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根據洛希極限,當地月距離小於15萬公裏,月球將開始解體?

2024-08-10科學

天文學家經分析得出,月球與地球的年齡近乎等同,二者成分亦頗為相似,因而月球往昔或許曾為地球的一部份。

當下的月球形成學說表明,在45億年前,一個如火星般大小的天體「提亞」與早期地球發生碰撞,碰撞產生的碎片其後匯聚成為月球。鑒於這些碎片包含地球與提亞的物質構成,故而月球的成分和地球較為相近。

雷射測距的結果顯示:月球正以每年 3.8 厘米的速率遠離地球。然而,倘若月球極為靠近地球,地球的重力能否將其毀壞呢?

要解答此問題,我們起初需明晰潮汐力、羅希極限以及月球同地球的關聯。

潮汐力由同一天體不同位置的重力差別所致。以月球表面為例,其靠近地球的部份所受重力大於遠離地球的部份,此重力差異致使月球赤道處稍被拉長,極點處被壓扁。

羅希極限指的是較小天體能夠靠近較大天體且不會被其潮汐力扯碎的最短距離。當某天體步入另一天體的羅希極限範圍,重力差別會強大到足以抗衡將該天體凝聚在一起的力量。倘若逾越此極限,較大天體的重力便會將其粉碎為眾多更小的碎塊。

故而若月球逐步趨近地球,其將承受愈發強勁的潮汐力,伴隨月球持續向地球靠近,此力的強度會不斷增強。當月球抵達地球的羅希極限,即地月距離小於 1.5 萬公裏時,地球重力或許會致使月球崩裂,確切而言是月球的地質構造會變得不再牢固,靠近地球的部份會從月球脫離。而當地月距離小於 9000 公裏時,月球會正式開始瓦解,其碎片將化作小行星沖向地球。

作為一個整體的地月系,基於角動量守恒原理,月球不會再度趨近地球,而是會在未來不斷遠離地球,致使月球在天空中的面積終將小於太陽。屆時,月球無法完全遮蔽太陽形成日全食,而僅能導致日環食的出現。

除地球與月球外,太陽系中諸多天體實則受洛希極限影響。例如,天文學家認為,土星環乃是在久遠往昔,一顆過於靠近土星的衛星遭撕裂後所形成,且受土星重力作用,土星環內物質持續墜入土星,最快一億年後,土星環將會消逝。

然而倘若未來月球被地球撕裂,其碎片或許會環繞地球構建一個星環。甚至鑒於當年提亞撞擊地球的劇烈程度,現今地球周邊或許存在一個黯淡的星環,只是該星環由小行星碎片構成,故而並不醒目。

【總體來看】

盡管在理論層面,倘若月球與地球的距離足夠近,地球重力的確存在將其撕裂的可能,然而依據當下的天文觀測結果,此情形出現的機率甚微。地球與月球的交互作用對於維系地球上的海洋潮汐、地球自轉速率、傾斜度以及溫度,具有極為關鍵的意義。

若無月球,地球上諸多自然災害將更為劇烈,溫度變化會更為極端,冰河時期亦會更為頻繁。故而,當下地球與月球的相互關系對二者均具益處,且在可預見的將來,地球重力致使月球撕裂的可能性極低。