在所有天体中,月球最适合用来观察地球。从月球上看,我们的星球展现出如此壮观的体积和外表,其特征值得我们长期关注。回想观察月球的条件,我们便能轻而易举想象到在月球上观察地球的情形。让我们来重温月球围绕地球所做的公转运动以及随之而来的月相。月球被太阳照亮的那面沿着不同方向呈现在我们眼前,由此造成了不同的月相。假如现在我们搬到月球上,就能观察到地球的光照效果:根据月球在运动中所占据的不同位置,人们可以从不同视角观察地球被照亮的那面。新月时,月球处在太阳和地球之间,并以未被照亮的一面朝向地球,因此这时地球上的人看不到月亮;而与此同时,在月球上看到的地球却是一轮耀眼的圆盘。当月球运转到某一位置,将被照亮的那面正对地球时(满月),地月扮演的角色就完全颠倒过来了。对我们的卫星而言,地球也经历了从新月到满月的各种相位变化。
虽然地相与我们熟知的月相相同,但我们还要注意的是,地相是在一定的视觉条件下呈现的,它是一种我们未知的宏伟奇观。
首先,我们应当理解地球圆盘对于月空的重要性。在地球上,与如同光点般的其他天体相比,月球是如此大而明亮,有时甚至驱散了夜晚的黑暗。那么在月球上看到的地球又是怎样的呢?地球的实际直径是月球的4倍,它在月空中也以同样的比例出现,因此满地的表面面积是满月的14倍大,光芒也尤为炽盛。地光对月球而言相当于第二种日光,我们也可以由此判断出它的重要性。新月过后的傍晚,月牙开始显现,我们依然能看到月面的剩余部分,它们被满地反射的太阳光照亮了,这就是被称为“灰光”的天文现象。
从地球上看到的月球(左)与从月球上看到的地球(右)
地球反照的光因为没有大气层的过滤而显得更加明亮,圆盘或月牙状的地球在月空中耀眼得无与伦比。我们的星球还展现出这样一种特性,即地球几乎挂在月球天空的同一位置上,因为地球是月球的运动中心,月球在围绕地球运动的时候总是以同一面朝向地球。然而,准确来说,地球在月球天空中的位置并不是绝对固定的。由于天平动的作用,地球的位置会产生些许移动,这种移动表现为在平均位置周围的摆动,但月球的运动却使太阳和其他星体进行规律的移动。在月球上的一天(相当于地球上的一个月),太阳和其他天体缓慢升起,经过地球,然后沉入地平线。
月球的“灰光”或“地照”
除了在夜晚照明,我们的行星还构成一座巨大的天上时钟。地球的相位标志着昼夜长短,而自转则使地球上的地理格局规律地从钟面掠过。这座雄伟的天文时钟高悬于朝向地球的月球半球的中心,随着月球上的人向半球边缘靠近,他们将会发现这座时钟越来越低矮;在月球正半球边缘,地球仿佛挨在地平线上的一个巨大球面,只有身处月球正半球的人才能欣赏到这一壮丽景象;事实上,由于上述运动的无规律性,月球正半球的边缘比月球的一半更大。无论如何,正如我们永远看不到月球的反面,地球的反面也同样背对着月球。
现在,让我们来谈谈地球圆盘表露出来的细节吧。在月球上看到的地球不像地理课上的图像那样精确。在大多数情况下,地球上的陆地和海洋被多变的白色区域分隔开来,变得模糊,甚至被完全遮住——这是地球大气层的云障造成的。
按照我们对地球表面全景图的印象,从远处看,海洋区域呈灰蓝或灰绿色,陆地区域更加清楚明亮,且细节多变,这是由构成或覆盖地面的物质的复杂性造成的。在皮卡德教授、科桑及其追随者们乘热气球飞入平流层后,我们对地球的全貌有了更加准确的了解。垂直往下看去,水面(即使不太深)几乎是黑色的,显露出惊人的气势,但随着角度的倾斜,这种强度很快便减弱了。原因有二:一是大气层厚度增加,二是倾斜的水面向眼睛反射了越来越多的大气层的亮光。
因此,从月球上看,在地球圆盘未被云彩遮蔽的区域中心,几近黑色的海洋被灰绿色调的陆地分隔开来;在圆盘边缘,上述对比鲜明的景象逐渐褪色,仿佛被淹没在光雾之中。我们还注意到白色的极地冰盖,随着季节变化,它们的外延也有所改变。
被“地光”照亮的月球上的景色
月球上的夜色。地球(此时高悬于天空)向月面挥洒光亮。
从月球上看,地球几乎在天空中一动不动,只是变化着相位。相位的变化对应着该地获得的光照方向。
在了解过从太空深处看到的地球全貌之后,现在我们可以思考望远镜中的地球是什么模样的。从识别某一细节的几何外形的可能性角度来谈辨认特定面积地形起伏的条件,地形特征、山体结构等只有在足够大的角度下显现,才会被有效认出,所以我们才会看到冰川、长河,欣赏冰雪消融产生的季节性变化以及植被覆盖区域的色彩更替。然而,如巴黎、伦敦、纽约一样的城市与余下的地面截然不同,它们仿佛斑点一般,很容易被认出,到了晚上,城市中的万家灯火一齐点亮,使这些斑点变得熠熠生辉;同样,为飞机服务的射向天空的探照灯好像断断续续的光点。地球大气层的厚度与杂质是发现这一切的天然克星,因此人们有理由认为上述发现只有在地球圆盘中心才能实现,因为此处的大气层最为稀薄,观察者的视线将会不受阻碍地到达地面。
假设站在月坑内部的人所看到的月空中的地相。近景是中央峰。