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說好的永遠在一起呢,誰在將月球推離地球?

2024-07-29科學

在「阿波羅」號登上月球的時候,太空人在月球表面放置了一個反射鏡(距離計)。隨後,科學家朝這面鏡子發射一道雷射,用於測算地球和月球之間的距離。

計算得出,每年月亮和地球的距離大概會增加 3.78 厘米。

【 一、月球遠離,「真兇」是誰?】

1695 年,艾德蒙·哈利著手專心研究彗星的軌跡。這可太費勁了,得有超強的耐心,不但計算量巨大,還得在一堆堆的古籍裏慢慢找相關資訊。過了十年,哈雷開始計算這顆彗星,還用自己名字給它命名,不過在此之前,他有了讓人驚訝的發現。

從歷史上日、月兩次蝕的時間來看,月亮移動的速度似乎變了。

要是在兩百年前,誰都不會覺得月球能有啥變化。好在哈雷那個時候,【自然哲學的數學原理】出來了,還有牛頓提出的「萬有重力定律」,這讓人們對世界懂得更多了。要是沒啥證據能證明這是錯的,那不管多難以置信,也得信這是真的。

所以啊,天文學家們急得不行,就想把這個謎團弄清楚。他們最先得出的結果是,月亮公轉的速度一百年裏增加了十秒。那 10 角秒是啥概念?也就才三百六十度的三分之一。這種變化小得很,也難怪人們到 17 世紀後期才發現。

天文學家透過這個估算出了月亮的軌域,得出的結果是月亮正在離咱們越來越遠。

沒人因為這就慌了神,要知道牛頓講過,重力好比一根棍子,能掌控整個太陽系,也能掌控整個宇宙。所以呀,他們得做的,就是把那根棍子找出來,接著繼續找那根棍子。

太陽成了他們頭一個懷疑的物件,畢竟太陽個頭最大,重力按理來說也最強。接下來就是離地球最近的金星。可接下來的計算結果讓他們特別失望:太陽造成的陰影,也就是「攝動」,最多也就只能說明月亮移動的一半情況,金星的作用更是小得可憐。跟金星一比,火星小多了,離得也遠多了,更沒可能。

這一現象的解釋或許能歸結到地球自身。

哈雷觀察到月亮的變化一個半世紀之後,人們認定讓月亮從地球上移開的「真兇」是地球自身。

【 二、地月相吸,為何越來越 遠?】

要是兩個星球都屬於同一個粒子,那地球的重力就沒法把兩個粒子推到另一個粒子那兒。可實際上,它們是一個大球,還能改變形狀。要是你曾經在明月高照的晚上在沙灘上溜達過,那你肯定對這種變化印象深刻。

在同一個地方的海水,一天會漲潮兩次。月亮把地表上的海水吸起來,讓海水以長軸為中心,還以月亮為中心,弄出一個「水球」。白天的時候,長軸方向上海平面達到最高,這就是「潮」;一天裏面,短軸方向的海平面是最低的,這就意味著是「汐」。

潮汐出現是由於月球的重力作用在地球的每一處,在物理學裏,這種重力作用叫「潮汐力」。可以把它當成一種固態的「潮汐」,就算表面沒海水,也能算是特別特別小的膨脹。

如今你們都退到海邊了,可海平面還在往上升,連沙子都給淹了。記住哈,這時候地球在轉,月亮也圍著地球轉。因為地球轉得比月亮快得多,所以海平面最高的地方來不及回到原來位置,馬上就跟著地球轉跑到月亮前面去了。瞅瞅,月亮是不是在慢慢往西移?

這個超級大且鼓起來的水球,差不多能拿地球上獨有的重力來「算一算」,而地球上的水呢,又被地球上的月亮給吸引了。因為地球有重力,月亮沒法老老實實待在原來的軌域上,於是月亮就跑到了離地球遠些、能量更高的軌域,這就是「潮汐加速」。

那地球呢?本來一直轉著的它,由於身後有一大片海水,旋轉的速度不自覺就慢了。像這樣的情況,在地球的海洋裏,時時刻刻都有,時間一長,這類情況就會越來越多,到最後,多到不能不管了。

要是你覺得地球的變化對咱們沒啥意義,那根本就不可能。

咱們來瞅瞅月亮,月亮一開始不是沖著咱們的,它一開始就在自己轉,不過因為它品質小,它的自轉被地球重力給「弄沒」了。月球上固態的潮汐,最後都在地球上固定住了,這就是「潮汐釘選」。

