| 面对未知的宇宙， 人类永远是个好奇的孩子。  “不得了，天文知识增加了！”【第27期】 Q1： noki【提问】请问，为什么月亮会变成红色呢？A： 月亮频频泛红？玉兔不知所踪？吴刚磨斧霍霍却未伐月桂?嫦娥整日念叨家乡双流兔头?究竟是道德的沦丧还是人性的缺失，本期“奇怪知识”让我们一起来走近“血色广寒宫”。  月升 作者 / 申然 我们现在已经知道，月球本身并不发光，我们之所以能看到它是因为月球反射了太阳光。而这些反射光还要穿过地球大气层，经过散射和折射，最终传达到地面上被人眼所接收到。 白色的太阳光穿过地球大气时，偏蓝色的成分会同气体分子发生瑞利散射从而被消耗掉，因此大部分时候月球呈现偏黄的颜色。  中秋夜黄河第一阁月升。作者 / 原野 而当月亮升起和落下，靠近地平线的时候，由于角度改变，光线需要穿过比天顶和高空更加厚实的大气才能映入人眼，蓝光部分就会被散射掉更多。 另一方面，地球大气还会对光线产生折射作用，由于红光的折射角比其他颜色光更大，因此当月球接近地平线甚至落入地平线之下时，最终能经过折射进入人眼的就几乎只剩下偏红色的光线了。  中秋月出。 摄影 / 无微子 除此之外，在月食发生时，月球也会变成一片血红色。这是由于落入地球阴影中的月球本身接收不到太阳直射，但是却有部分光线经过地球大气折射和散射，使得红光可以反射在月球上，从而使月球呈现红色。  月食过程。摄影 / 王乐天 所以，月亮上既没有玉兔血染广寒，也没有吴刚持斧行凶，更没有嫦娥嘴馋吃兔兔，月球会变成红色，归根结底还是邻居地球大气的原因。 【智能（zhàng）机器人：嫦娥其实是川妹儿？】 Q2： 刁钻古怪+【提问】太阳系中温度最高的行星是哪个？ A： 金星是太阳系中平均表面温度最高的行星，这一点毋庸置疑。借助于厚实的温室气体保护，金星的表面温度常年维持在438℃至482℃之间。即使是最接近太阳的行星水星的向阳面（最高可达427℃）也不可企及，更不必说水星背阴面常年温度低于零下173℃，温度平均下来在太阳系水平也不过一般般。  金星——太阳系平均表面温度最高的行星。 / NASA 然而，如果我们讨论行星的核心温度，那些体积硕大的气态行星或许将名列前茅。在开尔文-亥姆霍兹机制（气态行星在冷却过程中，自身气体收缩，并且加热行星内部核心）的作用下，木星和土星等行星的温度随着深入核心逐渐升高。  经过近两年的数据处理，2021年3月24日，偏振光下M87超大质量黑洞的图像发布，图中线条标记了偏振的方向 / EHT collaboration 物理模型估计土星核心温度高达11700℃，而木星核心附近的温度或许接近19700℃。在这样的温度下，任何人造探测器都会失去作用，因此我们很难得到精确的数值。 【智能（zhàng）机器人：在那山的那边海的那边有一群地球人~】 Q3： 德军少帅【提问】空间天气和我们的日常生活有什么关系？ 【注释：最近中国航天发射了许多空间天气探测卫星。那么什么是空间天气？空间天气和我们的日常生活有什么关联？空间天气是否属于大气科学的研究范畴呢？】 A： 先明确一个事情：太空并不“空”，它并不是一个完全真空的环境，特别是在太阳系空间内，充斥着大量的等离子体，它们大部分来自太阳，少部分来自系外空间。因此太阳活动导致的空间等离子体和磁场环境变化，这个短时间尺度的变化我们称之为空间天气。 空间天气的变化主要会对卫星产生影响，比如短时耀斑爆发和高能质子/电子暴会对卫星的器件造成影响乃至损伤，1997年印度的通讯卫星就曾经被高能电子暴打坏了太阳能板导致卫星失效，影响到了印度全国的金融交易和通讯。又比如太阳活动引发的地磁暴（地球磁场的强烈扰动）会导致高层大气的密度增加，影响卫星的使用寿命，今年2月星链卫星发射失败就是因为遇到了小地磁暴。一般来说这些空间天气变化对地面的直接影响较小，但也不是完全没有，1989年一次超强地磁暴破坏了北美电网，造成了魁北克大停电事件。但总的来说，空间天气对我们日常生活的影响主要还是通过影响卫星来实现的。  Aurora australis observed from Space Shuttle Discovery, May 1991 / Wikipedia 完整的空间天气和空间物理研究领域严格来说是不完全属于大气科学的，它的主要着眼点在日球层到地球高层大气这一段时空内。但是在研究如地磁暴、亚暴、太阳辐射等对高层大气的作用时也会用到大气科学中的一部分内容。 【智能（zhàng）机器人：卫星出门在外要保护好自己。】 Q4： 佚名【提问】广义相对有没有可能是错误的？A： 广义相对论是二十世纪最重要的两大物理学进展之一，也是现代宇宙学的基石。它具有十分重要的地位。它也被用于各种卫星导航系统中，帮助卫星精准地位。 自从它被提出以来，已经有很多实验证实了它的正确性。例如，对水星在近日点运动的观测，对引力透镜现象的研究观测等。近年来，引力波的发现更加证明了广义相对论的正确性。相关工作还获得了2016年的诺贝尔物理学奖。因此，从目前来看它的确是没有太大的问题。  引力波想象图。 但是，宇宙学家们依然不敢掉以轻心，在更大尺度和更高能量的环境下上检验广义相对论的工作一直在进行。