，密云观测站海拔约150米。上海天文台在佘山的工作站，海拔也有98米。云南天文台在昆明市的东郊，海拔为2020米。天文台的主要工作是用天文望远镜观测星星。天文台设在山上，是因为山上离星星近一点吗？不是的。星星离开我们都非常遥远。一般恒星离我们都在几十万亿千米以外，离我们最近的天体--月亮，距离地球也有38万千米。地球上的高山一般只有几千米，缩短这么一小短距离，显然是微不足道的。地球被一层大气包围着，星光要通过大气才能到达天文望远镜。淀粉气中的烟雾、尘埃以及水蒸气的波动等，对天文观测都是有影响。尤其在大城市附近，夜晚城市灯光照亮了空气中的这些微粒，使天空带有亮光，妨碍天文学家观测较暗的星星。在远离城市的地方，尘埃和烟雾较少，情况要好些，但是还不能避免这些影响。越高的地方，空气越稀薄，烟雾、尘埃和水蒸气越少，影响就越少，所以天文台大多设在山上。现在，世界上公认的三个最佳天文台台址都是设在高山之巅，这就是夏威夷莫纳凯亚山山顶，海拔4206米；智利安第斯山，海拔2500米山地；以及大西洋加那利群岛，2426米高的山顶。

天文台主要是进行天文观测和研究的机构，世界各国天文台大多设在山上。我国的天文台也大多设在山上。如紫金山天文台，它就设立在南京城外东北的紫金山上，海拔267米。北京天文台设有5个观测站，其中兴隆观测站海拔约940米，密云观测站海拔约150米。上海天文台在佘山的工作站，海拔也有98米。云南天文台在昆明市的东郊，海拔为2020米。天文台的主要工作是用天文望远镜观测星星。天文台设在山上，是因为山上离星星近一点吗？不是的。星星离开我们都非常遥远。一般恒星离我们都在几十万亿千米以外，离我们最近的天体--月亮，距离地球也有38万千米。地球上的高山一般只有几千米，缩短这么一小短距离，显然是微不足道的。地球被一层大气包围着，星光要通过大气才能到达天文望远镜。淀粉气中的烟雾、尘埃以及水蒸气的波动等，对天文观测都是有影响。尤其在大城市附近，夜晚城市灯光照亮了空气中的这些微粒，使天空带有亮光，妨碍天文学家观测较暗的星星。在远离城市的地方，尘埃和烟雾较少，情况要好些，但是还不能避免这些影响。越高的地方，空气越稀薄，烟雾、尘埃和水蒸气越少，影响就越少，所以天文台大多设在山上。现在，世界上公认的三个最佳天文台台址都是设在高山之巅，这就是夏威夷莫纳凯亚山山顶，海拔4206米；智利安第斯山，海拔2500米山地；以及大西洋加那利群岛，2426米高的山顶。2问：一般房屋的屋顶，不是平的就是斜坡形的，唯独天文台的屋顶与众不同，远远看去，银白色的圆形屋顶好像一个大馒头，在月夜之下闪闪发光。为什么天文台要造成圆顶结构呢？难道是为了好看吗？不，天文台的圆顶完全不是为了好看，而是有它特殊的用途。我们看到的这些银白色的圆顶房屋，实际上是天文台的观测室，它的屋顶呈半圆球形。走近一看，半圆球上却有一条宽宽的裂缝，从屋顶的最高处一直裂开到屋檐的地方。再走进屋子里一看，嘿！哪里是什么裂缝，原来是一个巨大的天窗，庞大的天文望远镜就通过这个天窗指向辽阔的太空。将天文台观测室设计成半圆球形，是为了便于观测。在天文台里，人们是通过天文望远镜来观测太空，天文望远镜往往做得非常庞大，不能随便移动。而天文望远镜观测的目标，又分布在天空的各个方向。如果采用普通的屋顶，就很难使望远镜随意指向任何方向上的目标。天文台的屋顶造成圆球形，并且在圆顶和墙壁的接合部装置了由计算机控制的机械旋转系统，使观测研究十分方便。这样，用天文望远镜进行观测时，只要转动圆形屋顶，把天窗转到要观测的方向，望远镜也随之转到同一方向，再上下调整天文望远镜的镜头，就可以使望远镜指向天空中的任何目标了。在不同的时候，只要把圆顶上的天窗关起来，就可以保护天文望远镜不受风雨的侵袭。

探索月球奥秘中，为什么天文台大多建在山顶上

通过对世界的绝大多数天文台观察，你会发现大多数的天文台，要么在荒郊野岭，要么在山顶，要么就在无人的沙漠地带，之所以这样是有原因的。无论是探索月球还是探索宇宙的奥秘，这些观测的地方，必须具备安静、没有光污染以及最佳的位置！

首先，我们知道大型的天文台，无论是欧洲南方天文台还是阿塔卡玛毫米亚毫米波阵列以及中国的FAST，都是建造在山顶、山底或者是荒漠以及荒原地带，观测模式的不同决定了它们建造地区的不同。目前天文望远镜的观测方式有多种，例如光学、X射线、红外线、电磁脉冲和伽马射线以及其他的无线电信号等。

不同的信号，它们的波峰和频谱都不一样，例如大型的光学望远镜 ，它们需要建造在荒郊野外的山顶山，因为在高的位置可以更加的锁定位置，并且远离城市的光污染和空气污染，这些望远镜拍摄镜头就可以进行持续性的曝光和聚焦。

例如像是X射线、无线电信号以及红外线这类的天文台，首先这些天文台必须建造在极为安静的地区，并且需要建造在山顶处，因为它们所接受到的信号极易受到其他东西的干扰，而建造高处可以更好连接卫星的同时，还可以避免地磁场的干扰以及城市的干扰而导致信号分析错误。当然这类的天文台绝大多数都采用太空望远镜的方式进行观测，地面观测的干扰因素太多太多。

像是一些高端具备高科技技术的仪器普遍是发射到太空中，地面作为信号接收站用来处理这些探测器所捕捉到的信号，但是信号从卫星到信息站这段时间，也是会被干扰的，因此你会发现无论是中国的FAST还是美国的凯克以及欧洲南方天文台，基本建造地方都具备安静的山顶和荒原的山顶上！

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