会“逃跑”的月球

雪舟

“人生代代無穷已，江月年年望相似”，几十亿年来，月亮都静静地悬挂在天上，似乎是一种永恒的、不变的存在。但当你抬头看向月亮时，或许不会意识到，它正在悄然远离地球。

月亮离我有多远？我会告诉你很远很远。你可能听说过，地球和月球之间的距离大约是38万千米，实际上这是一个平均距离。我们知道，月球是以椭圆形轨道绕地球运转的，与地球的实际距离可以说是随时都在变化着。

公元前180年左右，古希腊天文学家伊巴谷对“月亮离我有多远”这个问题产生了好奇。伊巴谷发明了一种“瞄准器”，在适当的变化条件下，借助仪器，通过测量月亮相对于星星的位置，最后测定地月距离约为地球直径的三十倍，而这个数值后来被证实是正确的。

从伊巴谷最早开始测定地月距离以来，随着人类探月技术的不断发展，我们测得更精确的数据，如月球离地球近地点距离为36.3万千米，离地球远地点距离为40.5万千米。

20世纪60年代初期，激光测距技术问世。美国首次实现载人登月后，在月球表面安放了一个后向反射器。有了这些先决条件，科研人员便可以在地球上向月球发射激光，并记录下激光到达月球再被后向反射器发射回来的时间。用往返时间差乘以光速，再除以2，就可以计算出地月距离。

当然，以上都是最理想状态下的测量，真实的测量过程要复杂得多，科研人员需要排除各种各样的干扰因素，以及测量过程中的误差。如今，地月距离的测量精度已经达到毫米级别。

在测定地月距离过程中，科研人员发现，月球竟在以每年约3.8厘米的平均速度远离地球。近日，荷兰乌德勒支大学和瑞士日内瓦大学发表的一项研究成果也证实了这一点。

在澳大利亚卡里吉尼国家公园，科研人员发现了包含多个尺度周期性变化的古老岩层。它们以约10厘米和85厘米的间隔重复，把岩层的厚度和沉积速度结合起来，科研人员发现这些周期性变化约每1.1万年和10万年发生一次。这样的周期模式恰好和米兰科维奇周期相吻合。米兰科维奇周期以约每40万年、10万年、4.1万年和2.1万年变化一次。更关键的是，地月距离与米兰科维奇周期的循环频率直接相关，当月球和地球距离越近，周期就越短。

据此，科研人员计算出约24亿年前的地月距离大约只有6万千米。如果穿越回去，你会发现当年的月球简直是巨大无比。当然，多年以后，人们抬头看到的月亮也会比现在看到的要小得多！

这到底是怎么回事呢？难道是月亮想要逃离地球吗？

我们知道，在月球形成后的约45亿年里，它始终在绕着地球转。月球和地球之间存在引力，且在面向月球的地球一侧引力更强。可以说，越接近月球的区域，引力就越强。比如，地球的赤道地区就比极地区域更接近月球，所以月球对赤道地区的作用力就更大一些。这种更大的引力激起了该地区海洋水域的高潮，在地球中段形成隆起，称为潮汐隆起或赤道隆起。唐朝诗人张若虚曾写道：“海上明月共潮生。”看来连古人也已发现，潮汐涨落和月亮有关。

因为潮汐作用，当地球上某片海域正对着月球时，受到的引力变大，海平面就会升高。同时，这片海域还会受地球自转的影响。地球自转速度要比月球公转快得多，意味着这片海域会对月球有拉扯的作用，如果远远地从太空中看下来，就好比快速转动的地球在强烈地“拖着”月球向前转一样。牛顿告诉我们，力的作用是相互的。被地球“拖着”前进的月球其实也在给地球拖后腿，给地球自转加重阻力，导致地球自转的速度不断下降。而地球自转速度降低又会导致角动量（旋转能量）的减少，在此过程中，一部分能量还会被转移给月球。获得额外能量后，月球慢慢扩大了公转轨道，以每年约3.8厘米的速度一点一点地开始“逃逸”计划。

虽然对地月距离来说，3.8厘米显得微不足道，但考虑到地球已经约46亿岁了，一旦将时间无限拉长，就难免让人感到忧虑。按照上面的规律，约1亿年后，月球差不多会再远离地球约3800千米。它是否会永远地离开地球？它会脱离地球成为“流浪”星球吗？

事实上，以月球目前每年约3.8厘米的远离速度进行模拟，倒推一下，不难发现大约在15亿年前，地球就和月球连在一起了。这显然与月球已经存在了约45亿年左右的事实相悖。这就意味着，月球远离的速度并不是恒定的，且很可能是在加快。

根据科研人员推测，大约500亿年后，地球自转周期与月球公转周期将完全相同，一天就等于一个月。那时，月球和地球已经不存在“互相拖拽”的情况了。

不过，这可能都是500亿年之后的事情啦！500亿年比太阳的寿命都要长得多，当下我们可以做的，就是珍惜每一次月圆月缺。