月亮和其他天體的引力會對地球造成什麼影響?

2020-12-05 天文在線

在宇宙的四大基本力中，只有引力和電磁力能夠在長距離上發生作用，而且這兩種力的傳播速度是相同的。從前，人們認為光速和引力波的傳播速度都是無限大的，可以在瞬時間發生作用。但現在我們已經知道，這些引力波與電磁波的傳播速度雖然快得不可思議，但依舊是有限值——大約每秒三十萬千米。

任何東西的速度都無法超越光和引力（圖片授權自Pexels）

由於引力能夠跨越長距離進行作用，因此無論是源自星球的引力波，還是源自太陽系中無論多渺小、無論距離我們多遠的天體的引力波，最終都將抵達地球。不過，這些引力波能夠給地球上的生命帶來任何能實質性的影響嗎？

月球

月球對地球的影響是相當大的，甚至能夠延長我們每一天的時長。根據科學家的推測，約在十四億年前，地球上的一天只有18個小時，而這是因為那時的地月距離比現在小很多。在接下來的一百年中，月球還將進一步遠離地球，那時候的「一天」將會比現在長1.5毫秒。

地球最親近、最忠誠的密友會在地球上掀起潮汐，也正是因此它正在逐漸遠離我們。月球與地球的距離太近了，以至於月球能將地球表面的海水拖向自己——它的引力令海水上湧，形成潮汐。事實上，月球不僅吸引地球上朝向它那一側的海水，還吸引著所正對的地球表面。隨著地球的近月表面被拉扯，地球背面的水面也會相應地湧起。

上湧的潮汐導致了摩擦，摩擦會阻礙並減慢地球的自轉，雖然改變的程度十分微小，就像是揪住一個奔跑的人的襯衣一般。在持續累積十億多年後，即使摩擦力非常微小，其帶來的後果也是異常顯著的。一天的時間延長了六小時還是很可怕的：我們簡單估算一下，比如說如果生活在十四億年前，每個月還是只有23天的；月球的存在導致我們每個月得多工作7天……或者多睡7天，看你是取決於你是把半杯水看作「滿了一半」還是「空了一半」的人。

月球就是這樣延長我們每天的時長的，但這種摩擦的阻礙效果是相互的。就像月球影響我們一樣，潮汐對月球也會產生相似的影響。潮汐的引力拖慢了月球繞地球運動的速度，導致它向半徑更大的軌道外移。根據估算，月球正以每年4釐米的速度遠離我們，和我們的指甲的生長速度差不多。

月球是離我們最近的鄰居——阿波羅17號發回的地球照片（圖片授權自NASA）

那行星們呢？距離我們最近的行星火星也能引起潮汐嗎？地球會將所有天體推離自己嗎？

行星

引力是遵循距離平方反比定律的：兩個物體之間的引力大小與它們之間的距離的平方成反比。也就是說，當物體的間距變為原來的四倍時，它們之間的引力大小將減小到十六分之一。因此，雖然天王星、海王星質量很大，但它們離地球太遠了，引力的影響顯然可以忽略不計。類似地，火星還有太陽系內最小的行星水星對地球的影響也微乎其微。那麼距離更近的類地行星，金星、和太陽系中的巨行星木星與土星，它們能對地球產生實質性的影響嗎？

有些科學家宣稱，木星和土星的質量大到足以使地軸的傾角增加。如此一來，這兩顆巨行星就影響了地球的四季。同樣，它們能夠像月亮一樣影響到地球的自轉和公轉。目前，我們尚未獲得能證明這些猜想的確鑿證據，不過倘若證據真的存在，那將是驚人的發現。試想一下吧：木星或土星好端端地在數百萬英裡之外的軌道上運行，卻在不經意間在地球上引發了洪水或饑荒！

從土星角度拍攝的地球 (圖片授權自Flickr)

雖然這些猜想都尚未明確，但我們可以確定的是，太陽引力的存在嚴重削弱了那些星球的引力對我們的影響。作為佔據了太陽系99.8%的質量的恆星，太陽對我們的引力影響顯然最為顯著。正是太的引力約束著整個太陽系，它的控制力一直覆蓋到1860億英裡外的奧爾特雲。

太陽的質量實在是太大了，因此即使它離我們那樣遙遠，也依舊是除月亮外唯一一個能對地球的潮汐產生可觀影響的天體。你應該還沒忘記，無論天體多小、無論它們距離我們多遠，它們發射的引力波都能抵達地球，這是因為引力屬於長距離作用力。然而太陽的質量是如此巨大，以至於其他星球發出的引力波與之相比就像扔石子激起的漣漪遇上了奔騰的河流一般。

