月球的近、远侧,由美国航空航天局克莱门汀号任务中拍摄的图像重建。图片来源:NASA / Clementine Mission / Lunar & Planetary Institute / USRA. 编者注:在科幻电影里,人类对宇宙的探索早已超出了太阳系,星际间大战时毁灭几个星球也不是什么稀罕事了。但是回到现实中,如果每晚抬头可见的月亮被摧毁,我们居住的地球势必要发生不小的变化,不过,未必所有的变化都是坏的。 作者|Ethan Siegel 译者|Savoir 编辑|吴頔 “如果我们摆脱了月球,那些被月亮掌控月经周期的女人就不会得经前综合症了(Premenstrual Syndrome)。当然,她们也就没了满腹的牢骚和抱怨。”——人们常以为这句话来自阿诺德·施瓦辛格,但其实是名字读音相近的乔·斯卡伯勒说的。 在太阳系整整将近45亿年的历史中,围绕太阳不停公转的地球从不孤单。与那些环绕行星运转的其他卫星相比,我们巨大的月球伙伴比其他任何卫星都大得多,重得多。满月之时,它便会照亮整个黑色的夜空。在历史的长河中,人们常会将月亮与很多现象联系起来,比如:疯癫(或者精神失常)、动物的某些行为(对着月亮长嗷)、农事(收获之月),甚至女性的经期。虽然这些联系经不住科学的验证,但月球确实在很多方面影响着地球的运转。摧毁它无疑是一场灾难,但同时也意味着,这将会以某些令人难以置信的有趣方式永远地改变我们的地球。 摧毁月球将会产生约7*1^022公斤碎片,希望它们不要大块地击中地球。图片来源:Blind Spot Pictures Oy, 27 Films Production, New Holland Pictures, from the movie Iron Sky. 1.) 摧毁月球会给地球带来大量碎片,但不一定导致生命灭绝。想象一件毁灭性的武器,可以解除地球对月球的引力作用,并把月球炸成碎片。而它只需耗费相当于一个中型小行星的反物质量(直径约一公里)即可做到这一点,月球爆炸之后产生的碎片会向四面八方扩散。若爆炸特别微弱,碎片可重新汇聚成一个或多个新月亮;反之,如果爆炸十分猛烈,则会什么也不剩;如果爆炸的量级正好,它便会在地球四周形成一个环形系统。随着时间的推移,这些月球碎片会因地球的大气层作用而脱轨,从而产生一系列影响。 地球四周的环形系统,如果以恰当的方式破坏月球,这样的情状就会出现。图片来源:Wikimedia Commons user Grebenkov, as an add on to the work of Eugene Stauffer. 但这些影响远不如我们今天所畏惧的小行星或彗星那般具有毁灭性的破坏威力!尽管月球碎片可能会体积巨大、密度高,甚至可能比造成恐龙消失的小行星都大,但是它们蕴含的能量却小得多。小行星或彗星撞击地球的速度每秒高达20、50公里,有时甚至超过每秒100公里,而月球碎片的速度仅仅是每秒8公里而已,只会对我们的大气层轻轻一击。当然月球碎片撞击地球仍会有一定的破坏性,不过它对我们的影响还不到同等大小的行星撞击地球所造后产生总能量的1%。如果撞击地球的月球碎片足够小,那人类可以轻松的生存下去。 波特尔暗空分类法,从1-9级,显示了从城市到自然纯粹暗空的状态。顺便补充一句,月圆之夜十分明亮,月光亮度足够让1级的夜空亮度降到7(远地点的满月)或8级(近地点的满月)夜空的亮度。图片来源:International Dark Sky Association, 2008, using the free software Stellarium. 2.)夜空会更加明亮。一旦月球及其所有残骸消散,那么地球上空第二明亮的天体也就完全消失了。即便是近地点满月的月亮,太阳自然的亮度也要高出400,000倍,而满月的月亮亮度又是第三明亮的天体——金星的14,000倍。如以波特尔暗空分类法为标准,一轮满月可以将最原始、自然的“1”级暗空亮度降至“7”级或“8”级的亮度,甚至盖过其他明亮的星星。如果没有了月亮,自然的障碍消失,每天晚上的会是纯净的黑夜。 日全食时太阳—月亮—地球结构位置图解。地球显得不平整则表明则月球靠近地球边缘,影子拉长。图片来源:Starry Night education software. 3.)