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月球地面色彩丰富,揭示结构特征

时间:2023-10-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:满月时的月球不仅在亮度上有变化,在月面无数点的色彩上也是如此,特别是辽阔的月海或坑底平坦的月坑内部。如此一来,这些颜色就被认定为月球地面本身固有的颜色,且代表了不同结构的独特特征。此外,互补色理论对于那些视觉印象深刻的明显色彩尤为敏感。色彩的多样性恰恰印证了月球表面性质的多样性。

月球地面色彩丰富,揭示结构特征

作家、诗人们称颂月亮是一轮银白色的圆盘,但实际上他们错了。月球并不是我们惯常以为的纯白色,而是如它的别称“金发菲贝”所体现的,是浅黄色的。

通过与适当光源之间的比较,我们很容易判断出月球的色彩差异,但这是一种总体性的评估。实际上,月球表面的色彩不会比它的亮度更均匀。最基础的观察表明,月球表面存在差异,且照片上这一差异的明暗变化更加夸张。这些照片突出了明亮的白色区域,使其与阴暗的月海形成鲜明对比,其中月海的某些区域是几近黑色的。月海的弱光化性甚至使某些天文学家认为月海存在一种特殊的吸收效应,这种效应是该区域上覆盖的植被造成的,因而他们认为月海是暗绿色的;但就像我们观察到的那般,这一颜色并不普遍。然而对于这一颇具吸引力的猜想,我们将不会多做讨论,而是专注观察月球表面的各种色彩,它们的特性在很多方面都值得我们关注。

光照条件不同导致月表外貌发生改变。上图为太阳光斜照时的景象,下图是同一地点垂直光照时的景象。(根据洛维、皮瑟拍摄的照片所绘。)

天文观察者似乎都在致力于观察月球的地形。通过直接观察以及摄影累积的资料对于地形结构研究最具价值。如果月球不像人类通常教授的那样是完全死寂的,那么这些资料也有助于研究月球的地形变化。以上研究最好在光照最有利的时间内进行,以便突出月球地面的凹凸不平,也就是说最好在太阳斜斜照亮观察区域的时候进行。月坑或山脉因其巨大投影呈现出令人震惊的地表形态,让我们百看不厌。满月前后的月貌则迥然不同:月球正面的地形因没有阴影而变得不再鲜明;我们只能看到月球上的不同色调,还会感觉双目疲劳;月球如同一个耀眼的圆盘,其平坦外观展示出的地表形态远远不如其他时期有吸引力。然而,在这些条件下,我们的天文观测仍有广阔的研究空间。

满月时的月球不仅在亮度上有变化,在月面无数点的色彩上也是如此,特别是辽阔的月海或坑底平坦的月坑内部。这些极其微妙的色彩大部分都是灰色的变种,我们可以发现黄灰色、黄绿色、灰蓝色、灰绿色或是深灰色;其他区域则呈或深或浅的灰色(甚至几近黑色),而有些地区与此不同,是纯黄色的。最后,还有某些区域呈更特殊、更难以描述的深暗色,最合适的形容似乎是烟雾色。至于月球圆盘上由起伏地形(山脉、环形山、辐射纹)构成的明亮区域,大部分的色彩都介于在黄色与纯白色之间;它们是月球色彩的主要色调。

(1)蓝紫滤镜下的月球照片;(2)黄色滤镜下的月球照片。两者之间对比明显。

我们必须仔细观察,才能将这些色彩一一分辨。此外,我们还需要有利的可见度条件,也就是没有什么能够损坏或摧毁月球的色彩。此话的意思是,月球必须在天空中足够高,这样不仅能够摆脱地平线上的雾霭带来的糟糕影响,还能尽量避免大气层的吸收效应——这一吸收效应不均匀地施加在光谱的不同射线之上;在对月球色彩的观察中,大气层所扮演的角色是最重要的,即使表面看来天空很是纯净。(www.xing528.com)

我们对这些不同色彩的测定,比起单纯好奇,更多的是出于兴趣。从这一角度而言,系统的研究是必要的。所有观察重复进行后能够推断出有关各种各样颜色的永久结论。如此一来,这些颜色就被认定为月球地面本身固有的颜色,且代表了不同结构的独特特征。

一些熟悉望远镜观测的人可能会提出异议:对这些色彩的判断符合实际吗?对比效果没有产生作用吗?我们首先考虑到了仪器问题。事实上,我们应当使用放大率不高的望远镜,其放大倍数不超过100倍。另一个值得注意的方面是,一般而言,除了某些细节,我们观察的图像尺寸都相对较小,以至于色彩和色度以某种方式浓缩在了一起,因此,投射在毛玻璃上的缩小景象是色彩无比丰富的缩影。

因此,对色彩判断的怀疑似乎站不住脚。剩下的是对比效果,或更确切地说是互补色的理论效果。此外,互补色理论对于那些视觉印象深刻的明显色彩尤为敏感。然而,这些条件在月球上远远不能实现。人们可以说在黄色区域附近的灰色可能看起来有点蓝,但是如果这样被认定为蓝色的区域延伸到绿色区域后产生的视觉印象依然是蓝色的,那么这一色彩则是真实的,因为蓝色和绿色不是互补色。这种情况在月球地面上比比皆是,因此它们的色彩似乎表露得很清晰。

摄影术为上述发现提供了佐证。一方面,在彩色滤镜下拍摄的照片上,不同区域的亮度根据彩色视觉识别会改变它们的相对色度。不过,这些改变很轻微,因为月面不同区域的光质是不同的,大部分的蓝色区域比黄色区域要暗得多。另一方面,某些不太明显的色彩很有可能是由不同色调混合而成的。这里我们以地球上的岩石为例:从远处看,岩石似乎只有一种颜色,但实际上这是由许多种色彩组合而成的。

尽管如此,还有一些反驳者辩称,观察者所采用的方式不一。在承认这些限制的同时,正式的结论仍是必要的:即使这些判断出的色彩与实际颜色并不一致,它们也证明了月面色彩存在差异。色彩的多样性恰恰印证了月球表面性质的多样性。观察到的这些特征还有可能带来用来研究月球起伏地形的形成与结构的新元素

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