月亮曾经比太阳大16倍 地球上1天曾经只有5小时|文史宴( 二 )


经过45亿年
地球把月球推出十几倍远
目前还没有直接证据告诉我们10 多亿年前地球的潮沙周期,但我们能确定,45 亿年前的清况要疯狂得多。地球不仅每天只有5小时,而且附近的月球在其近距离的轨道上的公转也要快得多。月球绕地球公转一圉只要84小时,也就是现在时间的三天半。
地球自转得这么快,月球公转得也这么快,人们熟悉的月亮盈亏的周期也在以疯狂的速度“快进” ,每隔几个5小时时长的天数,就会出现新的月相。
这样的事实导致了很多后果,有一些并没有那么好。
如此大的月球遮蔽在天空中,加上公转速度如此之快,日食会经常发生。几乎每隔84小时,差不多每当新月出现于地球和太阳之间时,都会出现一次日全食。阳光会被完全遮挡几分钟,恒星和行星突然在黑色的天空中出现,月球炽热的火山和岩浆海洋泛着红光,在黑色的月盘上显得格外耀眼。
月全食也很有规律,几乎每隔42小时就会发生,就像时钟一样。在每个满月,当地球正好位于太阳和月球之间时,地球的巨大阴影会完全遮住明亮的月球。月球上的火山会再度映红周围,恒星和行星则会再次突然出现在漆黑的天空中。
巨浪是月球最初离得更近导致的一个更剧烈的结果。
如果地球和月球都是理想的刚体,那么它们今天的样子将和45亿年前一样:相距15000英里,自转和公转快速,日食和月食频繁。但是地球和月球并不是刚性的。它们的岩石可以收缩弯曲,特别是熔融的岩石,会随着潮沙膨胀收缩。年轻的月球在15000英里外对地球的岩石施加了巨大的潮沙力,而地球也对基本处千熔融状态的月球景观施加了同等的反向引力。
很难想象由此产生的巨大岩浆潮沙是什么样。每隔几个小时,地球上大量熔融的岩质表层可能就朝着月球的方向膨胀一英里或者更远的距离,由此产生巨大的内部摩擦,生成更多的热量,从而使地球表面熔融的时间比孤立的行星要长得多。
月亮曾经比太阳大16倍 地球上1天曾经只有5小时|文史宴
文章插图
有很长一段时间
月亮曾经比太阳大16倍 地球上1天曾经只有5小时|文史宴】地球上天天演这出
地球的引力则“礼尚往来” ,使朝向地球这一侧的月球表面向外膨胀,我们的卫星发生形变,失去了完美的圆度。
这些巨大的潮沙千扰是月球不断远离地球的关键因素。一个直径2 160 英里的天体,如何从15 000 英里移动到239 000 英里之外?答案是角动最守恒,也就是说,地球角动最和月球角动最之和保持不变。物理学定律表明,无论地月系统在其初始时具有多大的角动最,它必定一直基本保持到今天。
45亿年前,地球每隔几个小时就会发生一次巨大的潮沙隆起。但是,由于地球表面绕地轴旋转的速度(每5 小时一圈)比月球绕同一轴公转的速度(每84 小时一阁)要快,带着额外质最的潮沙隆起始终处于领先位置,不断地在引力的作用下拉着月球,每公转一阁,就把角动戳从地球转移到月球上一部分。
大约400 年前,德国数学家约翰内斯.开普勒首次提出了行星运动的不变法则。开普勒定律说,卫星具有的角动最越多,它离中心行星的距离就会越远。每公转一圈,月球都会不可避免地远离地球一些。
在地球的潮沙隆起拉着月球的同时,潮沙变形的月球也以相等的反向引力拉着地球上的巨大隆起,从而使地球每自转一次,自转的速度就会变慢一些。这就是角动匾守恒的作用。
月球公转越快,它离地球越远,它所获得的角动量就越多。为了抵消这一点,地球不得不以更慢的速度自转,来保持地月系统的总角动扯不变。再想想花样滑冰运动员是怎样在伸出双臂时减缓旋转速度的。在45 亿年的时间里,地球的自转速度从每5 小时一圈,减缓到每24 小时一圈,而月球在这个过程中越走越远,并获得了许多角动量。
并不是每个行星-卫星系统都遵循这样的故事发展。如果行星自转的速度比卫星公转的速度慢,那么必然会随之产生制动效应。行星上的潮沙隆起就会落后,卫星将随着每次公转减速,并越来越接近它的末日。最终,卫星将盘旋进入行星,并被行星吞没,这是关千大撞击主题的另一个版本。
也许这就是逆行的金星没有卫星的原因。也许,一个曾绕轨道运行的卫星的灾难性死亡,可以解释为什么金星失去了水,变成现在这样一个严酷、高温、死气沉沉的世界。
在地月系统的早期历史中,从减速的地球到加速的月球之间的角动最交换比今天要大得多。在月球形成后的最初几百年里,两个天体都被汹涌的岩浆海洋所包围,这些岩浆海洋可以弯曲变形。

推荐阅读