月亮的“缩放术”

二源

夜幕降临，月亮就是夜空中永恒的主角。也许在某个傍晚，走在放学路上的你一抬头便发现东方的低空出现了一轮明月。它像个金灿灿的大圆盘，挂在高楼林立的城市上空。你也许会想：今天是什么日子，月亮怎么又大又圆？如果不是人月两团圆的中秋节，你可能会更困惑，难道这就是传说中的“超级月亮”？这种突然出现的大月亮到底是怎么回事呢？今天我们就来找找答案吧！

“大月亮”的错觉

我们知道，在一个月当中，满月那天月亮最大最圆。那么，你知道在一天之中，月亮何时最大吗？答案是月亮从地平线刚刚升起的时候看起來最大！这里请大家注意：是“看起来”最大，因为月亮在一天中从升到落大小并不会改变，我们看到的变化只是一种视错觉。

其实不仅月亮，连太阳也是如此，在清晨或傍晚，位于地平线附近的太阳要比中午位于正中天的太阳看起来更大。只不过，对于月亮来说，这种现象更加明显一些。因为太阳一旦升高，阳光会非常刺眼，人们根本无法辨识出它的轮廓。而夜幕中，月光柔和，不管月亮在什么位置，只要天气晴朗，它都能呈现出清晰的轮廓。

两千多年前，在《两小儿辩日》中，孔子东游，遇到两个小孩儿正在就太阳远近的问题进行辩论，其中一个小孩儿指出：“日初出大如车盖，及日中则如盘盂，此不为远者小而近者大乎？”意思是太阳初升时像车盖一样大，到了中午像盘子一样大，这不是因为近大远小吗？另一个小孩儿则辩称：“日初出沧沧凉凉，及其日中如探汤，此不为近者热而远者凉乎？”意思就是太阳刚出来时天气凉爽，到了中午天气就热得像把手伸进热水里一样，这不是近热远凉吗？对于这两种说法，孔子无法判定。感觉上，地平线附近的月亮或太阳似乎离我们更近，但其实不然，月亮或太阳在地平线附近时，光线要经过的距离更远。

那么是大气的作用吗？两千多年前的古希腊科学家亚里士多德也注意到了这个问题，他认为这是因为地平线附近的大气折射作用。就像一根筷子浸在装满水的碗中，我们会发现筷子像折断了一样，也就是说是折射现象使光线发生了偏折。大气同样会使光线发生偏折，如果我们仔细观察就会发现，无论是满月还是太阳，在初升或者西沉时，看上去其实是扁扁的。这就是大气折射产生的效果——把满月或太阳“压扁”，而不是放大。既然距离和大气折射都无法解释，那还有什么原因使得月亮在地平线附近时显得更大呢？

我们来看看下面这两幅图，你觉得哪幅图中的月亮更大？相信大多数人会认为左图中的月亮更大，但其实两幅图中的月亮是一样大的！有科学家指出，因为地平线附近有房屋、街灯、树木、山丘等作为参照物，对比之下，人们就会觉得月亮很大。相反，当月亮升到高空，附近没有任何参照物时，我们也就不会觉得它很大了。因此，所谓“月亮在地平线附近看起来更大”，很可能是一种错觉！

不过，除了地平线附近有参照物这一因素外，科学家还有另外一种解释。1959年，美国科学家做了一个实验，他们把两个大小一样的圆盘，一个悬挂在26米高的地方，另一个放置在26米远的地面上，然后再邀请不同年龄的人前来观看，你们猜结果如何？所有观看的人都认为地面上的圆盘更大！为何我们的大脑会有这样的错觉？具体原因不得而知，不过，据科学家分析，这可能与平视、仰视产生的视觉差异有关。

好了，如果你想在观察月亮时消除这种错觉，有几种方法可以尝试。

第一种方法：把一张纸卷成圆筒状，通过圆筒观察月亮，这样就排除了参照物的干扰，月亮看上去会小一些。

第二种方法：躺下来观看初升的满月。躺着视线向上，月亮看起来会显得小一些。

第三种方法：找一个“标尺”来测量。满月时的视直径大概有0.5度，我们可以找一个比指甲小一些的圆形纽扣，伸直手臂，把纽扣和地平线上的满月比一比，纽扣应该能刚好遮住月亮。再耐心等上几个小时，当月亮升到高空时，再次伸直手臂比较一下，月亮的大小会有什么变化吗？不妨试试吧！

超级月亮

月亮在地平线附近显大既然是一种视错觉，那么传说中的“超级月亮”又是怎么回事？超级月亮不就是超级大的月亮吗？

说到超级月亮，如果你见过它，很可能会失望。因为它真的没有你想象中那么不同寻常。所谓超级月亮，其实就是“普通月亮”满足了两个特殊条件，即离得近和满月。“离得近”是指在“近地点”附近。我们知道地球围绕太阳公转，会有“近日点”和“远日点”两个位置，与地球类似，月球绕地球的公转轨道也是椭圆形的，那么月球轨道上同样会有“近地点”和“远地点”。地球和月球的平均距离为38万千米，月球在近地点时，地月距离最短，大约为36.3万千米;月球运行到远地点时，地月距离最长，大约为40.5万千米。

月球每个月围绕地球转一圈，所以它每个月都会经过一次近地点和远地点。我们知道，在这一个月中，月亮还会发生月相变化，即从新月到满月再到残月。如果月球运行到近地点附近，这时月相刚好又是满月，那么月亮在我们眼中就会显得更大更亮，也就是人们口中所说的“超级月亮”了。

很多时候，满月之日，月亮并不在近地点：或者月亮在近地点时，还只是一弯蛾眉月。所以，满足两个特殊条件的超级月亮，一年仅会出现3到5次。由于月球轨道并不是一成不变的，所以地球与月球的最近距离也会发生变化，我们可以看到2021年将会出现4次超级月亮，地月距离最近的是5月26日那次。

位于近地点的满月（超级月亮）和位于远地点的满月相比，视觉上增大了13%左右，亮度比普通满月高15%左右。其实，这样的大小和亮度变化，我们很难用肉眼分辨出来，所谓的“超级月亮”也并非什么罕见的天象奇观。不过，当超级月亮从地平线升起之时，它看起来比平日里初升的月亮还要大，很适合拍摄一些摄影大片。

下次大家再听到关于超级月亮的新闻时，不妨忙里偷闲，抬起头来欣赏一下皎洁的月亮吧！