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始于谎言,火于营销,今晚的超级月亮你还等吗?

  众所周知,今晚(57日)的满月是今年最后一轮超级月亮。看着天上这轮黄黄的、圆圆的,似乎还软软的香喷喷的饼状物,几个问题不由得浮现在眼前:能(看吗)?好(看吗)?怎(么看)?

  今天就来聊聊超级月亮背后的那点事儿。还别说,它还真是个饼——不过,是“画饼充饥”的那种饼。

  

  图片来源:Paco Bellido,2011

   营销与谣言促就的“超级月亮”火爆

  超级月亮(Super Moon)这个词,是一个叫理查德·诺勒(Richard Nolle)的美国江湖术士的发明。他是个自学成才的占星师,经常给一本叫《算命天宫图(Homoscope)》的杂志写星座运势分析。这本杂志几十年如一日坚持用天象预测股市行情,准确度之高,能让笃信的读者倾家荡产。估计在街边报刊亭卖的时候,定位也就是厕纸读物那一档。

  不过,这位“大师”却自视甚高,对普通报刊的占星栏目嗤之以鼻。他管它们叫“故弄玄虚胡诌八扯耸人听闻花言巧语泡沫大杂烩”,只有自己写的才是真正的预言。为了标新立异,他一直在想办法建立一套自己的学说。

    

  诺勒如今还非常活跃,坚持在个人网站上为总统预测当月运势(基本上月月倒霉)。

  图片来源:网站截图

  19799月,他在海边坐船时遭遇了台风。其实,平均每年这个季节都有二十几场风暴,而且这场台风也早已在大西洋上晃荡了三个月,席卷好几个地方了。但碰巧,诺勒遭遇台风的这天晚上是满月。

  他立刻来了灵感:天上的圆月,能不能和自然灾害扯上关系?白晃晃的大月亮,简直就是送到眼前的人生机遇啊!

  说到月亮,不得不补充两句。

  几百年前,天文学家开普勒发现,小天体绕中心天体旋转的轨道是椭圆。由于这种轨道不均匀,月球绕地球转的时候,肯定有时候离地球稍近一点,有时候离得稍远一点。天文学家给轨道位置起了名字,离地球最近的位置就叫近地点,最远的位置就叫远地点。   除了月亮绕着地球转,月亮和地球作为一个整体,还在绕着太阳转。从地球上看,月亮和太阳的夹角,决定了月亮的阴晴圆缺。如果月亮面朝太阳,那就是满月;如果斜对或者背对太阳,那就是弯月或者新月。

  

  月球运动造成的月相变化

  图片来源:NASA

  所以,月亮到地球的距离,在从远到近地变化着;月亮的盈亏,也在从圆到缺地变化着。两套机制的长短不一样,凑在一起,一年中总有那么几次,碰巧正好既是满月,又在近地点。这种情况,就是诺勒那晚碰到的满月。

  这不就是几何关系排列出的巧合嘛!近地点满月这个现象,实在是太没啥特殊的。以至于古代天文学家都知道几百年了,文献里还懒得记录它。

  就连重视实践的古代劳动者,对超级月亮都没啥感觉。月亮对地球有个最主要的影响,那就是吸引地表的海水,造成潮汐现象。这种天文大潮对航海和渔业至关重要,所以从前的水手和渔民都很熟悉天象。

  

  图片来源:NASA

  然而,超级月亮实在是个战五渣。和一般满月相比,它造成的水位上下差别才5厘米。作为对比,在极端天气下,浪潮可以达到几十米。就连两个地方海岸线地形不同,都会让天文潮汐产生几米到十几米的差异。5厘米的微小效应,经过平均,都可以在小数点后直接省略掉了。

  总而言之,超级月亮对地球的影响,真是不值一提。

  但这位业余占星师却如获至宝。要是根据这种“超级月亮”发明出一套说辞来,岂不是马上确立了自己“灵魂导师”的地位?

  很快,《算命天宫图》就发表了这位年轻“大师”的高见:如果满月和地球之间的距离,达到了最近距离的九成以上,这种月亮就叫“超级月亮”。超级月亮代表凶兆,会带来灾祸,引发危险。至于为啥要规定九成以上?当然是凭感觉啦!

  

  诺勒后来在占星师杂志上发表的超级月亮文章。这个话题他足足连载了几十年……

  图片来源:杂志截图

  后来在一次采访中,他坦承了自己最初的想法:

  “其实我早就知道有近地点满月这个词儿了,但它实在太拗口(英文里叫perigee syzygy,都是很少用到的单词)。美国民众的平均阅读能力只有小学六年级水平,肯定看不懂啊!我就想,为啥不发明个酷炫一点儿的名字呢?”

