​月球“出走”的谜因：它正以每年3.8厘米的速度离开地球

月球“出走”的谜因：它正以每年3.8厘米的速度离开地球

从日全食说起

公元前585年5月28日，吕底亚和玛代两个城邦的士兵为争夺土地而激战正酣。他们的战争已经打了六年，仍未决出胜负。在初夏黄昏的一片沙土飞扬中，两队士兵突然惊恐地发现，天上的太阳被黑影吞噬了！在长达6分钟的黑暗过后，惊慌失措的士兵们纷纷放下武器，因为他们视日食为终战的预兆，所以不再刀剑相向。一场战争因壮观的“神迹”戛然而止。我们现在知道，日全食并不是神迹，只是由于月球从太阳前面经过时恰好完全挡住了太阳而形成的。而这样的天文奇观能够出现的前提，是月球与地球之间的距离刚刚好能让我们眼中的月亮和太阳一样大，完美得像是一场被巧妙设计的阴谋。如此的巧合不禁让有些人猜想，是不是月球是更高级的文明放置在地球附近的监视飞船？还是造物主有意而为之？

月球与地球的距离

当年阿波罗计划登月时，宇航员在月面安装了镜子，用以反射地球的激光，从而通过光速和时间差测得地月距离约为38.4万公里。但按照计算机的推演，月球在45亿年前诞生时，离地球只有2.5万公里远。那时的月球看上去非常巨大，引力能在地球上掀起几千米高的巨浪。随着时间的推移，月球逐渐远离地球。到了三叠纪恐龙出现时，月球离地球已经有37万多公里那么远了，看上去比现在大5%。

出走的谜因

月球为什么离地球越来越远了呢？

简单地说，一种被称为“潮汐效应”的力量让月球逐 渐远离地球。月球的引力在地球朝向和背离月球的两头造成海面隆起，也就是潮汐。由于地球只需要一天就能自转 一周，而月球要一个月才能绕地球转一圈，比自转慢得多，因此潮汐看上去是向着与地球自转相反的方向前进，海水与海底产生的巨大摩擦力会让地球的自转逐渐变慢，就像月亮用看不见的绳子拖拽住地球一样。与此同时，由于力的作用是相互的，月球也像是被地球拉着加速。这就好比一个原地快速转圈的滑冰运动员去拉身边的一个慢悠悠走过的同伴，运动员的旋转会因此变慢，而同伴会被他拽得比原来更快。

当月球绕地球旋转的速度越快，它越容易摆脱地球引力的束缚，因此月球会离地球越来越远。

月球会离开地球吗

科学家经过大量观测和计算得出，每过百年潮汐效应会让地球自转速度减慢约2毫秒，与此同时，月球每年也会远离地球约 3.8 厘米。相比浩瀚的宇宙空间，3.8 厘米似乎微不足道， 但宇宙的岁月如此漫长，亿万年过去，月球会离地球越来越远。那月球最终会离开地球么？简单的回答是：并不会。一方面，随着月球与地球的距离越来越远，月球的万有引力对地球产生的潮汐效应也越来越弱；另一方面，地球的自转因潮汐效应变慢后， 拖拽效应也会越来越不明显。如果只考虑地球和月球的这一对组合，只要时间足够久，比如数百亿年后，地球与月球就会变得像冥王星与它的卫星卡戎一样，始终只有一面朝向对方，也就是互相“潮汐锁定”。如果时间接近无限久的话，考虑到引力波辐射等原因，月球终将坠落地球。

地月的未来

然而，在月球坠落之前，地球可能已经不存在了。太阳的预期寿命是有限的，太阳的氢核聚变还能再持续大约50年，之后太阳将变成红巨星并猛烈膨胀，吞没地球和月球。甚至不用等 50 亿年，地球在约 10 亿年后就已经不适宜人类文明生存了，因为那时太阳的辐射功率将会增加10%，其产生的热量会把地球上的海洋全部蒸发殆尽。失去海洋潮汐效应，月球远离地球的脚步会陡然变慢，之后便与地球一起，静静地等待着被太阳吞噬的宿命。因此，至少在人类文明存续的岁月里，月球永远是地球的卫星。

摘自：课堂内外初中版·科学少年 2023年7月第3周刊（总第 1149 期）文 / 太空僧 编辑 / 山雨