如果没有月球,地球会怎样?

2017-03-31 14:09 来源:中科院物理所 
2017-03-31 14:09:38来源:中科院物理所作者:责任编辑:白璐

  翻译:山寺小沙弥

  审校:Alex Yuan

如果没有月球,地球会怎样?

  “如果没有月球,那么世界上的女性就不会患上经前综合症,因为女性的月经和月球息息相关,失去月球后她们的情绪将不再起伏不定,易燃易爆炸。”——乔·斯卡伯勒

  在太阳系45 亿年的历史中,地球一刻不停地围绕着太阳旋转,周而复始,从不停歇。然而,地球并不独单,因为它有着月球的陪伴。月球是地球众多卫星中体积和质量最大的一颗,满月时,明亮的月光将照亮大地。月亮与地球上的生物有着密不可分的“联系”,如人类的某些精神疾病、某些动物的行为(满月时嚎叫)、农耕、女性的月经等等。尽管这些“联系”在科学上并没有十分确切的依据,但月球的存在确确实实对地球造成了不可忽视的影响。如果没有月球,这对地球来说将会是一场巨大的灾难,我们的世界将变得不可思议。

如果没有月球,地球会怎样?

炸掉月球将产生7X1022 千克的碎片

  1) 月球被摧毁之后,月球碎片可能与地球发生碰撞,但不一定导致地球上的生物灭绝。 假设存在一种武器(如,直径约为1km 的反物质行星炸弹)能炸开月球,使之分崩离析,那么月球碎片将飞向四面八方。如果炸裂程度很轻,这些碎片会重新结合在一起,形成一个新的月球;如果炸裂程度很严重,那么月球将荡然无存;如果炸裂程度刚刚好,那么那些碎片将形成一个环,围绕着地球,由于地球大气层的存在,久而久之这些碎片,会慢慢脱离轨道,落入地球并与地球发生剧烈的碰撞。

如果没有月球,地球会怎样?

如果拿捏得当,那么碎片将形成环状物围绕着地球

  但是这种撞击与我们担心的彗星撞地球等类似的碰撞不同,并没有那么可怕。即使这些碎片质量和密度都很大,或者更甚于那些毁灭恐龙的小行星,它们也没有特别高的能量。彗星或者其他小行星以每秒20km 、50km 甚至是100km 的速度撞击地球,但月球碎片将仅以8 公里/ 秒的速度从大气层掠过,然后撞击地球。碎片撞击地球仍然是具有破坏性的,但它的能量不到彗星的1% 。如果碎片足够小,人类仍可存活。

如果没有月球,地球会怎样?

  波特尔暗空分类法,用以测量特定观测点天空亮度的分类法,这套分类法共分九级,由在地球上能看到的最黑程度的天空起,逐级到繁华城市市中心的天空。由于月亮的影响,可使第1 级(此时天空最暗,能明显看到很多星座)变成第7 级,甚至是第8 级(此时天空发出白色、灰色或橙色的光,一些熟悉的星座已非常暗弱甚至完全看不见了)。

  2) 夜晚的天空将变得更加“明亮”。一旦月亮和它的碎片消失殆尽,地球的天空中第二亮的天体也就消失了(第一亮的是太阳)。太阳的亮度是近地点满月时月亮亮度的40 万倍,而近地点满月时月亮亮度是金星亮度的14000 倍。月亮的存在将使原本处于第1 级的暗黑天空变成第8 级的城市中天空(城市灯光的光污染),这就使得星星发出的光芒被掩盖了,因此也就看不到那些星座了。如果没有月亮,那么每个夜晚的天空都黑得十分清澈“明亮”,这是天文爱好者的福音。

如果没有月球,地球会怎样?

