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大闹天宫

来源:《知识就是力量》杂志社
    悟空离开灵台方寸山后,直接就用学到的本领,腾云驾雾飞向天空。原来这天上还有一片乐土,叫天宫。天宫里住着好多神仙。天宫里有亭台楼阁、小桥流水、仙雾弥漫、四季常青,非常美。悟空在天宫里结交了新的神仙朋友,日子过得逍遥自在。
2.1 广寒宫中的怪事
    有一天,悟空听说离天宫大约38万千米的地方,有一个美丽的地方叫广寒宫,这广寒宫里住着美丽的嫦娥仙子。广寒宫和天宫之间没有空气,所以悟空没办法腾云驾雾前往广寒宫。于是,他用了在师父那里学的高速飞行的法术:筋斗云,一瞬间就能飞行十万八千里。于是悟空高速飞向了广寒宫。
    你知道吗?
    地球和月球之间的距离大约是38万千米,非常遥远。如果以民航飞机的飞行速度,要飞半个多月才能抵达。不过实际上,地球和月球之间没有空气,飞机是无法飞行的。
    到了广寒宫上空,悟空用火眼金睛一看,广寒宫中有两个人。一个长着猪脑袋,肯定就是猪八戒了。这猪八戒看上去除了长着一个猪头,身材非常匀称,不看脸的话还真是一个帅哥呢。他旁边还有一位长发的神仙姐姐,悟空心想,那肯定就是嫦娥仙子了。不过他可一点儿不觉得嫦娥仙子好看,因为她看上去太纤细了。她的脸虽然和正常人一样长,却非常窄,只有半个手掌那么宽,看上去像只鞋垫。腰就和孙悟空的胳膊一样细。看上去,她就像一块竖起来的窄木板。悟空非常失望,原来传说中的嫦娥仙子也不过如此。
    你知道吗?
    月球上真的有“广寒宫”。“广寒宫”原本是中国古代神话传说中,居住在月球上的嫦娥仙子的宫殿。在天气晴朗的夜晚,当一轮满月孤悬夜空,月球上朦胧不清的形状曾引起古人无限的遐想,并流传至今。
    2013年12月14日,中国发射的嫦娥三号月球探测器在月球表面成功着陆,着陆点被命名为“广寒宫”。因此,“广寒宫”已经不仅仅是一个神话传说,而是月球上实实在在的地名。而且它里面真的住着“嫦娥”(嫦娥三号着陆器),还有一只萌萌的“月兔”(月球车)。哦!
    新命名的“广寒宫”长77米,宽54米,如果真的盖一座宫殿,那还是相当壮观的。
    这时候,猪八戒和嫦娥也被天上的动静惊动了。他们抬头一看,大吃一惊。猪八戒喊道:“这是什么鬼啊?这么丑!”嫦娥也惊讶地说:“好像是一只猴子,不过是只侏儒猴,你看他身材那么短!”悟空要是听到了,非得气得七窍冒烟不可。因为悟空一直觉得自己长得帅,所以自称美猴王。事实上悟空确实长相不错,身材也很好。
    悟空减速降落在广寒宫,就停在猪八戒和嫦娥身边。这时候,悟空都不敢相信自己的眼睛!他发现,面前的两个人的形态和他在天上看到的一点儿都不一样!猪八戒非常胖,身形肥硕。而嫦娥仙子,则身材曼妙,长得非常美丽。当猪八戒和嫦娥看到停在面前的孙悟空时也感觉无法理解,眼前的这个猴子,长得还是蛮帅的嘛,完全不是一个侏儒。
月球表面的环形山
  月球表面的环形山(山东大学威海分校1米望远镜拍摄,由高东洋友情供图)
    悟空说:“这是怎么回事?刚才我在天上看到的你们不是长这个样子的。八戒你长得像个健身运动员,而仙子你就像一块窄木板。为什么现在却是这个样子?”八戒和嫦娥也面面相觑,说道:“刚才你在天上飞的时候就像个侏儒,现在一看你却和我们一样高。这是怎么回事?”大家都理解不了刚才为什么会出现这种奇怪的现象。
    悟空灵机一动,说:“我师父告诉我,有什么疑惑就可以联系他,他会告诉我答案。”说罢,悟空念了两句师父给他的咒语,召唤师父。一会儿,师父的影子就飘到了他们面前。悟空把刚才遇到的怪事一说,老神仙就哈哈大笑,说:“你这猴子,当初让你读书,你不愿意,现在后悔了吧。你们看到的这些奇怪现象,用一种叫作‘相对论’的科学理论可以解释。相对论里有一个规律,这世界上所有的物体都需要遵循。这个规律就是运动的物体长度变短,又叫尺缩原理。”悟空插话道:“师父,可是我看到很多东西都在运动,怎么没发现它们的长度变短呢?”师父夸道:“悟空的问题特别好。这是因为,要想观察到明显的相对论造成的现象,运动的速度必须非常快,要接近真空中光的速度才行。”
    你知道吗?光的速度简称光速。光在真空中传播的速度达30万千米/秒。中国的复兴号高速列车的速度约为100米/秒,只有光速的1/300万。
    老神仙仔细给三个人解释了相对论中这一运动物体变短的现象。原来,当物体运动得非常快,快到接近光速时,相对于静止的观测者,沿着运动方向的长度就会变短。悟空高速飞行时速度极快,接近光速。这对于站在广寒宫的八戒和嫦娥来说,由于悟空是横着飞的,所以悟空的身体就变短了,看上去像个侏儒。
