中國科學院力學研究所 林烈
夜空中的那輪明月,一直是人們浮想聯(lián)翩、心馳神往的地方。“秦時明月漢時關(guān),萬里長征人未還?!薄懊髟鲁鎏焐剑n茫云海間。長風幾萬里,吹度玉門關(guān)?!薄昂I仙髟?,天涯共此時?!薄懊髟聨讜r有?把酒問青天?!边@些千古傳誦的名句,寄托了人們對那一輪明月的無限深情和向往。如果有一天在夜空中再也見不到那熟悉的明月了,那該多么失望和郁悶呀!可是事實卻告訴我們,月球正在一天天遠離我們。為什么月球會日益離開地球呢?對此,我們還得從地球上的潮汐現(xiàn)象說起。
由于月球?qū)Φ厍虻囊Γ沟厍虮砻娴暮K霈F(xiàn)了潮汐現(xiàn)象(如我國聞名世界的錢塘江大潮),這一道理是眾所周知的。月球是離地球最近的一個天體,雖然它的體積不大,但它的作用比其它天體要大得多。月球本身有自轉(zhuǎn),同時又環(huán)繞地球公轉(zhuǎn),月球繞地球公轉(zhuǎn)的速度(27.3天/周)比地球自轉(zhuǎn)的速度要慢得多,地球上的潮起潮落正是由于這個速度差引起的,潮汐對海底的作用力,會使地球的自轉(zhuǎn)速度漸漸變慢,同時又使月球?qū)Φ厍虻墓D(zhuǎn)速度漸漸加快。
為什么月球的公轉(zhuǎn)速度會加快?此中的原因可以這樣來理解:在這種情況下,地球和月球由于引力和離心力的作用,相互拉拽著、又保持著一定的距離,我們可以把它們看成一個系統(tǒng),在這個系統(tǒng)中,地球在自轉(zhuǎn),月球在繞地球公轉(zhuǎn),這兩者的角動量之和應(yīng)該守恒。這如同一個在冰面上伸展雙臂高速旋轉(zhuǎn)的花樣滑冰運動員,由于他旋轉(zhuǎn)的角動量守恒,當他收緊雙臂時,他的旋轉(zhuǎn)速度將會加快。當?shù)厍虻淖赞D(zhuǎn)由于潮汐作用而漸漸變慢時,地球自轉(zhuǎn)的角動量將有所減少,那么月球公轉(zhuǎn)的角動量就必須有所增加,月球角動量增加的最后結(jié)果是月球離地球愈來愈遠。
根據(jù)測量,月球和地球之間的距離每年會增加4厘米,如果以此速度發(fā)展,一億年后,地球和月球之間的距離將增大4000公里。目前,地球和月球之間的距離大約為38萬公里。長此以往,月球總有一天會從我們的視野中消失,但這個時間相對于我們?nèi)说膲勖鼇碚f還是很漫長的,我們大可不必驚慌失措。月球的離去,對于我們來說,不只是缺少了一些詩情畫意的夜晚,如果我們進行一番深入考慮,就會發(fā)現(xiàn)問題要嚴重的多。
月球的存在對地球的赤道和黃道之間這個夾角的穩(wěn)定起著重要的作用。由于這個傾角的存在,使地球上有四季分明的氣候,如果月球消失,地軸就會出現(xiàn)擺動,甚至翻轉(zhuǎn),那時地球上的氣候就會變化無常,洪水颶風、酷熱干旱、冰封嚴寒將會肆虐整個地球,地表的植物、動物及我們?nèi)祟悓o所適從,大部分生物會陷入生存危機,到那時我們的任何高科技手段都將無能為力。
看來,月亮的離去已無可挽回,那么,另一位能夠主宰我們地球命運的太陽會如何演化呢?不幸的是,貌似強大的太陽也不能永遠庇護我們地球。太陽就像我們一樣也有壽命,根據(jù)太陽的質(zhì)量及核反應(yīng)的速度,太陽的壽命約100億年,它已經(jīng)存在了46億年,還能存活54億年。等到太陽的核材料消耗殆盡,這盆燃燒了100億年的熊熊大火將緩緩熄滅,太陽將變成一顆紅巨星,體積比現(xiàn)在要大得多,離太陽較近的水星、金星還有我們的地球,都將被這顆紅巨星所吞噬,然后,太陽會變成一顆明亮的白矮星,隨著它熱量的散失,最終太陽會成為一顆暗淡無光的黑矮星,隱沒在浩瀚的宇宙中。到那時,地球上的一切,包括我們?nèi)祟惗紝⒒绎w煙滅,但這一切都還非常非常遙遠。
天體的演化是一種自然規(guī)律,月球會離去,太陽會死亡,人們不必為此而恐慌。當下,我們?nèi)祟悜?yīng)該做的是:好好保護環(huán)境、愛護人類的家園—地球;別無節(jié)制地揮霍地球上有限的資源;那些儲存了上萬件核裝置的超級大國更不要動輒就揮舞手中的核武器。在地球總體環(huán)境改變的情況下,少數(shù)國家或人群想獨善其身是不可能的??铸堅诘厍蛏仙盍艘粌|多年,智商比爬行動物—恐龍高得多的人類,能在太陽的光芒還能照耀地球的54億年中存活多久呢?從某種意義上說,這完全取決于我們?nèi)祟愖约骸?
對于人類的未來,我們也不必過于擔心,隨著科學技術(shù)的發(fā)展,多少年后,我們的后代可能已找到了太陽系外適合居住的星球,同時也已發(fā)明了足夠快的太空飛船,它可以載著地球人移居到其它適合生活的星球上去。到那時,我們?nèi)祟愡@種高智商的物種可以在宇宙中的其它星球上繼續(xù)繁衍生存下去。