  也不知道该说他太会吹,还是对民众的认知水平拿捏得太准。超级月亮(Super Moon),果然火了。

  2009年前后,这个名词慢慢被一些气象工作者使用。2010年后,科普文章中也开始出现。2011年,日本发生引起核泄漏的地震后,它演化成一个“超级月亮引发末日地震”的网络谣言,席卷全球,也进入了中国。虽然当时主流媒体一片驳斥态度,但NASA随即将超级月亮纳入天象预报中,对它的报道也逐渐转向正面。

  超级月亮又大又亮又圆?可能只是眼睛的幻觉

  有人说,外行的发明,不一定不靠谱啊!好多化学现象还是炼金术师发现的,就算超级月亮是从神秘学的故纸堆里生拉硬拽扯出来的“特殊天象”,能看到不就行了吗?

  抱歉,这件事,还真不行。

  在“超级月亮”传播过程中,公众之所以顺利接受,是因为中学课本里一条常识广为流传:月亮绕行轨道是椭圆,所以远近大小有变化

  然而,根据现代精密测量,月球所谓的“椭圆”轨道,偏心率最多只有十九分之一。如果落在纸面上,相当于画一个1米大小的圆形,直径的误差最大还不到1毫米。不借助专门的仪器,想通过月相区分出它是不是正圆,近乎不可能。

  

  证明椭圆轨道定律所使用的观测仪器,体积巨大,精密程度也达到了人工的极限。

  图片来源:NASA

  不过,你也许在新闻里看到过,超级月亮的视觉效果比平时要大14%,亮30%。难道这还不够显著吗?

  要搞清楚这个,需要先了解一点关于眼睛的冷知识。

  咱们的眼睛,就像数码相机一样,看到的其实是一堆像素点。视野里比像素还小的事物,就变成了模糊的马赛克。大脑里的图像不能像数码照片那样放大,所以平时感觉不出来。但在看一些特定事物时,像素效应就很明显了。

  例如梵高的这幅油画《星月夜》,远看的时候,看到的是星月生辉的美丽夜景。但近看时,就只是一片深深浅浅的斑斓油彩,甚至还有颜料黏结、干裂的痕迹。

  

  油画《星月夜》,右图取自左图右上,月亮一角。

  图片来源:笔者制作

  问题来了:远看这幅画的时候,怎么就注意不到这些细节呢?同样一幅画,不论离得远还是近,记录的明明是同样的信息啊?

  这是因为,颜料的笔触细节太小,已经低于眼睛一个像素的尺寸了。远看的时候,它们只能被模糊掉,就失去了感知。由此可见,如果色彩、亮度对比不强烈,一件东西比人眼最小分辨单位还小,人是根本不能察觉,也意识不到的。

   

  当你远看左图的时候,其实看到的是右图效果。(示意)

  图片来源:笔者制作

  在医学上,这种分辨能力叫做“视锐度”。天文观测里,它有一个衡量指标,叫“角分辨率”。角分辨率指一套光学系统(比如人眼)能区分出的最小角直径,可以简单理解为“一个像素点”的大小。

  根据眼睛内部光敏细胞之间的距离,光学仪器专家计算出,人眼的极限角分辨率不能低于1角分。在医学标准中,经过眼镜矫正后的视力,分辨能力实际能达到1.5-2角分。一只健康的眼睛相当于一台八千万像素的摄像头,能够在十米开外看清半厘米见方的东西。

  这种清晰度,拍得到超级月亮吗?

  根据NASA的测量,超级月亮最大时,比正常满月的面积大14%,半径长7%普通满月的平均角半径大约为16角分左右,因此,超级月亮只比普通满月1.1角分。这个值,正好和人眼的角分辨率极限差不多。

  也就是说,超级月亮,只不过比普通满月大了不到一个像素点儿的那么一圈。

  当然,人脑还是很智能的。一些常见或者规则的物体会在脑内得到二次修正,使实际视敏度有所提高。但对月球这样略有些粗糙的陌生物体来说,效果微乎其微。

   

  在规则图案出现异常,如直线上有锯齿时,大脑能下意识修正,提高视觉灵敏度。但由于月球周边凹凸不平,这一机制也很难起作用。

  图片来源:NASA

  更惨的是,超级月亮所谓在亮度上增强的30%,基本也看不出来。

  首先需要澄清,媒体介绍时所谓的“亮度”,仅仅是一种物理量的名字,和我们眼睛实际看到的“亮不亮”的效果,并不是一个意思。用更严谨的方式来说,应该是超级月亮的反射流量比位于远地点的“最小满月”多了30%。这是一种极端情况,如果和一般看到的满月比起来,这个差距要打对折,降到15%

  而且,人类眼睛对光的响应,就像耳朵对声音的响应一样,呈对数关系。真正和视觉效果“亮不亮”吻合的指标,在天文上叫做“星等”。

  普通满月星等大约在-12.7左右,想要视觉效果真的增加三成,流量最起码要猛增33倍才行。而超级月亮和平时只有15%的流量差异,换算成星等的变化才0.1多一点。

  这是什么概念?这么小的值意味着,超级月亮在人眼中的亮度,只比普通满月高了微乎其微的百分之一……

  相比较而言,如果夜空中有极薄的雾气,或者高层大气产生细小冰晶,星光都会减弱好几个星等。哪怕是完全晴朗的天气,大气层在几小时内的波动,都可能造成暗弱的星光产生零点几个星等的差异。

