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如果有人问起，为啥月球没被太阳拖走，可能有不少的人都会说：“这还不简单，月球离地球这么近，地球对月球的引力肯定比太阳大呀。”但假如你去计算一下，就会发现事情不是这样。 将太阳、地球和月球的相关数据（太阳质量 1.989 x 10^30 kg；地球质量 5.965 x 10^24 kg；月球质量 7.349 x 10^22 kg；日地平均距离 1.5 x 10^8 km；月地平均距离 3.844 x 10^5 km）分别代入万有引力公式 F = GMm/r^2，我们就可以得出一个大致结果，即：太阳对月球的引力是地球的2.2倍。 这就让人奇怪了，地球对月球的引力还没有太阳的一半，为啥月球还是要绕着地球转呢？如果太阳和地球就像是在拔河一样，都在努力地利用自己的引力将月球拉向自己的这一边，那么很显然，由于太阳对月球的引力是地球的2.2倍，地球对月球的引力比太阳小很多，月球当然会被太阳拖走。 但实际情况却并非如此，事实上，月球和地球一样都在围绕着太阳做圆周运动，而太阳引力的作用则是给月球提供这个圆周运动的向心力，同样的，由于月球也在围绕着地球做圆周运动，因此地球的引力也是在给月球提供围绕自己公转的向心力。 简单地讲就是，月球本来就在太阳引力的作用下绕着太阳转，只不过在这同时，它又在地球引力的作用下绕着地球转，对于月球来讲，太阳引力和地球引力并不是在拔河，而是达到了一种平衡，从而使这样的局面一直持续下去。那么它们是怎么达到这种平衡的呢？这就涉及到了三体问题。 三体问题似乎是无解的，但假如其中一个天体的质量很小，与其他两个天体相比可以忽略不计的话，三体问题就成了“限制性三体问题”，那就不一样了。根据科学家的推算，“限制性三体问题”有五个特解，这被称为“拉格朗日点”，如果这个质量很小的天体位于“拉格朗日点”，那么在理想状态下，它就会与第二大的天体保持同步运行。下图为地球和太阳的五个“拉格朗日点”。 大家都知道，对于一个稳定围绕太阳公转的天体而言，它离太阳越近，受到的太阳引力就越大，相应的其公转线速度就越快。从上图可知，L1离太阳更近，它受到的太阳引力更大，相应的它的公转线速度就应该更快一些，但因为地球在它后面施加了引力，这会使太阳引力的作用减弱一部分，因此它的公转线速度就减慢了，这样就可以与地球保持同步运行。而L2的情况却与之相反，它是因为地球的引力增强了太阳引力的作用，从而使其公转线速度加快。 可以看到，L1，L2是太阳与地球的引力的一种平衡点，位于这两个点上的小天体的公转刚好可以与地球同步，也就是说，在这两个点上，地球的引力刚好可以让小天体不溜走。显而易见的是，假如某个小天体比这两个点更靠近地球，那么地球的引力作用就会给这个天体提供多余的向心力，使其在绕着太阳转的同时又绕着地球转，而假如这个天体比这两个点更远离地球，那么地球的引力将不再对它有束缚作用，它迟早会被太阳拖走。 我们把以某个天体为中心，再以“刚好可以让小天体不溜走的距离”为半径的球体空间，称之为这个天体的“洛希球”，一颗行星想要让卫星围绕自己公转，就必须让这颗卫星运行在自己的“洛希球”之内。根据以上的介绍我们可以得出，地球的“洛希球”半径应该为地球与L1、L2点的距离，但实际上由于诸多不稳定因素的存在，科学家认为，对于地球来讲，只有在这个理论半径的3分之1以内，才能保证卫星长期稳定地围绕着地球公转。 地球与L1、L2点的距离均为150万公里，这个距离的3分之1为50万公里，而月球与地球最远的距离都只有大约40.5万公里，因此月球就可以像现在这样年复一年地绕着地球转，即使是地球对月球的引力不到太阳的一半。值得一提的是，科学家观测到月球正以大约每年3.8厘米的速度远离地球，照这个样子来看，终有一天月球将会与地球分道扬镳，届时的人类将再也找不到借口来吃月饼了。 好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见` |
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