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月球学是太空科学一门新兴科目

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文丨关品方

上周六是2026年6月6日,总共是4个6。笔者有好朋友卢先生和关师傅,发现之前和今后有4个6的日子(6月6日星期六)是这些年:1846,1936,2026(今年),2076,2116,2246,2296,2336,2426年。它们分别相隔40,50,90,130年,都是整数,没有单数。是不是很神奇,令人惊叹?因为涉及平年和闰年,以及一周有7天等常数和变数,直觉是毫不偶然,感到十分诧异。当然,如果不是人类有10个指头的十进制,而是数字时代的二进制,那就完全是另外一回事。整个宇宙离不开数字、数学和方程。而且上述这个规律更只是简单的数学(算术)。



月球学是太空科学新兴的一门科目,和中国的嫦娥计划紧密相连。中国的愿景是载人登月,长期在月,地月一体。从月球学可以进一步探测深空科学的奥秘。例如太阳和月球为什么看起来一样大小?这里面的核心原因是直径“巧合”。肉眼看到天体大小由《实际直径÷到地球距离》决定视角的大小。太阳直径是139.2万公里,日地平均距离是1.496亿公里。月球直径是3476公里,地月平均距离是38.44万公里。太阳比值是0.00931,月球比值是0.00904;两个比值几乎相等,视角接近相同,天上看着差不多大,这是太阳系里极其罕见的天文“巧合”。

地月平均距离是38.44万公里,日地平均距离是1.496亿公里,如上述。日地距离是地月距离的389.18倍;太阳直径刚好也大约是月球直径的400.46倍,倍数近乎匹配、高度接近;于是造就视觉上的大小相等。

事实上,天文学家发现月球每年远离地球约3.8厘米,几百万年后月球的视觉直径变小,再也无法完全遮住太阳,日全食会消失,只剩日环食。月球绕地轨道、地球绕日轨道都是椭圆;近地点月球更大、远日点太阳更小,所以有时日全食、有时日环食。



但将来日全食又不一定完全没有,因为日地距离也在拉长,地球每年远离太阳约1.5厘米。日地之间为什么逐渐远离?因为太阳在“变轻”,日面的核聚变每秒有大约400万吨的质量变成光与热。此外,太阳风每年带走大约100万吨物质。由于质量减少,导致引力变弱,于是地球轨道外移。地球的引力在太阳表面产生微弱“潮汐”隆起。角动量(angular momentum)从绕太阳公转转移到地球的自转,也导致地球的绕日轨道逐渐扩大。

地球的绕日轨道是椭圆的,近日点在1月初,大约1.471亿公里,远日点在7月初,大约1.521亿公里;半年间距离相差500万公里,这又比每年1.5厘米的长期变化大得多,因此,“短期内”人类根本不用担心看不到日全食。1亿年后,日地距离只拉长了大约15000公里,相对于1.496亿公里的平均距离,基本上可以忽略不理。未来45亿年的主要变化来自太阳系的演化(太阳变成红巨星,导致整个太阳系崩塌),而非现阶段的些微轨道外移。

据传爱因斯坦临终前说过一句话(无文献证实),认为这个宇宙不可能是偶然形成的,背后一定有某种智慧在设计。天文物理学发展到今天,越来越多科学家开始相信我们这个宇宙确实像是被精心设计出来的。这是最基本的问题,也是人类不断探寻的终极谜题:宇宙从何而来?



大爆炸理论是主流。大约140亿年前,宇宙所有的物质和能量、时间和空间全都被压缩在一个比针尖还要小亿万倍的至密起点(singularity point,奇异点),没有缘由、没有预兆,一场大爆炸开启了宇宙的序幕,最终演化出星辰和星系、乃至孕育出有生命的地球。问题是,这个至密起点从何而来?为何会突然发生爆炸?为何能精准形成一整套完美无缺的物理定律,支撑整个宇宙的运行?这才是最核心的谜题。大爆炸理论只谈到过程,说不出原因,所以没答案。当我们深入研究宇宙的运行法则时,会发现一个又一个“细思极恐”的事实。

宇宙的一切物理常数都被调节到了不可思议的精确程度(例如光速,c;地心吸力加速,g)。哪怕一丝一毫的偏差,整个宇宙都会彻底崩塌,生命更无从说起。笔者于本文浮想联翩,主要是想指出:当战犯和战贩在全球挑起战争动乱和杀戮的时候,中国人现正抬头望远,面向星辰大海,遥看浩瀚宇宙,进行深空探测,提升自身的格局和视野,致力中华民族伟大复兴。

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关品方
西悉尼大学工商管理学博士
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