月亮为什么离我们越来越远?

 中国科学院力学研究所  林烈

夜空中的那轮明月,一直是人们浮想联翩、心驰神往的地方。“秦时明月汉时关,万里长征人未还。”“明月出天山,苍茫云海间。长风几万里,吹度玉门关。”“海上升明月,天涯共此时。”“明月几时有?把酒问青天。”这些千古传诵的名句,寄托了人们对那一轮明月的无限深情和向往。如果有一天在夜空中再也见不到那熟悉的明月了,那该多么失望和郁闷呀!可是事实却告诉我们,月球正在一天天远离我们。为什么月球会日益离开地球呢?对此,我们还得从地球上的潮汐现象说起。

由于月球对地球的引力,使地球表面的海水出现了潮汐现象(如我国闻名世界的钱塘江大潮),这一道理是众所周知的。月球是离地球最近的一个天体,虽然它的体积不大,但它的作用比其它天体要大得多。月球本身有自转,同时又环绕地球公转,月球绕地球公转的速度(27.3天/周)比地球自转的速度要慢得多,地球上的潮起潮落正是由于这个速度差引起的,潮汐对海底的作用力,会使地球的自转速度渐渐变慢,同时又使月球对地球的公转速度渐渐加快。

为什么月球的公转速度会加快?此中的原因可以这样来理解:在这种情况下,地球和月球由于引力和离心力的作用,相互拉拽着、又保持着一定的距离,我们可以把它们看成一个系统,在这个系统中,地球在自转,月球在绕地球公转,这两者的角动量之和应该守恒。这如同一个在冰面上伸展双臂高速旋转的花样滑冰运动员,由于他旋转的角动量守恒,当他收紧双臂时,他的旋转速度将会加快。当地球的自转由于潮汐作用而渐渐变慢时,地球自转的角动量将有所减少,那么月球公转的角动量就必须有所增加,月球角动量增加的最后结果是月球离地球愈来愈远。

根据测量,月球和地球之间的距离每年会增加4厘米,如果以此速度发展,一亿年后,地球和月球之间的距离将增大4000公里。目前,地球和月球之间的距离大约为38万公里。长此以往,月球总有一天会从我们的视野中消失,但这个时间相对于我们人的寿命来说还是很漫长的,我们大可不必惊慌失措。月球的离去,对于我们来说,不只是缺少了一些诗情画意的夜晚,如果我们进行一番深入考虑,就会发现问题要严重的多。

月球的存在对地球的赤道和黄道之间这个夹角的稳定起着重要的作用。由于这个倾角的存在,使地球上有四季分明的气候,如果月球消失,地轴就会出现摆动,甚至翻转,那时地球上的气候就会变化无常,洪水飓风、酷热干旱、冰封严寒将会肆虐整个地球,地表的植物、动物及我们人类将无所适从,大部分生物会陷入生存危机,到那时我们的任何高科技手段都将无能为力。

看来,月亮的离去已无可挽回,那么,另一位能够主宰我们地球命运的太阳会如何演化呢?不幸的是,貌似强大的太阳也不能永远庇护我们地球。太阳就像我们一样也有寿命,根据太阳的质量及核反应的速度,太阳的寿命约100亿年,它已经存在了46亿年,还能存活54亿年。等到太阳的核材料消耗殆尽,这盆燃烧了100亿年的熊熊大火将缓缓熄灭,太阳将变成一颗红巨星,体积比现在要大得多,离太阳较近的水星、金星还有我们的地球,都将被这颗红巨星所吞噬,然后,太阳会变成一颗明亮的白矮星,随着它热量的散失,最终太阳会成为一颗暗淡无光的黑矮星,隐没在浩瀚的宇宙中。到那时,地球上的一切,包括我们人类都将灰飞烟灭,但这一切都还非常非常遥远。

天体的演化是一种自然规律,月球会离去,太阳会死亡,人们不必为此而恐慌。当下,我们人类应该做的是:好好保护环境、爱护人类的家园—地球;别无节制地挥霍地球上有限的资源;那些储存了上万件核装置的超级大国更不要动辄就挥舞手中的核武器。在地球总体环境改变的情况下,少数国家或人群想独善其身是不可能的。恐龙在地球上生活了一亿多年,智商比爬行动物—恐龙高得多的人类,能在太阳的光芒还能照耀地球的54亿年中存活多久呢?从某种意义上说,这完全取决于我们人类自己。

对于人类的未来,我们也不必过于担心,随着科学技术的发展,多少年后,我们的后代可能已找到了太阳系外适合居住的星球,同时也已发明了足够快的太空飞船,它可以载着地球人移居到其它适合生活的星球上去。到那时,我们人类这种高智商的物种可以在宇宙中的其它星球上继续繁衍生存下去。