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為何月球正在逐漸遠離地球?原本很可能撞上地球,卻被海水給救了

2024-08-13科學

長期以來,月球都被看作是默默守護地球的衛星,幫地球擋下了好多來自宇宙的隕石「炸彈」。但是呢,科學家發現,月球的出現特別奇怪,畢竟作為一顆衛星,它大得過頭了。這麽大的個頭,讓這顆守護地球的衛星成了危險分子,甚至還有跟地球撞上的風險。

【危險的大衛星】

地球的直徑是月球直徑的 4 倍,重量是其 81 倍,雖說從這些數碼看地球顯得挺大。但要論作為行星,月球這個衛星還是過大了。

打個比方跟木星來比。木星在太陽系裏屬於最大的行星,它的質素達到了地球的 318 倍。

按理講,它的衛星大小本該是月球的 300 多倍,可在木星的 79 顆衛星裏,沒一個比月球大太多的,它們的體積和重量也就比月球稍大 5%罷了。

在太陽系中,所有行星的衛星跟月球比起來,在大小比例上都差得遠呢。就說火星吧,它的兩顆衛星小得連保持個球形都不行。而金星呢,幹脆就沒有衛星,主要是它體積太小,根本沒能力控制衛星,硬要給它加衛星那就是自己找麻煩。

要是說木星掌控衛星,就跟一個成年人拿著橘子似的,輕松簡單;那地球管住月球,就如同一個孩子抱著個大西瓜,費勁得很。

科學家觀測發現,月球這顆衛星太大了,在 45 億年裏,竟然把地球的自轉周期從 6 小時拖成了現在的 24 小時。而且這種讓地球減速的作用還沒停,地球的自轉周期還會繼續變長。

這是由於按照宇宙的力學規律,兩個星體之間有重力,這重力能使它們互相吸引,然後距離越來越近,最後就撞上了。

在宇宙裏邊,老是會有一些小星體被地球重力吸引撞過來。因為地球自身有潮汐力,這些天體還沒接觸到地球大氣層呢,就已經被潮汐力弄成更細碎的顆粒啦,到最後只有極少一部份能落到地球上。

不過潮汐力對地球的保護作用是有限的,像月球這麽大的衛星,在重力影響下靠近地球時,是不會被分裂的。所以,月球原本很有可能在地球重力作用下撞擊地球。

【月球正在遠離地球】

不過呢,科學家們察覺,月球不光沒撞上地球,反倒一直離地球越來越遠。在四十多億年以前,地球跟月球之間的距離也就才幾萬公裏。

不過在往後很長的時間裏,月球公轉軌域的半徑大概擴大了 10 倍,如今地月之間的距離已經達到 38 萬公裏啦,而且直到當下,月球仍在以年均 3.78cm 的速度逐漸遠離地球。

月球的運動軌跡好像打破了宇宙天體執行的常規,咋會這樣呢?這是不是表明月球正在擺脫地球重力的影響呢?

科學家們覺得,這是由於在地球表面有一種特別的東西——液態水。水在咱們的生活裏可能挺常見,可要是放到整個太陽系或者整個宇宙中,像地球這種表面有 70%都是液態水的星球,那可相當稀少。

當月球圍著地球公轉還相互吸引的時候,地球上的水就被月球重力給控制住了,於是有了潮起潮落,還跟陸地產生摩擦。在這一番「內耗」裏,地球自轉速度變慢了,月球受到的向心力也變小了,所以一直在遠離地球。那月球最後會離開地球,跑出太陽系,甚至飛到宇宙深處去嗎?

【月球最後會脫離地球嗎?】

其實啊,潮汐的作用會讓地球自轉的速度慢慢變慢,地球自轉與月球公轉的角速度差變得越來越小,月球遠離的速度也會不停地降低。等到幾百億年以後,月球就會變成地球的同步衛星,也就是相互被潮汐釘選。那時候地球和月球就跟牛郎星和織女星似的,互相看著,啥話也不說。

到了那會兒,地球自轉周期跟月球公轉周期都會變成大約 1100 個小時,這意味著一天會有 1100 個小時那麽長。並且地月之間的距離也會變成 55 萬千米。

站在物理學的立場來看,這會兒兩個天體已經處於相當穩定的狀態,彼此間的距離不會再有啥改變。

不過從相對論來講,地月系一直透過輻射重力波的形式消耗能量,這就使得地球跟月球間的重力變大,接著彼此靠近,最後就「親」一塊兒了。

不過啊,重力波輻射的效率那是相當低啦,如果單靠它來讓地月相撞,你怕是得再等 170 億億億年喲。在這之前呢,像 40 億年後,銀河系也許會和一個河外星系撞上,使得地球和月球的緣分結束;還有可能 50 億年後,太陽這個老大能量用光,會發出很強的輻射,讓太陽系八大行星的大氣層都沒了,最後都變成到處是石頭的灰色星球。

【古怪的月球衛星是如何形成的?】

有個值得留意的事兒,月球衛星挺特別,地球上的液態水還有生命也挺特別,那它們之間是不是有啥關聯呀?月球的出現跟地球能有生命產生是不是有關系呢?

針對這個問題,科學家們著手探尋月球形成的緣由。

大家一開始都覺得,月球是從地球分出去的。科學家推測,45 億年前,月球跟地球挨得特別近,幾乎就貼一塊兒了,後來才慢慢離遠,於是就有了這種猜想。

有人覺得,在遠古時候的中國和西方的神話裏,都提到了天。那古人眼中的天有沒有可能是個實實在在的東西,比如說貼近地球的月球,而不是如今這種透明的大氣層呢?因此中國古人講天地之間有天柱連著,叫不周山;西方人則把它稱作奧林匹斯山。

因為月球一直離地球越來越遠,由此產生的潮汐能就讓地球出現了大洪災,東西方的神話裏都有這樣的講法。等到月球最終進入地月軌域時,潮汐才慢慢變得平穩了。

而科學家們透過更科學的方式,想要證明地球和月球確實是同源的。他們化驗了月球的巖土樣本,發現月球上物質的同位素跟地球上的一樣,可太陽系裏其他天體的同位素差別很大。不管咱們有多吃驚,反正地球上多姿多彩的美景和月球上一直灰暗的環境,其實都是用一種材料造就的。

當然啦,有一些科學家可不認可這種看法,他們覺得同位素一樣,只能表明地球和月球都源自太陽系的同一個地方,不能證明月球是從地球分出去的。為啥這麽說呢?因為他們發覺,地球上已知最老的材料比起月球上的材料,起碼年輕了 1 億年,這就意味著月球形成的時間沒準比地球還早。

同時呢,科學家說,地球的結構包括地殼、地幔和地核,地核裏邊大多是鎳鐵金屬,可月球沒有金屬核心。因此,月球總體密度才 3.3 克/cm3,比地球的 5.52 克/cm3輕好多呢。要是同源的話,咋月球就沒有金屬核心呢?

就憑這個特點,科學家們給出了當下大家普遍認可的一種推測——撞擊說。科學家們估摸,地球剛形成後的 7000 萬年,它遭遇了一顆巨大小行星的撞擊。

這顆小行星跟火星大小差不多,一下子就把地球上那些比較輕的物質拋到宇宙中去了,最後就凝結成了咱們現在看到的密度挺輕的月球。

咱們老是盼著往宇宙深處去探索,可實際上在對太陽系考察一番之後就能明白,比起地球上復雜的生命活動,外面大多數行星都特別荒涼、孤單,簡直跟地獄一個樣。因此,當咱們把目光投向星辰大海的時候,也得多珍惜珍惜在宇宙裏十分少見的地球這個家園。