要了解这一切是什么样子,请看戈达德太空飞行中心科学可视化工作室于2011年发布的动画。该动画每小时显示一年中月球的地心相位、振动、轴的位置角度和表观直径。
在这一点上,一个很好的问题是:我们如何知道月球有多远?嗯,那要看我们什么时候开始了解地球了。在古希腊时代,天文学家依靠简单的几何学、地球的直径(他们已经计算出相当于12875公里(或8000英里))和阴影的测量来做出第一次(相对)准确的估计。
在观察和记录了阴影在漫长的历史过程中是如何工作的,古希腊人已经确定,当一个物体被放置在太阳前面时,它产生的阴影的长度总是物体本身直径的108倍。因此,一个直径为2.5厘米(1英寸)的球,放在太阳和地面之间的棍子上,会产生一个延伸为270厘米(108英寸)的三角形阴影。
这一推理随后被用于月食和日食现象。
在前者中,他们发现月球被地球的阴影挡住了,而且阴影的宽度大约是月球的2.5倍。在后者中,他们注意到月球的大小和距离足以挡住太阳。更重要的是,它将产生的阴影终止于地球,并以与地球阴影相同的角度结束-使它们成为同一三角形的不同大小形式。
通过对地球直径的计算,希腊人推断,更大的三角形将可用来在12875公里/8000英里的基础上测量一个地球直径,这个三角形的长度为139万公里(86.4万英里)。另一个三角形将相当于2.5个月球直径宽。因为这两个三角形是成比例的,为2.5个月球轨道高。