    悟空问:“那为什么我没发现自己变短了呢?我看到的反而是八戒和嫦娥的身体变扁了。”师父又夸道:“问得好!你虽然是在高速飞行,但是你的身体相对于你的眼睛却是静止的,所以你不会发现自己变短。就如同坐在高速列车里面的乘客,他看到列车里的椅子是静止的。”师父接着说:“而如果这名乘客向车窗外看去,他会发现那些静止在地面上的树木等物体,都在高速向后运动。这叫运动的相对性,因此对悟空来说,广寒宫以及八戒、嫦娥都是在高速的反方向运动。由于八戒、嫦娥是站着的,悟空看到胖胖的八戒变瘦了,而原本苗条的嫦娥,变得更细了。”
尺缩效应
  三个人听后恍然大悟,纷纷表示:“这相对论太有意思了”。老神仙哈哈大笑说:“相对论有意思的地方还多着呢,还有很多有趣的原理和现象。悟空,你就慢慢去探索吧。”说完,他就慢慢消失了。
  悟空拜别了嫦娥和八戒,前往天宫。半路上,他想再验证一下师父说的相对论的“尺缩原理”。他掏出金箍棒,用尽力气向前扔了出去。金箍棒如离弦之箭,不,像一道金属闪电,向前飞了出去。悟空仔细一看,飞行的金箍棒,果然看上去短了一些。悟空起飞去追,随着悟空飞行速度越来越快,速度快到和金箍棒差不多时,他看到金箍棒又恢复到原来的长度。悟空心想,这应该是因为虽然金箍棒在高速运动,但是自己也在和金箍棒同方向同速度高速运动。这时,悟空和金箍棒之间是相对静止的。所以金箍棒看上去又恢复到原来的长度了。
  【小知识】月球
  月球,俗称月亮,它是地球的唯一天然卫星。月球的质量约为地球的1/81,半径约是地球的1/4。如果站在月球上,你会觉得自己很轻,因为在月球表面,物体的重量只有地球上的 1/6。纵身一跳,你可以轻松地超越地球上的跳高冠军。
  月球绕着地球自西向东运转,转一圈大约是 27 天。与此同时,月球也在自转,转一圈的时间差不多也是 27 天。这样在地球上,我们就永远只能看到月球的正面。同样,如果你站在月球上,看到的地球就像下页图一样悬在空中,不会东升西落。
  月球不发光,我们之所以能看到它,是因为它反射了太阳的光。月球上坑坑洼洼的地方,反射的阳光少,所以从地球上看就像月亮上有一些暗的影子。这个影子很像人的样子,所以在中国古代,人们就有了美好的想象:一个叫吴刚的神仙在月亮上砍树,上面还有美丽的嫦娥仙子,以及可爱的玉兔。
  1969 年 7 月 21 日,两名美国宇航员搭载阿波罗 11 号宇宙飞船成功登上月球。当然,他们没有发现吴刚,也没有发现嫦娥和玉兔。月球上没有空气,白天的地表温度可达 160 摄氏度,而晚上则能低到零下 180 摄氏度。所以,之前月球上不会有生命存在。但随着人类的科技进步,说不定未来人类可以在月球上长期居住。
美国宇航员登陆月球
  美国宇航员登陆月球。由于月球自转周期和公转周期相同,月球上不会看见地球东升西落。因此在月球上看地球,地球就一直挂在空中。
  由于月球是反射的太阳光才让我们看见的,因此月球在绕地球转动时,因为方位不同,我们看到的月球的形状就不一样。有的时候满月,像一个大大的圆盘,非常好看;有时候又像一个细细的弯钩,如同弯弯的小船。如果我们使用农历,那么每月的初一就基本上看不见月亮,然后它一天一天慢慢变大,到农历十五时看到的月亮最大,称为满月,之后一天一天逐渐减少。周而复始,周期大约是 29 天。
 
月相变化图
  月相的变化图。农历初一时太阳只照到月球背面,我们几乎看不见月亮;农历十五时,太阳完全照在月球正面,我们能看到一个又大又圆的月亮
  有时候,地球会短暂地遮住太阳照向月球的光。这种情况只会在满月时发生,因为只有这个时候我们的地球才会在太阳和月球中间(见上图)。这样,就会发生月食现象。中国古代,人们认为月食是天狗要吃月亮,所以到月食发生时,人们会敲锣、打鼓、放鞭炮,希望能吓跑天狗。一般每年会发生两次月食现象,下次再发生时,小读者能给家长解释月食发生的原因了吗?
  有的时候,月球会跑到地球和太阳中间,遮住太阳。这就是日食现象。小读者一定能够猜到,日食必须要月球在地球和太阳中间,那么只有在农历初一这个时间段才可能会发生。全世界每年都会发生日食现象,观看日食时,千万不能用眼睛直接看,那样会对眼睛造成非常大的伤害!
日食
月全食过程
  延时拍摄的月全食,从“初亏”到“食既”的过程
日全食过程
  延时拍摄的日全食过程(拼版照片)
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