月球每年远离地球3.78厘米，未来的中秋节我们还有月亮看吗？

　　 撰文 | 刘六七

　　对全世界的华人来说，月亮是一个重要的文化符号。从小听着有关月亮的诗句、神话长大，我们很容易认为“皓月当空”是理所当然的事。

　　不过，自从人类在月球上放置了激光反射镜后，科学家终于确定，月球其实正在以每年3.78厘米的速度远离我们，和指甲生长的速度差不多。

　　月球激光反射镜把地球发射的激光原路反射回去，从而精确测量地月距离|Wikipedia by NASA

　　3.78厘米是一个微小的距离，不过随着时间流逝，也可能积累成相当可观的数字。这不禁让人发问，会不会有一天月亮将彻底消失在人们的视线中？这种情况会在多少年后发生，届时地球将迎来哪些变化？

　　让我们先将时间拨回到大约45亿年前。

　　那时，一颗火星大小的原行星与地球发生了激烈碰撞。碰撞中，从地球和原行星上脱离的碎片，逐渐在环绕地球的轨道上聚集为一个熔融岩石球。在接下来的漫长岁月中，熔融岩石球表面冷却下来，月球由此诞生。

　　地球与原行星碰撞产生月球的说法是目前的主流猜测，该猜测也叫“大碰撞说”|Science News

　　根据天文学家的推算，在月球形成初期，它距离地球仅有大约2.25万千米。后来，它一直慢慢远离，才有了如今平均38.4万千米的地月距离。简单推算一下，如果40多亿年前地球上就有人类，他们抬头后会看到一个大小是如今17倍的月亮！

　　究竟是什么在过去和未来一直把月亮往远处推？这背后的“主要元凶”是潮汐作用。

　　众所周知，万物之间均有引力。地月关系中，地球的引力使月球围绕自己公转，而月球的引力会“吸”起地球上的海水，形成潮汐。

　　具体来说，地球上正对着月球的区域受到的月球引力最大，海水隆起最为明显，正背着月球的区域海水被“甩”向远离月球的方向，同样隆起——这些区域正在迎来高潮。

　　正对月球的区域被“拉”出高潮，正背月球的区域被“甩”出高潮|NASA Science

　　不过别忘了，地球本身也在自转，而且自转速度快于月球公转，这导致隆起的海水会稍稍领先月球“一小步”。

　　举个不太严谨的例子。这就好比我们用手在盛有水的水盆中匀速搅动，引起一个“浪头”，如果此刻我们将水盆以更快的速度在相同方向上匀速转动起来，“浪头”便会慢慢超过我们的手。这是因为水盆靠摩擦向水传递了角动量，带动其加速旋转。

　　对于地球与月亮来说，道理差不多。而且放在地球的尺度上，这些隆起的海水其实有相当可观的质量，这意味着它也有不能忽视的引力。

　　尤其当这个隆起位于月球前方时，它对月球的引力就不再只是单纯地朝向地球，而会沿着月球运动的方向产生一个向外的分量。

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　　正是这个引力分量会把角动量传递给月球， 让月球以每年3.78厘米的速度远离我们。

　　月球远离地球后，最直观的变化是，月亮在夜空中会显得越来越小，日全食也终有一日将成为“绝唱”。

　　人们正在观赏日全食|Wikipedia by Zachariah Chou

　　实际上，日全食是一个充满“偶然之美”的天文奇观：太阳的直径大约是月球的400倍，按理说不应该被月亮罩住，但由于地日距离也恰好是地月距离的400倍左右，所以太阳和月亮才能在天空中看起来差不多大。

　　不过，随着月球越飘越远，其视径终有一日将明显小于太阳。有研究估计，地球大约会在6亿年后迎来最后一场日全食。

　　月亮的远离同样会让地球上的潮汐不再那么明显，高潮和低潮间的潮差将变小。不过，潮汐并不会完全消失，因为就算完全没有月球，太阳依然对地球持续施加着引力——目前，太阳产生的潮汐作用约为月球的46%。

　　潮差变小可能会给螃蟹、牡蛎、海星等潮间带生物带来生存挑战|Flickr by Clark

　　除此以外，月球巨大的质量还在默默帮地球将地轴倾角稳定在23.5度左右。地轴倾斜和绕日公转共同造成了四季更迭。未来，月球离地球越来越远，起到的稳定作用变弱，可能导致地轴“摇摆”，地球上的气候会变得愈发不稳定……

　　最后，关于地球和月球渐行渐远这件事，还有一个好消息和坏消息要分享。

　　好消息是，科学家推测，月球的远离不会一直进行下去。因为当月球进入到更高轨道后，绕地球的公转速度会变慢。此外，地球的自转速度也在变慢。

　　如果地球的自转周期与月球的公转周期减慢到相同水平，理论上会出现潮汐锁定，即地球始终以同一面朝向月球，潮汐隆起不再提前，月球也就不会继续向外迁移。

　　如果地球和月亮发生潮汐锁定，地球将有一半区域永远看不到月亮|Wikipedia

　　那时候，地月距离会稳定在50多万公里，月亮大小看起来差不多是现在的70%。至于这一事件发生的时间，有模型说是在100亿年后，也有说是500亿年后，差异很大。

　　至于坏消息……科学家认为50亿年后，太阳核心的氢燃料将耗尽，逐渐膨胀为红巨星。届时，太阳直径可能达到现在的256倍，也就是说还没等地球和月亮重新确立起一个稳定的关系，它们就都可能被太阳完全吞噬。

　　额外增加的太阳能将造成地球海洋的蒸发，过了30亿年以后，地球的表面将变得如同金星一般高热。再过50亿年以后，地球的空气都会向外太空逸散|SPACE

　　不过那都是几十亿年后的后话，那时人类是否存在都尚未可知。我们今天能做的只有珍惜当下，尽情享受中秋佳节罢了。

　　参考资料：

　　[1] https://science.nasa.gov/moon/facts/

　　[2] https://www.bbc.com/news/science-environment-12311119

　　[3] https://www.iflscience.com/the-moon-is-moving-away-from-earth-at-a-rate-of-about-38-centimeters-per-year-will-it-ever-drift-apart-80834

　　[4] https://public.nrao.edu/ask/what-happens-as-the-moon-moves-away-from-the-earth/

　　[5] https://www.skyatnightmagazine.com/space-science/what-would-happen-moon-exploded

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