日地間的距離（圖片授權自 Wikimedia Commons）

引力的作用雖大，卻並不是瞬時的。引力波的傳播速度雖然很高但並非是無限的，而太陽距離我們整整1.5億千米。只需簡單計算，你就會知道來自太陽的光和引力波都需要8分鐘才能抵達地球。這就是說，如果太陽此刻忽然消失，我們也需要八分鐘才能發現它的失蹤。8分鐘後，地球不但會被漆黑吞沒，還會由於太陽引力的消失而在慣性的作用下飛向深空，整個太陽系也將陷入混亂。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. Akash Peshin- sciabc

Socratic

Sciencing

Georgia State University (Link 1)

Georgia State University (Link 2)

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  • 月亮在遠離地球,如果月亮消失,會對地球造成什麼影響
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  • 一個天體的引力對自身有什麼影響，會推動自己運行嗎？
    一般說來，萬有引力似乎都是相互作用的，那麼天體引力對自身有什麼影響呢其三，引力作用的最主要特徵是向質點聚集，就是任何引力都是企圖把一切拉往自己的質點，物質擠在一起都別想往前一步，距離質心都是一樣距離，圓形是平衡妥協的完美結果，所以星球都是圓的。這幾點都是星球引力對自身的影響和重要性，而且推動了自身的自轉。但星球是圓的必須質量足夠大的前提下才會實現。
  • 如果月球沒有被潮汐鎖定地球引力對月球造成的潮汐隆起是會移動的
    月球圍繞著地球轉是因為地月之間的萬有引力，萬有引力是一個和距離的平方成反比的力，月球作為一個球體，那麼月球這個球體靠近地球的那一部分受到的地球引力比較大，而離地球比較遠的那一部分受到地球的引力比較小，因此對月球造成了一個引力梯度，近端受到的引力大，遠端受到的引力小，這就會造成月球在朝著地球的方向上被吸引出來一個鼓包，對應著的遠端也會有一個被甩出去鼓包，這個叫做——潮汐隆起。
  • 一個天體的引力對自身有什麼影響,會推動自己運行嗎?
    一般說來，萬有引力似乎都是相互作用的，那麼天體引力對自身有什麼影響呢？可以肯定的而回答，天體本身就是引力的結果。首先，所有天體都是由小物質漸漸聚集起來的。恆星是這樣，行星也是這樣，小行星也是這樣。可以說沒有引力，就沒有天體。
  • 地球圍繞太陽轉,月亮圍繞地球轉,那麼有沒有天體能圍繞月亮轉啦
    可以，理論上說，月亮可以有自己的月亮。在每一個天體的周圍，都有一個定義明確的區域，叫做希爾球，在這個區域內，該天體的引力支配著一個體積更大、質量更大、但距離更遠的天體的引力。圖解：二體因重力互相繞行的等效位能的等位能圖，希爾球是分別環繞著這兩個大質量天體的圓型區域。
  • 如果月亮消失了，地球會有什麼影響？
    近幾年，「命運共同體」這個詞十分流行，而月亮和地球的關係也可以用這個詞來形容。如果月亮消失了，地球上的極端天氣將頻發、氣溫變化大、生物節律紊亂......具體影響如下：一、極端天氣頻發眾所周知，月球對於地球上的潮汐有著決定性的影響，海洋會在月球引力作用下隆起。一旦月球消失，海水會大幅回落，進而形成超級海嘯；另外，大氣也會回落，並且形成超級風暴。
  • 月亮圍著地球轉,地球圍著太陽轉,太陽和更大的天體結構怎麼轉?
    有人問：月亮圍著地球轉，地球圍著太陽轉，太陽又是圍著誰轉？其實從月亮到地球再到太陽，它們並不是圍繞著某個天體在轉，而是圍繞著共同的質量中心旋轉，知道了這一點，就知道更大天體結構旋轉的秘密了。所有的天體都是在萬有引力作用下運動。所謂月亮圍著地球轉，地球圍著太陽轉，都是由於月亮、地球、太陽之間的引力作用而形成的運動狀態。
  • 月亮引力對地球的影響更大,主要表現為潮汐,因為月亮離地球較近