日食不再。不论是日偏食、日全食、日环食还是月食(月球运行到地球的阴影部分时),我们将再也看不到任何一种了。只有当太阳、行星和行星的卫星三者只有成一条直线时,日食才会发生。当卫星运行至太阳与行星正中间,这时阴影便会投射于行星表面(日全食),它还可能穿过太阳表面(日环食),或者只遮住太阳的一部分光(日偏食)。因此没有卫星,这些都无法形成。也就是说,如果月球不存在,那么地球的这颗唯一天然卫星就永远不会进入地球的阴影,至此即宣告着日食月食将永远结束。 月球对地球施加潮汐引力,不仅形成了我们见到的潮汐,同时还抑制了地球的旋转,影响到一天的长短。图片来源:Wikimedia Commons user Wikiklaas and E. Siegel. 4.)一天的时长恒定。你可能没怎么想过类似的问题,但是月球会对不停旋转的地球施加微小的摩擦力,使得地球自转速度随着时间的推移而减慢。许多个世纪过去,也许我们仅仅在这里或那里慢了一秒钟,但它们就是这样一点点积聚起来了。当恐龙还在大地上游荡时,我们如今24小时的一天在那时还只有22小时,若是在几十亿年前,一天连10个小时都不到。再过四百万年,由于地球旋转速度减慢,一天的长度持续变长,我们的日历上不需要再设置闰日(2月29日)了。若月球消失,这一切变化都会停止。一天的时长将恒久定格在24小时,直到太阳耗尽燃料死亡。 戈里港退潮,展示了海湾、水湾及其他浅滩、海岸线附近涨潮与退潮时的极大差别。图片来源:Wikimedia Commons user FoxyOrange. 5.)潮汐变小。潮涨潮落形成的巨大反差对生活在海岸附近的我们来说,是极有趣的奇观,如果我们住在海湾,海峡,水湾口,或其他有水域的地区,这种奇观则更加明显。如今我们在地球上看到的潮涨潮落主要是月球的功劳,太阳只起到微小的作用。在月圆与新月时期,太阳、地球、月球连成一条直线,地球出现最大潮,也就是俗称的“朔望大潮”:涨潮与退潮间的差距将达到最大。当三者成直角时,我们会在半月时分见到最低潮:即涨潮与落潮的差别最不明显的时候。大潮足有最低潮的两倍大,但是没有了月球,潮汐将会永远只有一种模样,仅为现在大潮四分之一的大小。 地球的轴向倾斜度,目前为23.4度,实际上它一般在22.1度和24.5度之间变化。与其他行星相比,比如火星,这个变化幅度相对较小。图片来源:NASA, Wikimedia Commons user Mysid. 6.) 地球的轴倾斜会变得不稳定。这不是个好消息。地球绕着地轴旋转,相对太阳轨道平面倾斜23.4度(即公认的地轴倾斜度)。你可能认为月球与此没有多大干系,但过去数万年间,倾斜度是变化的:在最小22.1度和最大24.5度间变化。对地球来说,月球是一股稳定力量,行星如果没有大的卫星环绕——例如火星——在经历长时间的变化之后,它的轴倾斜度已是原先的十倍。如果地球没了月亮,估计轴倾斜度在未来可能会超过 45度,变成一个身边原地旋转的世界。南北极不再终年寒冷;赤道附近也未必温暖如初。失去月球这股稳定力量,每隔几千年,冰河时代会优先考虑眷顾我们世界的各个地区。 阿波罗计划设计轨线,使月球与我们的近距离接触成为可能。图片来源: NASA’s Office of Manned Space Flight, Apollo missions. 7.)我们将失去探索剩余宇宙的跳板。据我们所知,至今为止,人类是唯一一个有意涉足其他天体世界的物种。我们之所以能做到这点,部分原因是,在1969至1972年间,月球曾与地球无限接近。它仅距地球380,000公里,一般的常规型火箭最多三天就可以抵达月球,而一个光速信号往返仅需2.5秒。相比第二近的火星或金星,火箭到达也得几个月时间,来回则起码要花上超过一年的时间,即便是信号往返也要很多分钟。 我们也不会有任何的登月行动了。图中为阿波罗11号登月任务之一,奥尔德林正在进行太阳风实验。图片来源: NASA/ Apollo 11. 当我们试图探索太阳系其他的部分时,月球是宇宙给人类最简单的,也是最有用的“演习”地点了。也许我们会再次利用它——以及利用它带给地球的一切——就在不久的将来。
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