音頻科普：月球上有空氣嗎？

隨著望遠(yuǎn)鏡的質(zhì)量越來(lái)越優(yōu)良，人們發(fā)現(xiàn)月球上沒(méi)有空氣。因?yàn)樵旅嫔蠌奈窗l(fā)現(xiàn)有云或霧，月面上的明暗界限總是很清晰，不像光線穿過(guò)大氣時(shí)，由于光線發(fā)生折射,使得分界限模糊。另外，月球在恒星背景上穿行，時(shí)常會(huì)從恒星前面通過(guò)，發(fā)生月掩恒星的天象。人們發(fā)現(xiàn)，在月球遮掩一顆恒星時(shí)，恒星的亮度始終不變，即使恒星與月面離得相當(dāng)近時(shí)也如此。如果月亮有大氣，那么當(dāng)月亮即將遮掩恒星的一剎那，恒星的光要穿過(guò)月亮大氣，使得看上去恒星變暗，但事實(shí)上，恒星被月亮遮住前瞬間，亮度絲毫不變。
19世紀(jì)60年代，蘇格蘭數(shù)學(xué)家麥克斯韋(1831-1879)和奧地利物理學(xué)家玻爾茲曼(1844-1906)分別發(fā)現(xiàn)了氣體動(dòng)力理論。指出分子的平均速率與絕對(duì)溫度成正比,與分子質(zhì)量平方成反比。任何天體都有自己的逃逸速度，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到或超過(guò)逃逸速度時(shí)，不論是飛船還是分子，都會(huì)永遠(yuǎn)離開(kāi)這個(gè)天體。在相同溫度下，任何一種氣體中的一些分子都將超過(guò)逃逸速度而飛到宇宙空間。在一般情況下，能達(dá)到逃逸速度的空氣分子較少，能不與其他分子相撞而逃逸掉的分子就更少了。所以大氣層向外層空間滲漏的速度是非常緩慢的，幾乎覺(jué)察不到。
我們地球的逃逸速度是11.3千米/秒，地球大氣在幾十億年之內(nèi)不會(huì)有太多損失。但如果地球的平均溫度很快升高，高到一定程度，則地球會(huì)很快失掉它的全部大氣，成為一個(gè)沒(méi)有空氣的行星。月球的逃逸速度為2.37千米/秒，同一氣體中相當(dāng)多的分子會(huì)超過(guò)此速度而散失。另外，由于月球自轉(zhuǎn)速度很慢，使得太陽(yáng)能用兩周的時(shí)間照射月球的一面，這樣月球的溫度會(huì)比地球高出許多，這更增加了達(dá)到逃逸速度的氣體分子的數(shù)量，結(jié)果月球就沒(méi)有大氣了。
同樣原因使得月面上不能有水存在。水易蒸發(fā)變成氣體。在適當(dāng)溫度下,水蒸氣又重新凝結(jié)為液體的水。所以,在特定溫度下，只要水蒸氣不被帶走，則液體水與水蒸氣很容易取得平衡。但如果沒(méi)有水蒸氣，就沒(méi)有這種平衡，越來(lái)越多的水蒸發(fā)為水蒸氣，直到一滴都不剩。如果月球上有水，但當(dāng)水成為水蒸氣后就會(huì)散失到空間去，因?yàn)樵虑蛞蛔∠鄬?duì)分子質(zhì)量為18的水分子。這樣,月球的水就會(huì)全部蒸發(fā)掉。因此,月球表面一定沒(méi)有液態(tài)水,也沒(méi)有空氣。
一閃一閃小星星（Twinkle, Twinkle, Little Star）是一首著名歌曲。歌詞出自英國(guó)作家珍·泰勒（Jane Taylor）的英文詩(shī)《小星星》（The Star），旋律出自法國(guó)民謠《媽媽請(qǐng)聽(tīng)我說(shuō)》（Ah! vous dirai-je, Maman）。
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Twinkle, twinkle, little star.
How I wonder what you are.
Up above the world so high.
Like a diamond in the sky.
Twinkle, twinkle, little star.
How I wonder what you are.
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When the blazing sun is gone,
When he nothing shines upon.
Then you show your little light.
Twinkle, twinkle, all the night.
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Twinkle, twinkle, little star.
How I wonder what you are.
Twinkle, twinkle, little star.
How I wonder what you are.
?
?
一閃一閃小星星，
真令我好奇：你們到底是什么呢？
掛在那么高的天上，
像鉆石一樣閃亮。
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一閃一閃小星星，
真令我好奇：你們到底是什么呢？
當(dāng)太陽(yáng)離開(kāi)天空，
不再照耀大地。
你們就露出亮光，
一閃一閃一整夜。
?
一閃一閃小星星，
真令我好奇：你們到底是什么呢？
一閃一閃小星星，
真令我好奇：你們到底是什么呢？
?
夜空中一閃一閃的小星星，都是像太陽(yáng)一樣的恒星，自己發(fā)光發(fā)熱，光芒四射，只不過(guò)距離我們十分遙遠(yuǎn)，才星光暗淡。當(dāng)太陽(yáng)落山后，天空暗下來(lái)，星光就“露”出來(lái)。在白天，星星們也發(fā)光，但它們暗弱的光亮全被太陽(yáng)的光輝吞沒(méi)了。
陽(yáng)光有如此巨大的影響力，完全是因?yàn)槲覀兊牡厍虮淮髿鈱影鼑?。大氣層能夠散射太?yáng)光，使得整個(gè)天空變亮。
如果真有人生活在月球上，那么，他們看到的天空則不同。因?yàn)樵铝翈缀鯖](méi)有大氣，在白天，會(huì)看到星星和太陽(yáng)一起掛在天上。
在地球上，星星的閃爍是由于大氣抖動(dòng)造成的。所以，在月球上，星星們也不會(huì)一閃一閃，好像眨眼睛一樣。





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