月球正以3.8厘米/年的速度遠離地球,我們最終會失去月亮嗎?

网瘾少女 2022/10/24 檢舉 我要評論

科學探測結果表明,月球正以3.8厘米/年的速度遠離地球而去,那麼我們最終將失去月球嗎?這并不是謠言,也不是危言聳聽,而是一個正在發生的物理事實,是科學家們經過精細測量計算后才得到的準確結論。

月球對我們的人類乃至所有地球生命的重要性之不言而喻的,這種重要不僅僅是情懷上的,而是一旦沒有月球,地球上數百萬種生命將會滅絕。

月球對地球有多大的影響?地球的板塊移動和大陸構造,海水的潮汐活動和洋流運轉,地軸的傾斜和穩定,氣候的穩定變化,這些都與月球密切相關。

那麼按照這種速度遠離下去,月球真的會徹底在地球的上空「消失」嗎?

其實早在上千年前,人類早期的科學家們就大概測算出了地球到月球的距離,隨著人類科技的進步,我們對對地月之間距離的測算也越來越準確了。在上世紀六七十年代的時候,人類對地月之間的距離測算終于達到了毫米級別的精確程度,而這得益于NASA的阿波羅登月計劃。

阿波羅15號登月之后,它成為了第四艘成功登陸月球的人造飛船,在任務執行過程中,指令長大衛·斯科特和登月艙駕駛員詹姆斯·艾爾文在月球表面停留了三天,其中艙外任務時間18.5小時。在此期間,兩位宇航員除了進行各類科研拍攝和采集任務外,還在月球表面放置了一個角反射陣列。

依靠著這個角反射陣列,在這次登月結束后,人類終于可以通過激光測距技術準確測算地月之間的距離了。經過對每年的測算距離進行對比后,科學家們發現了月球正在遠離地球整個現象,而遠離的距離每年約為3.8厘米。

假如這個遠離的動作持續發生下去,月球距離我們地球將越來越遠,那按照這個趨勢,月球最終會不會完全脫離地球呢?

根據月球的運轉周期,它距離我們最近的時候約為36.33萬千米,距離我們最遠的時候約為40.5493萬千米,平均距離約為38.44萬千米。從這個尺度上來看,每年3.8厘米真的是微乎其微,但是這個微乎其微是從我們人類視角來看的,畢竟人生短短百年,月球不過遠離了3.8米,對我們可以說毫無影響。

當我們從宇宙的演化來看,這個速度卻是非常可怕的,因為一言不合就是幾十億年過去了。我們可以進行一個簡單的計算,按照這個遠離速度,10億年后,地月之間的距離將會增加約3.8萬千米,相當于現在地月距離的1/10了。那麼這是不是意味著在遙遠的未來,月球將會擺脫地球引力的控制,成為一顆「自由」的天體呢?

假如那個時候人類還存在,地球也還存在,那對他們而言將是滅頂之災。可以說,沒有月球,地球就沒有蓬勃的過去,也不會有精彩的未來。

那為什麼月球會不斷地遠離地球呢?從天文尺度上來看,地月之間的距離是非常小的,而且地球和月球之間的體積比是整個太陽系中最小的,這兩個原因使得月球和地球之間的「引力糾纏」十分嚴重。

從地球上看,這種引力糾纏造成了地球海水的潮汐作用,而這個潮汐作用使得地球的自轉速度每年都在降低。對地月系這個系統而言,由于角動量守恒,地球減少的角動量必將通過潮汐作用轉移到月球身上,月球這時候就會通過增加軌道距離來增大角動量,使得這個系統的角動量一直守恒。所以可以這麼說,月球所增加的動量其實來自于地球自轉動能的轉移。

由于萬有引力作用,地球上產生了潮汐現象,而引力的作用是相互的,因此地球上的潮汐現象對月球也有一個牽引力。由于地球的自轉速度要遠大于月球的公轉速度,所以這個潮汐力會對月球造成「加速」作用,質量不變,速度增加,月球的軌道自然而然就增加了。

所以整個過程就是月球對地球海洋產生了潮汐力,地球表面的潮漲潮落引起了「潮汐摩擦力」,這個摩擦力使地球的角動量減少,減少的角動量轉化到了月球身上,月球通過增大軌道半徑來增加角動量。這個過程在我們人類看來就是月球平均以3.8厘米/年的速度遠離地球。

但是月球軌道的增加并不是沒有限制的,月球并不會一直遠離,也不會脫離地球的掌控。地球與月球之間的相互作用并不是無限的,地球的角動量不會一直減少。隨著月球的遠離,月球的公轉軌道會越來越大,潮汐力就會越來越弱,這反過來也會導致潮汐摩擦力越來越弱。

在未來很長一段時間內,地球的自轉速度會越來越小,直到和月球達到一個「動態平衡」。這個平衡狀態的標志就是:月球的公轉周期剛好等于地球的自轉周期,地球和月球之間相互潮汐鎖定。就如同如今的冥王星和卡戎一樣,互相潮汐鎖定的兩個星球之間會面對面相互旋轉,它們永遠也看不到對方的背面。

當達到這個平衡后,月球將不再遠離地球,因此我們大可不必擔心。不僅如此,達到這一平衡所需要的時間非常漫長,地球的壽命根本扛不住,畢竟50億年后,太陽就要走向終結變成一顆紅巨星了。假如那時候地球和月球都還在的話,它們都將會被膨脹的太陽「吃到肚子里」。

假如那時候人類還存在于銀河系,那我們一定早就成為了星際文明,自由的在宇宙空間中遨游了,那時候,不管是太陽爆炸還是月球遠離都無法對我們造成影響了。就算那時我們早就不存在了,對我們而言也不會有影響,人之一生,區區數十年,對地月系和太陽的演化而言不過是一瞬間。

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