小品質的月亮已經受控了,大品質的地球也正在被掌控當中。

月亮靠著潮汐的力量,從地球上「弄走」了好多能源,直到潮汐力量「胳膊肘往外拐」,科學家預計,這樣的過程起碼得持續上百億年。

那時候,潮起潮落還有月升月落,都會變成久遠的過往,歷法會徹底變樣:一天和一個月的時長一樣,都是當下(24 小時)的 47 倍,一年還不到 8 天。在咱們太陽系離得近的鄰居禮頭,就有這麽一對例子:冥王星跟它的月亮。

這兩顆星星品質差不多,離得也近,它們商量好了,圍著同一個質心打轉,好比兩個人一塊兒跳舞。品質差別太大的體系可不「公平」,不但會被「鎖住」,還會被大星體的潮汐力給壓成圓形,接著壓成噴泉,就像木星、土星的一些衛星那樣。

【 三、月球曾有多近,海洋知道 、答案】

月亮離咱們越來越遠啦,這表明它以前離咱們挺近的。要是再往後退老長一段距離,對它們的前進演化就有影響。這就是為啥如今天文學家還對地球和月亮系統間加速的潮汐感興趣,因為這或許能幫咱弄明白月亮起源的秘密。

這種大膽的推測,是天文學家最愛幹的事兒,他們觀察的東西跨越的時空太多了,能觀察到的證據又特別少。要是你了解他們計算宇宙的方式,還有他們怎麽從數十光年研究到數十億光年的,肯定會嚇一跳。相較而言,在地球和月球上弄出個平行的過去,根本不算啥。

月球跟地球之間的距離,能透過一種特別準的測量辦法來測:阿波羅號上有台測距器,測出來地球和月亮之間的距離,每年會增長 38 公釐,這才是地球跟月亮平均距離的千萬分之一。從這方面,咱們能推算出地球的旋轉速度,它每一百年會增加 2.3 毫秒。

要是這種速率一直不變,那咱們能輕輕松松算出恐龍時代一天有多長:在六千五百萬年前它們滅絕的時候,地球大約轉了二十五分鐘。可惜的是,因為地球旋轉速度放慢和減速不是一樣的,所以沒法根據現有的資料推想過去的情況。

那咱們怎麽才能曉得地球在遠古時候是咋自轉的呢?天文學者發現了個更得力的夥伴,就是地質學者和古生物學家。

理論上來說,自打地球上有了海洋,潮汐效應就一直不停地影響著地球,還在地表巖石上留了印子。可咱沒證據能證明,因為地殼活動,好多上古時候的巖石都讓巖漿給吞掉啦。

從那些由原核菌沈澱形成的層狀石頭記錄來看,地球上早在 25 億年之前,就很明顯受到潮汐的作用了。地質學家研究古代被海潮侵蝕的沈積物,把它們叫做「海潮韻律層」。

發現九億年前,地球每天只有 18 小時,一年有 481 天;還有一塊六億兩千萬年前的海潮韻律層顯示,當時一天是 21.9 小時,一年是四百來天,差不多十三個月。

地球和月球之間存在的潮汐作用,跟地球上大陸跟海洋的分布有著緊密聯系。

從冰期轉為間冰期,潮汐的強度變化特別大,從上古時候的大陸一直到如今的大陸,潮汐強度都有了極大的改變。

如今,地球的轉動速度處於歷史最低,在這之前,地球的轉動速度還要更低。除了沈積巖,遠古時候的有機體也給咱們提供了知曉生物律動的頭緒。

珊瑚礁和貝殼都是地球上的動物,在合適的環境裏,它們白天和晚上差別很大,季節上的差異也不小。

所以啊,一年的時光,能依據生長的痕跡去判別。當下的珊瑚礁,一年差不多有 360 條處於生長期的條紋,這體現了日夜的交替,可泥盆紀的珊瑚礁呢,卻只有 400 條生長期的條紋。更有意思的是,要是把四億到六千五百萬年之間的貝殼化石,依照時間先後排一排,就能看出,越古老的化石,其發育的紋路也就越多。

月亮的執行軌跡老是變來變去,在地球上給古代生命留下了點線索。月亮還促成了地球上生命的出現。由於月球體積特別大,它的執行軌跡很快就定下來了,這就是地球上生物眾多的緣由。

月亮雖然離地球遠了,可它還在咱跟前。天文學家覺得,再過二十億年,太陽會把地表的海水都給蒸發沒了,而且月球的速度會更慢。等到四十五億年後,太陽把地球吞了,地球和月球的關系就結束了,世界會變得特黑。