与时间赛跑
我们能够在早晨八点钟坐飞机从符拉迪沃斯托克出发,并于当天早晨八点钟飞抵莫斯科吗? 这个问题看起来好像没有任何意义,但是实际上并非如此。是的,我们可以做到。为了弄清楚为什么会有这样的答案,我们只需要记住这样一个事实,就是在符拉迪沃斯托克与莫斯科的地方时间上存在9个小时的时差。 假如飞机可以用9小时从符拉迪沃斯托克飞抵莫斯科,那么它到达莫斯科的时间,恰好就是它从符拉迪沃斯托克起飞的时间。
符拉迪沃斯托克至莫斯科之间的距离大约为9000千米。也就是说,飞机的飞行速度应该等于9000/9 = 1000千米/小时,而现代的飞机是完全可以达到这个速度的。
要想在极地纬度“追赶太阳”(更确切地说,是追赶地球),只需要很小的速度。在77°纬线上,一架速度大约为450千米/小时的飞机在一段时间内的飞行距离,与在地球自转作用下,地球表面上的一个点在同样时间内的移动距离相同。在这种情况下,这架飞机上的乘客会看到一个十分有趣的现象:太阳一动不动地悬挂在天空中,永远不会有日落(当然,飞机必须是朝正确的方向飞行,否则上述情形是不会出现的)。
“追赶月亮”就更简单了,因为月亮是绕地球运行的,而月亮的绕地运行速度,是地球自转速度的1/29(当然,我们比较的是所谓的“角速度”,而不是线速度)。所以,一艘每小时行驶25~30千米的普通轮船,在中纬度上就可以“追赶月亮”。
马克•吐温在自己的随笔《傻子国外旅行记》中就记载了这种现象:从纽约出发,在大西洋上向亚速尔群岛航行时,“正值夏天,天气非常好,夜晚甚至比白天更美丽。我们观察到了一个奇怪的现象:每个夜晚,月亮在同样的时间都出现在天空中的同一个位置。最初,我们对月亮的这个独特现象感到莫名其妙,后来我们明白了,事情原来是这样的:我们每小时向东经方向行进20度,也就是说,正是这样的速度使我们可以同月亮保持同步”。