天文学侦探系列

于洵

许多科幻小说中都有人类登上月球，并在那里安家的美妙想象。小于老师也是从小读科幻小说、看科幻电影长大的男孩子，对于飞向宇宙充满了售种各样的幻想……其中，我的宇宙终极梦想当屠“人类定居月球”！

正因为怀抱这样的梦想，数年前第一次看到“微信”的启动画面时我就被深深打动：一个人站在月球眺望地球故鄉，在这样一个每天都有科学新突破的时代，这个画面承载了人类太多的深情与梦想。然而就在前一阵子，这个画面发生了微妙酌改变。

细心的同学们一定发现了，这两幅画面只有一个区别，那就是地球的样子不太一样了。那么问题来了，我们能否简单地通过这两张照片来判断，这位“月球居民”分别是在哪两天“抬头望乡”的吗？让我们再次变身天文学侦探，还原一下“事件现场”吧！

推理

为了简化这个问题，我们可以不考虑月球公转轨道平面和地球公转轨道平面的夹角（黄白交角=5°09），因为这个夹角并不大，所以我们干脆直接忽略掉。

我们知道，因为地球本身不发光，只能反射太阳光，所以地球和月亮一样，总是一半明亮，一半漆黑。那么想要在月球上看到画面中那般明亮的地球，“月球居民”的视线一定要与太阳光平行，也就是说假设我们拿一把超级大尺给太阳和地球连上一条线，“月球居民”一定要处在这条连线上才能看到地球明亮的一面。

月亮运转到这条“连线”上时，应该是“农历初一”前后。显然，这两张照片就是“月球居民”在农历初一前后“拍摄”的。但是如何确定更具体的拍摄时间呢？或者说照片应该是在一年12个月中，具体哪个月的农历初一拍摄的呢？

线索

仔细将微信地球照与常用的地球仪进行对照就会发现，两张图中的“月球居民”虽然同样望向地球，但是他们望见的位置并不一样，图1中的地球中心位置是非洲大陆南部，而图2的中心位置则是印度尼西亚附近。因为图中有云层的遮挡，不方便观察，那么咱们利用搜索网站中的“地球功能”去掉云层再来看看效果吧。

这下我们终于看清楚了，图1中月球居民的视线中心刚好位于南回归线附近，图2则是赤道附近。结合我们之前的推理图，显而易见，两张图中太阳光在地球上的直射点也应分别是南回归线和赤道。

现场还原

根据天文学常识，“太阳光直射地球南回归线”这种情形，一年只有一次，也就是在北半球的冬至。而“太阳光直射赤道”一年当中却有两次机会，一次是北半球的春分，另一次是北半球的秋分。那么，现在我们就可以画出前后两种微信启动画面的天体关系示意图了。

我们回想一下，在科学课上学过的二十四节气，或者翻一翻日历就知道，每年冬至、春分和秋分，日子基本上都是固定的。北半球的冬至是在每年12月22日前后，春分在3月21日前后，秋分则是在9月22日前后。所以，“月球居民”注视着非洲大陆南部的那张图应该是“拍摄”于12月22日左右的某一个农历初一前后；注视着印度尼西亚的那张图应该是“拍摄”于3月21日或者9月22日左右的某一个农历初一前后。至此，我们终于可以非常确定地说，整个“月球居民望乡”事件已经成功侦破啦！

善用科学的力量，勤于思考，我们每个人都能成为大侦探。