先来判断位置
首先,小人向地心望去,我们视线与地心的连线将落在地球圆面的圆心。于是在图片作图,画出两条直径,交点A即为圆心。也就是说,小人所处的位置,位于A点的正上方。如果你像我一样是个文科生,肯定很熟悉地球仪,你会发现A点西边是非洲大陆,东北方向一点点是马达加斯加。
那么只需要查找A点的经纬度,就可以知道小人在地球哪一点上空了,这时候我们需要一个地球仪。我打开了软件Google Earth代替。
如图,在Google Earth软件中把地球旋转到这个角度,标出A点。直接在软件下边栏可以查到这一点的经纬坐标:大约在南纬30°,东经37°左右。
也就是说,我们只要位于这一点之上的太空任何一点,都可以取得这个视角。
但是,注意!不能太近,太近了你根本看不到地球的边缘,人眼的双眼可视角度基本是在120°左右,距离地球太近了地球会充满你的视野,所以拍摄这张照片至少要距离地球一定的区间内。
区间的下限是,至少按照可视角度要求,把地球舒舒服服地放在你视野的中间,旁边还有一些留白。懒得算了,好在Google Earth有个作弊功能,你只需把地球摆在你视野舒服的位置,它可以自动帮你算出你所处的高度。我模拟了一下,高度大约是不低于2.5万公里。(阿波罗17号太空船拍摄这张照片的高度是4.5万公里,在这个高度区间内)。
那区间的上限呐?可不可以无限远?
理论上可以,只要你有一个长焦镜头,你就可以看到地球的这个角度,就算你在一光年以外,只要用一个超超超长焦镜头,也可以拍下这张照片(但请注意,在一光年的尺度上,你可以晚一年再去一光年以外那个位置上摆好造型,那个时候光线才能传到你一光年以外的镜头里)然后这个天象发生之时。只要你的镜头和地球之间只隔了这个小伙伴,没有其他东东遮挡。
最后的答案是,你只要处于地球南纬30°,东经37°这点附近的上空,距离地球表面大于月2.5万公里,镜头和地球之间无遮挡,然后这个小人站在你前面,就可以看到这一幕。
那么,这个小伙伴有没有可能是站在月亮上呐?这取决于月亮有没有可能运行到这一点上空,而且距离也在这个区间内。
答案是,也有一点可能。
如果月亮要运行到点A正上方,这时,月球与地球中心连线与地球赤道面的交角必须等于这一点的纬度,而这个交角不可能大于运转面(白道面)与地球自传面(赤道面)交角(也就是白赤交角)。
根据天文学测算,白赤交角是不断变化的,这个角度在18°17′到28°35′之间周期性变化。也就是说,月亮直射点最往南可以直射到南纬28.5°左右。而A点的纬度在30°。差了1.5°,不过考虑到我用Google Earth测量的时候没准点偏了会有1.5°的误差,那也就是说,月球在A点上方也有可能。
那如何判断这个时间呐?
先判断一下月相,我们已经推断出,月球在太阳和地球之间,那么必然是新月,也就是农历初一左右。
白赤交角一个变化周期是18年11天又8小时。18年11天又8小时,这个时间周期叫做一个“沙罗周期”。虽然我们《三体》迷都知道,三体运动除了几种有限的形式,一般说来是无解的。不过好在,日地月三体质量悬殊,近似情况基本可解。太阳、地球、月亮每过一个18年11天又8小时的沙罗周期,位置就会进行一次循环。每个沙罗周期里会顺次发生43次日食以及28次月食,这也说明地球一次日食或月食之后,等过一个沙罗周期,这个日食或月食还会原样再发生一次。所以想要月亮运行到这一点上空,错过一个周期要等十八年。
上一次月亮赤纬最大年是2005到2007年期间,如果本图成立,就需要在这三年中选一下(当然你往之前或者之后数一个或者几个沙罗周期也行)。但就算在2005-2007年里,也不是每一天都行。因为,要使月亮在新月时月亮直射点最南,必须在12月冬至前后。为什么?请看下图,黄道和白道长这样:
为了让月亮直射最南,必须在白赤交角最大时,月亮与太阳同时运行到图的左边最南端,此刻,月亮直射地球南纬28.5°,太阳直射南回归线附近,这样月亮位于日地中间,才有可能既满足“新月”条件,还满足“月亮最南”条件。
然后查回万年历,看看白赤交角最大那几年的冬至附近是否也恰好是新月。2005年冬至是廿二,下弦月,排除。2007年冬至是十三,这都要满月了,也不行。2006年,冬至日初三,啊,这一天差不多,还行!冬至前一天是初二,效果也不错!
那么,微信欢迎页这张图里,到底是不是冬至呐?
竟然真是!
这张图南方的南极圈全是亮的!正是南极圈极昼,也正是冬至日前后!并不矛盾!满足“新月最南”条件!棒极了!
地方时就好推算多了,太阳直射点为东经37°左右,该经度地方时为正午12点,地球每小时转过15°。这时预估格林尼治时间大约为上午9点半。
最后,推断一下环境吧。
1.如果小伙伴站在月球上,由于他后背和附近地面没有被身后的太阳照亮,而且还能看见地球,可以推断他要么是站在月亮的背太阳光一面,要么是身后有个什么东西遮挡了阳光。
2.小伙伴看到的地球上面就是北方,证明他站在月球的北半球。
3.小伙伴肯定不是直接站在月球地面上,因为他脚踩的地方弯的太厉害了,他应该是站在一个球型穹顶上面(就比如国家大剧院的房盖),然后拍摄者在远处以长焦镜头进行摄影,把小伙伴的身影投射在地球圆面上,显得尤为孤寂。使用的摄影技巧大约如下图:
总结:
1.只要这个小伙伴站在地球南纬30°,东经37°这点附近的上空,距离地球表面大于月2.5万公里,镜头和地球之间无遮挡,拍摄者从后面以长焦镜头拍摄,选择任何一个冬至日(保证南极圈极昼),待到格林尼治时间九点半,就可以拍到微信主画面。
2.如果是在月球上拍的,需满足以下
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本文来源:不详 作者:佚名