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为何月球正在逐渐远离地球?原本很可能撞上地球,却被海水给救了

2024-08-13科学

长期以来,月球都被看作是默默守护地球的卫星,帮地球挡下了好多来自宇宙的陨石「炸弹」。但是呢,科学家发现,月球的出现特别奇怪,毕竟作为一颗卫星,它大得过头了。这么大的个头,让这颗守护地球的卫星成了危险分子,甚至还有跟地球撞上的风险。

【危险的大卫星】

地球的直径是月球直径的 4 倍,重量是其 81 倍,虽说从这些数字看地球显得挺大。但要论作为行星,月球这个卫星还是过大了。

打个比方跟木星来比。木星在太阳系里属于最大的行星,它的质量达到了地球的 318 倍。

按理讲,它的卫星大小本该是月球的 300 多倍,可在木星的 79 颗卫星里,没一个比月球大太多的,它们的体积和重量也就比月球稍大 5%罢了。

在太阳系中,所有行星的卫星跟月球比起来,在大小比例上都差得远呢。就说火星吧,它的两颗卫星小得连保持个球形都不行。而金星呢,干脆就没有卫星,主要是它体积太小,根本没能力控制卫星,硬要给它加卫星那就是自己找麻烦。

要是说木星掌控卫星,就跟一个成年人拿着橘子似的,轻松简单;那地球管住月球,就如同一个孩子抱着个大西瓜,费劲得很。

科学家观测发现,月球这颗卫星太大了,在 45 亿年里,竟然把地球的自转周期从 6 小时拖成了现在的 24 小时。而且这种让地球减速的作用还没停,地球的自转周期还会继续变长。

这是由于按照宇宙的力学规律,两个星体之间有引力,这引力能使它们互相吸引,然后距离越来越近,最后就撞上了。

在宇宙里边,老是会有一些小星体被地球引力吸引撞过来。因为地球自身有潮汐力,这些天体还没接触到地球大气层呢,就已经被潮汐力弄成更细碎的颗粒啦,到最后只有极少一部分能落到地球上。

不过潮汐力对地球的保护作用是有限的,像月球这么大的卫星,在引力影响下靠近地球时,是不会被分裂的。所以,月球原本很有可能在地球引力作用下撞击地球。

【月球正在远离地球】

不过呢,科学家们察觉,月球不光没撞上地球,反倒一直离地球越来越远。在四十多亿年以前,地球跟月球之间的距离也就才几万公里。

不过在往后很长的时间里,月球公转轨道的半径大概扩大了 10 倍,如今地月之间的距离已经达到 38 万公里啦,而且直到当下,月球仍在以年均 3.78cm 的速度逐渐远离地球。

月球的运动轨迹好像打破了宇宙天体运行的常规,咋会这样呢?这是不是表明月球正在摆脱地球引力的影响呢?

科学家们觉得,这是由于在地球表面有一种特别的东西——液态水。水在咱们的生活里可能挺常见,可要是放到整个太阳系或者整个宇宙中,像地球这种表面有 70%都是液态水的星球,那可相当稀少。

当月球围着地球公转还相互吸引的时候,地球上的水就被月球引力给控制住了,于是有了潮起潮落,还跟陆地产生摩擦。在这一番「内耗」里,地球自转速度变慢了,月球受到的向心力也变小了,所以一直在远离地球。那月球最后会离开地球,跑出太阳系,甚至飞到宇宙深处去吗?

【月球最后会脱离地球吗?】

其实啊,潮汐的作用会让地球自转的速度慢慢变慢,地球自转与月球公转的角速度差变得越来越小,月球远离的速度也会不停地降低。等到几百亿年以后,月球就会变成地球的同步卫星,也就是相互被潮汐锁定。那时候地球和月球就跟牛郎星和织女星似的,互相看着,啥话也不说。

到了那会儿,地球自转周期跟月球公转周期都会变成大约 1100 个小时,这意味着一天会有 1100 个小时那么长。并且地月之间的距离也会变成 55 万千米。

站在物理学的立场来看,这会儿两个天体已经处于相当稳定的状态,彼此间的距离不会再有啥改变。

不过从相对论来讲,地月系一直通过辐射引力波的形式消耗能量,这就使得地球跟月球间的引力变大,接着彼此靠近,最后就「亲」一块儿了。

不过啊,引力波辐射的效率那是相当低啦,如果单靠它来让地月相撞,你怕是得再等 170 亿亿亿年哟。在这之前呢,像 40 亿年后,银河系也许会和一个河外星系撞上,使得地球和月球的缘分结束;还有可能 50 亿年后,太阳这个老大能量用光,会发出很强的辐射,让太阳系八大行星的大气层都没了,最后都变成到处是石头的灰色星球。

【古怪的月球卫星是如何形成的?】

有个值得留意的事儿,月球卫星挺特别,地球上的液态水还有生命也挺特别,那它们之间是不是有啥关联呀?月球的出现跟地球能有生命产生是不是有关系呢?

针对这个问题,科学家们着手探寻月球形成的缘由。

大家一开始都觉得,月球是从地球分出去的。科学家推测,45 亿年前,月球跟地球挨得特别近,几乎就贴一块儿了,后来才慢慢离远,于是就有了这种猜想。

有人觉得,在远古时候的中国和西方的神话里,都提到了天。那古人眼中的天有没有可能是个实实在在的东西,比如说贴近地球的月球,而不是如今这种透明的大气层呢?因此中国古人讲天地之间有天柱连着,叫不周山;西方人则把它称作奥林匹斯山。

因为月球一直离地球越来越远,由此产生的潮汐能就让地球出现了大洪灾,东西方的神话里都有这样的讲法。等到月球最终进入地月轨道时,潮汐才慢慢变得平稳了。

而科学家们通过更科学的方式,想要证明地球和月球确实是同源的。他们化验了月球的岩土样本,发现月球上物质的同位素跟地球上的一样,可太阳系里其他天体的同位素差别很大。不管咱们有多吃惊,反正地球上多姿多彩的美景和月球上一直灰暗的环境,其实都是用一种材料造就的。

当然啦,有一些科学家可不认可这种看法,他们觉得同位素一样,只能表明地球和月球都源自太阳系的同一个地方,不能证明月球是从地球分出去的。为啥这么说呢?因为他们发觉,地球上已知最老的材料比起月球上的材料,起码年轻了 1 亿年,这就意味着月球形成的时间没准比地球还早。

同时呢,科学家说,地球的结构包括地壳、地幔和地核,地核里边大多是镍铁金属,可月球没有金属核心。因此,月球总体密度才 3.3 克/cm3,比地球的 5.52 克/cm3轻好多呢。要是同源的话,咋月球就没有金属核心呢?

就凭这个特点,科学家们给出了当下大家普遍认可的一种推测——撞击说。科学家们估摸,地球刚形成后的 7000 万年,它遭遇了一颗巨大小行星的撞击。

这颗小行星跟火星大小差不多,一下子就把地球上那些比较轻的物质抛到宇宙中去了,最后就凝结成了咱们现在看到的密度挺轻的月球。

咱们老是盼着往宇宙深处去探索,可实际上在对太阳系考察一番之后就能明白,比起地球上复杂的生命活动,外面大多数行星都特别荒凉、孤单,简直跟地狱一个样。因此,当咱们把目光投向星辰大海的时候,也得多珍惜珍惜在宇宙里十分少见的地球这个家园。