毕竟，科学的发展总是在面对更大或者更小的尺度时产生的。  也有宇宙学家认为，目前所谓的暗物质、暗能量问题，或许正是由于广义相对论的错误导致的佯谬。因此，也有宇宙学家在研究所谓的修改引力理论，试图从对广义相对论的修改中理解暗物质和暗能量。当然，也有科学家致力于发现比广义相对论更具革命性的理论（比如量子引力）。它能统一广义相对论和量子力学。 【智能（zhàng）机器人：遇事不决，量子力学。】 Q5： 佚名【提问】暗物质是如何得以确认和检测的呢？ A： 暗物质存在有几个重要的证据。比如说：星系的旋转曲线，引力透镜效应和子弹星系团。 1932年，天文学家Fritz Zwicky等人通过两种不同的手段研究了后发座星系团中物质的质量。第一种手段是基于星系团中物质的速度弥散来估算星系团物质的总质量，第二种手段则是估计星系团中所有发光物质的总质量。他发现，第一种方法测得的质量比第二种方法大得多，也就是说，存在着很多贡献了总质量但是不发光的物质。他用首次使用暗物质来称呼它们。 1962，天文学家Vera Rubin等人发现，恒星围绕银河系旋转的速度并没有随着它们距离银河系中心的距离越远而越慢，反而是维持在了一个比较固定的速度。这并不符合人们对天体运动的理解。按照牛顿力学，距离越远的天体受到的万有引力越小，因此做圆周运动的离心力越小，相应的速度也应该越小才对。现在，天文学家猜测，正是不可见的暗物质提供了额外的引力，支撑了恒星的运动速度。  “宇宙笑脸” 引力透镜效应。 / researchgate.net 引力透镜效应是爱因斯坦广义相对论的一个基本推论。它预言了光在经过大质量物体时将会被弯曲以及偏转角的具体大小。比如图中的“宇宙笑脸”，就是由于光线偏转，使得一个普通星系被拉长成了数个弧天体。人们根据弧的大小、形状可以反过来限制大质量天体的质量分布。人们发现，通过这个方法得到的质量往往比可见物质的质量大的多。因此引力透镜效应也是暗物质存在的证据之一。 子弹星系团1E0657-558（最早于1995年被发现）则是另外一个更为直接的证据，在对它的研究中，使用了刚刚提到的引力透镜效应。图中绿线是由引力透镜效应测量的质量分布，而有颜色的部分表示的则是由X射线示踪的等离子体的温度。红色表示高温，蓝色表示低温。从有颜色的部分可以看到，右边那个较小的星系团穿过了左边大的那个。但是，从绿色等高线图可以看出，等离子体的分布和质量的分布并不一致——天文学家猜测，对于总质量分布来说，占主导的是暗物质。在碰撞时，尽管等离子体由于碰撞引发了强烈的相互作用，但暗物质似乎早已穿越了彼此。由此，人们更加确认了暗物质非常不活泼这个猜想。 【智能（zhàng）机器人： ！】  子弹星系团1E0657-558 / ipac.caltech.edu 收获知识，收获快乐~  【不得了，天文知识增加了！】栏目Q&A： Q1. 没有被精选留言是否都能看到？ 当然啦，我们每周都会确定一次各平台的提问情况，并把问题汇总在一起。 Q2. 本期没有被选上的问题，是否意味着落选了？ 大家提出的所有问题都会进入我们的汇总题库，每期由小编从中挑选抽取。由于问题量大，可能偶有遗漏，如果你的问题还没有被解答，请反复多次敲击我们。另外，问题的需求量、时效性和趣味性会被优先考量，同类问题我们也会作出一些筛选，还请小星星们耐心等待持续关注，或许哪一期就被翻牌子咯？ Q3. 提问的正确姿势是什么？ 姓名 +【提问】：我这么可爱选我的问题好吗？（大误） 1. 微信公众号： 在本条推送下留言，或以关键词【提问】为开头并发送你的问题到公众号后台。 2. 邮箱： 将姓名+问题发送至邮箱cinastronomy@163.com，邮件务必务必务必要注明【提问】哦。 3. 微博： 微博编辑#不得了，天文知识增加了！#并@中国国家天文，就可以进行提问啦。 下面是投票时间~ 《中国国家天文》将为由大家票选出的“最佳问题”提问者送出精美礼物一份【下期公布】！另外每位问题入选者都将收到《中国国家天文》当期杂志一本—— 【不得了，天文知识增加了！】第二十六期 “机智问题”获奖名单 最机智问题奖：杨峰 【提问】根据什么判断鲍里索夫彗星来自恒星际空间，是奥陌陌之后的第二个星际来客，而不是来自太阳系边缘的奥尔特云？ 另外几名提问者：BQZK、七夕蛤蟆、Jason 也将获得《中国国家天文》6月刊一本，请以上几位小星星在本条推送下留言联系我们领取礼品。 ——欲知更多天文内容，尽在《中国国家天文》6月刊——   点击“阅读原文”或 扫描二维码  点我，重温第26期 ——天文问题持续接收ing—— 感谢奇怪天文知识智囊库的倾囊相助 / 猫又 徐鹏晖 何紫朝 科学审核 / 苟利军 策划 / 怀尘 编辑 / 怀尘 诺诺 中国国家天文 Chinese National Astronomy 微信号：chineseastronomy 《中国国家天文》杂志由国家天文台主办。 本刊面向广大公众，提供科学性、文化性、艺术性、收藏价值兼备的天文学内容及文化生活。 新媒体投稿：cinastronomy@163.com 纸刊订阅请访问公众号下方国天商城 |