    

  同一颗星星受大气扰动影响产生的星等变化。纵轴为仪器星等(直接观测到的星等),横轴为大气质量。在几小时内,星等的变化就达到了0.1以上。

  图片来源:RIT天文台观测数据

  这种天气变化常人几乎察觉不到,但已经足够抹杀超级月亮的效果了。反过来说,如果天气极佳,普通满月的亮度也有可能胜过超级月亮。

  总而言之,不管是哪方面,超级月亮和普通满月都几乎没法区别。许多天文学家旗帜鲜明地反对这个称呼,国际天文联合会也从不承认超级月亮的说法。

  在科普超级月亮的官网页面上,NASA特别注明:“想用眼睛区分这种微小的差别,是非常困难的。”著名天文爱好者杂志《天空与望远镜》发表资深观测者的文章:“如果不知道昨晚的月亮是‘超级’的,凝视晴朗的夜空时,根本不会注意到有什么不同。”

  

  媒体上常见的超级月亮和普通月亮效果对比图。

  图片来源:NASA

  

  实际的超级月亮和普通月亮效果对比图。如果你手机屏幕的宽度在6-8厘米左右,距离30厘米看这幅图,基本上就是夜空中的真实大小。你能判断出右边是超级月亮吗?

  图片来源:笔者制作

  不过,也有很多人表示:听说了新闻里宣传的超级月亮之后,我看到的月亮好像真的大了那么一点儿啊……

   没准儿,你是产生幻觉了。

  “月亮幻觉”是一种非常著名的视错觉。简单来说,当月亮位于地平线附近时,会被误认为显得更大。初升和将落的太阳显得更大,也是一样的错觉。

  事实恰好相反。从天文学上来说,清晨和傍晚时,月亮和观察者之间的距离其实更远。如果用仪器进行测量,地平线附近的月亮,比高悬头顶的月亮还要小一点儿。地平线上的月亮变大并非自然现象,纯粹是人的感官谬误。

  

  同一天晚上月亮大小对比图。地平线附近的大气折射有“压缩”效果,刚升的月亮(左下)还要更扁一点儿。

  图片来源:NASA

  关于这种幻觉是怎么形成的,至今还有争议。一些研究者认为,大脑会误判近大远小,把靠近地面的效果放大。还有一些人认为,半空中的月亮因为缺乏参照物,会显得更小一点。

  而且,满月永远是在天刚黑时出现在东方地平线上。从新闻中听说超级月亮的人们,往往早早开始等候,天一黑就进行欣赏,更容易受到月亮幻觉的欺骗。

  至于网络报道?相机不会有幻觉,但摄影师会骗人。我们经常看到的巨型月亮照片,是经过精心策划,从很远的地方拍摄的。地面的物体变小了,月亮就相对显得大了。

  

  两位摄影师从很远的地方拍摄,使得月亮看起来比灯塔还大。

  图片来源:photopills.com

  不过,虽然超级月亮并不靠谱,但毫无疑问,观月活动带给了我们很多惊喜。即便它始于谎言,火于营销,实为幻觉,但当我们真正注视月亮时,即便它不那么“超级”,依旧会惊叹于它的美丽。

  正如《天空与望远镜》杂志所说,不可否认的是,超级月亮至少给了我们一个仰望天空理由。成千上万埋头工作的人,得以走到户外,欣赏难得的夜色。或许,还能有机会说一句意味深长的感慨:

  “今晚月色真美。”

  参考资料:

  https://www.astropro.com/forecast/predict/2019-12.html

  https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/01/why-is-it-called-a-super-blue-blood-moon/551831/

  https://astronomy.com/observing/sky-events/2014/07/the-truth-behind-the-super-moon

  https://www.mountainastrologer.com/oldfiles/Nolle1007.html

  Micro moon versus macro moon: Brightness and size. Dulli Chandra Agrawal, 13 Jul 2015. arXiv:1507.03578 [physics.pop-ph].

  https://www.timeanddate.com/astronomy/moon/tides.html

  https://www.encyclopedia.com/people/science-and-technology/astronomy-biographies/johannes-kepler

  Williams, Dr. David R. (24-03-2015).”Moon Fact Sheet”. NASA (National Space Science Data Center). http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/moonfact.html

  http://batc.bao.ac.cn/work/liuying0109.htm

  https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%AD%89

  https://skyandtelescope.org/astronomy-news/embracing-the-supermoon-hyped-or-not/

  https://www.bbvaopenmind.com/en/science/physics/supermoon-the-most-misleading-bestseller-of-astronomy/

  https://www.photopills.com/articles/7-tips-make-next-supermoon-shine-your-photos

  https://www.pnas.org/content/97/1/500.full

  https://www.astropro.com/features/articles/supermoon/

  http://spiff.rit.edu/classes/phys445/lectures/atmos/atmos.html

  苏宜.天文学新概论. 华中理工大学出版社, 2000, 135.

  http://www.gov.cn/jrzg/2011-03/18/content_1827100.htm

  程景全. 天文望远镜原理和设计. 南京大学出版社, 2020, 2.

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