日食示意图

  3) 日食将消失。无论是日偏食,日全食,日环食等,都将不复存在。日食的形成需要三个天体在一条线上,这三个天体分别是:太阳,月球,地球。当月球运动到太阳和地球之间时,如果月球刚好能遮住太阳,那么此时发生日全食(月球的视直径大于太阳 );只遮住一部分时,发生日偏食;遮住一部分并只剩下一个环时( 月球的视直径略小于太阳),发生日环食。如果月球消失了,无法达到日食形成的条件,因此日食也将消失。

如果没有月球,地球会怎样?

  月球对地球有引力作用,这不仅是潮汐的起因,而且还会影响地球自转,导致一天的时长变长

  4) 月亮消失之后,地球上每一天将变得一样长。我们平时可能注意不到,由于月球的存在,使得地球在自转的过程中受到微小的阻力,久而久之,地球的自转速度就会慢慢减小,一天的长度也就慢慢变长。也许过了一两个世纪,每天才多出一秒,但是随着时间的增长,这样的增速还是很吓人的。在恐龙横行于世的年代,一天只有22 小时,更难以置信的是,十亿年前,地球一天时长不足10 小时。大约再过四百万年,我们就不需要闰年了,因为地球转速慢慢减小,以至于四百万年之后每年长度均相同。但是如果月球消失了,地球的转速就会固定不变,每天的长度都将相同,直到太阳毁灭。

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戈里港的低潮期

  5) 地球上的潮汐将被削弱。潮涨潮落是非常有趣的现象,居住在海边、港口附近的人们对此深有体会。地球上的潮汐主要是月球引起的,小部分是太阳的贡献。在满月和新月时,太阳,地球,月亮处于同一线上,此时地球受到的太阳引力和月球引力正好处于两个相反的方向或同一方向,发生高潮,在上弦或下弦时,月球的引力作用对抗太阳的引力作用,产主低潮。在一个潮汐周期内,太阳、月球、地球三者的相对位置不一样,因此对潮水的产生就有不一样的影响。春潮的潮汐高度是小潮(在农历初七和二十二左右,地球、月球、太阳形成直角,由于太阳和月亮对地球潮汐的影响部份相消,所以所产生的潮汐高度也较低而被称为小潮)的两倍左右,但是一旦失去,潮汐高度就会大幅减小,大概只有春潮的四分之一。

如果没有月球,地球会怎样?

  地球现在的轨道倾角约为23.4 °,变化范围在22.1 °与24.5 °之间,这样的波动与火星相比已经是小之又小了。

  6) 地球的轨道倾角将变得不稳定。 这将是一个不幸的消息。地球的自转轴与公转平面的夹角约为23.4 °,我们称之为轨道倾角(黄赤交角)。也许你觉得月球的存在与否与轨道倾角的大小没有联系,但是几万年来,轨道倾角在22.1 °与24.5 °间波动在此变化过程中,月球引力是其中的因素,如果没有月球这样的卫星,例如火星(其现在的轨道倾角是很久之前的十倍左右),那么地球的轨道倾角的变化范围可达45 °,这样一来,随着时间的推进,同一地区的气候不再是一成不变的:南极和北极将不再长期封冻,赤道地区也不会长期温暖。没有月球,冰河期每过几千年就会在全球的不同地区出现。

如果没有月球,地球会怎样?

阿波罗号的飞行轨迹,这是由于月球离地球很近,才使得这次飞行圆满成功。

  7) 人类将失去探索宇宙的跳板。截至目前,人类是唯一一个通过自己的努力登陆其他星球的物种。之所以能登陆其他星球,那是因为有月球离我们只有38 万千米。一枚常规化学火箭就能在3 天内完成这趟旅行,发往月球并回传信号,也只需2.5 秒。假如我们前往火星或金星,至少需要用上几个月,往返全程至少需要一年以上,通信时延也至少需要十几分钟。

如果没有月球,地球会怎样?

巴兹·奥尔德林在月球上开展太阳风实验

  如果人类想更加深入的探索太阳系的其他天体,我们就少不了月球的帮助。相信不久之后,月亮就会为我们的太空之旅做出更大的贡献。

[责任编辑:白璐]

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