    牽動潮汐的主要力量則是月亮對地球的引力，其實宇宙中的每個物體之間都互相存在引力，距離越近，引力表現得越明顯。太陽和地球之間也存在引力，只不過太陽距離地球比較遠，相距一點五億千米，所以對潮汐的影響並不十分明顯。而月球距離地球三十七萬六千千米，對地球的引力就大得多了。
  • 如果月球被摧毀,會對人類造成怎樣的影響?科學家:影響大了!
    前言：如果月球被摧毀，會對人類造成怎樣的影響？科學家：影響大了！假如失去了月亮，我們人類會有怎樣的影響？從古至今，很多東西都會跟月亮扯上關係。如果沒有它詩人不會賦有月亮的詩;歌者無法在歌頌月亮；我們不能在月光下漫步，海洋中也不會有潮汐，我們不能再欣賞到日食或月食了。這對世界來說都是一種遺憾。更有一個大膽的理論提出，如果月亮根本不存在，地球是不會存在生物的。因為地球如果沒有這麼一顆大衛星，它的自轉的傾斜角就不會晃動。沒有達到23.5度的黃赤交角，就不能給我們帶來四季變化。
  • 月球消失之後，對地球會產生什麼影響？
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  • 網友問:地球引力有多強?和宇宙中其他天體比起來微不足道
    地球表面的重力加速度g=9.8m/s^2，地球引力和宇宙中其他天體比起來，就是小巫見大巫；但是在人類世界中，人類文明用了幾千年的時間，才擁有了掙脫地球引力的能力。在自然界中，人類已發現的四種基本力分別是：強力、弱力、電磁力和引力。其中引力是最弱的，比電磁力小了10^36個數量級，在生活中，我們遇到各種力的本質，除重力外幾乎全是電磁力，舉個例子：整個地球對一塊磁鐵的萬有引力，還不如另外一塊磁鐵對它的磁力。
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  • 這種天文現象讓月亮「鍾情」地球,億萬年不轉身,地球也正被感動
    潮汐鎖定現象在宇宙天體中是普遍存在的。當兩個天體環繞運行的狀態不受其他事物的單獨影響時，就會傾向於潮汐鎖定，通常表現為質量較小的天體被質量較大的天體潮汐鎖定。比如地球和月亮，除了兩者共同受到太陽的引力影響之外，其運行狀態基本不受到其他事物的影響，所以月亮已經被地球潮汐鎖定，這也是我們只能看到月亮的一面的原因，今天八月十五中秋節，如果你沒有注意過的話，可以看一看月亮的樣貌是不是很熟悉呢？比如上面的圖案吳剛伐樹，玉兔搗藥，億萬年來它一直就是這個樣子。
  • 超級月亮會帶來災難嗎?超級月亮對人有什麼影響?
    什麼是超級月亮災難說?「災難說」乃無稽之談　　月球將到達距離地球最近位置，讓它看起來異常巨大。月球的引力增大將會使得地球的板塊受到影響，從而誘發大規模的地震、火山、海嘯等自然災害。「超級月亮是不會引發海嘯、地震和火山噴發的，尤其對地震，幾乎完全沒有影響。超級月亮離地球近的時候，引力也會增大，可能對潮汐會有一些影響」。　　中國科學院上海天文臺前任臺長、著名天文學家趙君亮研究員在接受其他媒體採訪時說，「地月之間的距離遠近確實會影響地球潮汐，但地震是地球內部的板塊運動。」
  • 為何人類觀測的所有天體都是浮在空中？為何不會受到地球引力？
    我們最早觀測到天體的一些照片，應該就是這天體漂浮在宇宙當中。那麼肯定很多人會產生疑問，為什麼這些天體都是漂浮在宇宙上的，而不會下墜？畢竟這些照片只是經過藝術處理加工而非真實拍攝，其實如果我們只是在地球上簡單觀測，並且不接觸任何現代科學的情況下，就會有這樣的疑問。
  • 「超級月亮」是咋形成的?它真的會引起自然災害嗎?
    月球的近地點位置，並不是固定不變的，而且近地點的距離也不是固定不變的，有些近地點就比其他位置的近地點離我們更近！這些微小的變化是由於我們太陽系中其他的天體，主要是太陽的引力造成的，月球不僅在繞地球轉，地球也在繞太陽轉，所以月球受到的引力就有大有小，這就導致了實際的近地點和遠地點（月球離地球最遠時）的距離周期性地隨時間變化！