如果月球一直在靠近地球会发生什么?

如题所述

第1个回答  2022-05-18

我们知道地球要是靠近太阳,地球上的生命将会经历一场灾难性的毁灭,这对太阳没有任何影响。如果月球一直在缓慢的靠近地球会发生什么?我们先看下地月之间的实际距离。

地球和月球之间的距离

上图中的照片来自伽利略航天器,精确地显示了地球和月球的相对大小和光照,但是却隐藏了这两个天体之间的实际距离。

如果我们把月球和地球按实际距离和实际大小的比例放在一张图中会看到什么?

月球平均距离地球约30个地球直径。这一巨大的距离可以解释,为什么无论月亮出现在我们的头顶上,还是在地平线上,它在天空中的大小都是一样的。就因为离的足够远。

如果月球离我们的距离只有今天的一半会发生什么?

首先我们从月球的外观上会注意到一些比较大的差异。月亮在天空中看起来会是现在的两倍大,亮度会是现在的四倍。但这都是些无关痛痒的变化。

最主要的是月球对地球的潮汐影响。由于月球对地球的引力在离地球最近的方向上稍强一些,在离地球最远的方向上稍弱一些。因此在地球上,涨潮和退潮之间的差异对海洋的高度有很大的影响。

但如果月球现在离我们只有一半的距离呢?你可能会认为涨潮和退潮之间的差异会是原来的两倍。或者根据牛顿的万有引力是一个平方反比的力,所以你可能认为潮汐的大小是它的四倍。

事实证明,潮汐力的作用方式意味着潮汐的大小将是现在的8倍,或者每天涨潮和落潮的差值大约是16米。

也就是说,每一次涨潮都会给世界各地的沿海城市带来灾难性的海啸。

如果月球只有现在距离的四分之一呢?八分之一?

那么地球上的潮汐将会高达120米,而不是16米。如果我们再把月球再拉近一点,略低于现在距离的八分之一,那么月球就会被地球潮汐锁定,总是出现在地球天空的同一位置上。

再靠近一点,月亮就会从西边升起,从东边落下,因为月球绕着地球公转的速度会比地球自转的速度还快!

但对月球来说,虽然月球上的潮汐力会严重影响我们的海洋和沿海地区,但反过来地球上的潮汐力会开始撕裂月球!

如果月球还在持续靠近会发生什么?

一旦月球离地球中心的距离超过地球半径的3倍这个范围,月球外层的潮汐力足以将月球撕碎,最终形成一个环绕地球的环。

这时只会留下月球的核心,因为月球的核心比月球的其他部分密度要大得多,能多抗一会,即使这样,月球的核心也只能维持在距离地球半径2倍左右的地方。如果残留的月球核心还在靠近地球,潮汐力甚至会将月核完全撕裂。

但如果这些岩石接近近地轨道,我们就会从地平线到头顶注意到比较大的变化。

当一个物体在距地球表面200公里的轨道上运行时,如果这个物体在我们头顶会地平线时看起来大10倍!这适用于任何岩石,小行星,甚至是地球轨道上的卫星。

但是在离地球表面200公里的地方,属于低空范围,任何在轨道上运行的物体都会受到大气阻力。运行速度持续下降,轨道衰减。

月球碎片将以大约每秒8公里/秒的速度进入大气层,与大气摩擦释放热量要么燃烧殆尽,要么坠入地球变化称为陨石。

这就是月球慢慢靠近地球会发生的事,其后果对地球上的人类是灾难性的,但对月球本身也是致命的!

咱们先说总结: 如果月球一直靠近地球,那么地球将不再适宜生命居住,具体原因我们分析一下。

潮汐引力变大

我们知道,地球的潮汐变化主要受月亮引力影响。根据牛顿力学定律,力不仅有大小,还有方向。

由于月球的引力方向是指向月球内部,而地球海洋中的水会受到月球引力的影响,纷纷汇聚到靠近月球的一端,形成地球潮汐变化。由于地球引力大于月球引力,因此海洋中的水没有离开地球表面。

根据牛顿万有引力公式:

看不懂也没关系,你只需要知道引力的大小和距离有关系,距离越近,引力就越大。

当月球持续一直靠近地球时,它引发地球海洋的潮汐变化也越大,届时很有可能引发巨型海啸,埋没大多数城市。

在电影《星际穿越》中,男女主角为寻找宜居星球来到了米勒星球,米勒星球由于靠近黑洞,而黑洞的引力巨大,因此米勒星球表面潮汐变化非常大,引发的海啸足以摧毁星球内的生命。

地球自转速度变慢

随着月球越来越近,地球受月球引力影响,自转速度会越来越慢,而这也和月球的潮汐引力有关。

其实,就算月球没有靠近地球,地球自转速度也在月球潮汐力的作用下越来越慢,具体是这样的。

在地球形成早期,地球自转一圈的速度只有8个小时,也就是说,当时的一天只有8小时;但由于 月球引力能够引发地球潮汐变化,海水在相互碰撞与摩擦中消耗了一些能量,最终以热量的形式散发到宇宙中,久而久之就导致地球自转速度越来越慢,直到今天地球自转一圈需要24个小时。

即使月球没有靠近地球,地球也会持续不断地消耗能量,最终自转速度越来越慢,这是因为月球引力一直在引发着地球潮汐变化,直到地球自转速度与月球公转速度一致,既一天的时间会等于1个月。

如果月球一直不断地在靠近地球,那么会引发地球潮汐变化增大,消耗的能量更多,因此地球自转速度减慢的速度会增加,月球潮汐锁定地球的时间也大大缩短。可能用不了几百年,地球自转一圈的速度等于月球公转一圈的速度。

这种在天文学中叫做主星与卫星相互潮汐锁定,太阳系中冥王星和卡戎就是这样。

月亮被撕碎

随着月亮的持续靠近,月亮最终会因为地球洛希极限而被撕碎。

洛希极限指的是两个天体可以保持独立运行的最短距离,超过这个距离,较小的天体会被较大天体的引力所撕碎,形成星环,土星环就是这么来的。

洛希极限之所以会发生,其实也和引力有关。由于距离越小,引力越大。而月球在靠近地球时,靠近地球的一方和背面的一方和地球的距离不同。

我们把靠近地球的距离命名为r1,把远离地球的距离命名为r2。

由于G,M,m的数据都相同,因此当月球距离地球越近时,受到地球的引力就越大;而另一端由于离地球距离较远,引力并没有靠近地球一端的引力大。

当它们距离地球越来越近时,两端受到的引力差距越来越大,星球会从圆体变成椭圆体,最终椭圆体的前端会首先解体,接着末端会在稍后解体。整个过程就是星球被撕碎的过程。

洛希极限并不是一个固定值,它的距离取决于天体的密度大小,以木星为例,固体和流体的洛希极限的位置并不同。

月球到达地球洛希极限的距离时,月球会解体,在地球外围形成一条地球环。

月亮消失后

随着月亮的解体,地球自转速度将不再变慢。

其次,由于月亮的消失,地球上的海水由于突然不再受月球吸引,就会涌入到其他地方,淹没许多城市。

总结

我们从月球从远到近靠近地球说起:

月球稍微靠近地球时,对地球的影响主要集中在潮汐变化上,会引发各种海啸频发,并且会导致地球自转速度变慢,月球越靠近地球,地球自转速度越慢。

当月球到达地球洛希极限时,月球将会解体,在地球外围形成星环。

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