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假若地球有两个月亮(1)
http://www.100md.com 2011年5月15日 百科知识 2011年第10期
     自20世纪80年代以后,有关月球起源的“大碰撞说”逐渐为人们所认可。“大碰撞说”认为,在45亿年前,原始的太阳系里存在过一颗名为“忒伊亚”(Theia)的行星,它的大小和火星差不多,由于周围星体的引力作用,“忒伊亚”偶然地脱离了原来的轨道,和地球发生了碰撞。那次碰撞极其剧烈,它释放的能量足以使地球的相当一部分熔化和气化。在那次碰撞中,地球的一部分被抛入太空,“忒伊亚”也破碎了,碰撞的碎片环绕在地球的周围,一段时间后,它们形成了月亮。

    虽然现实只有一种,但可能却有多样。美国天体物理学家尼尔·科米诺斯在对“忒伊亚”撞击事件进行了深入研究后,对地球可能出现的诸种非现实的环境进行了有趣而又有据的推理和假设。这并不是玩笑之举,因为“推测可能发生的事情和可能已经发生过的事情是人们了解事实真相的一种非常好的方法”。

    从“大碰撞”开始

    “忒伊亚”是古希腊神话中的泰坦女神,即月亮女神之母。科学家认为那颗假想中的行星用碰撞的方式创造了月亮,所以便用月亮女神母亲的名字命名了它。
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    在地球历史上,“忒伊亚”对地球的撞击是一次划时代的重要事件,生命的演化和文明的起源无不与之密切相关,因为那次撞击给年轻的地球带来了极为重要的契机,此后的大约45亿年,地球的命运被完全改变了,它最终成了一颗与众不同的生命星球,一个诞生了伟大智慧的文明摇篮。

    碰撞发生后,新生的月亮距地球的距离不足现在地月距离的十分之一,大约为36000千米,相当于现代通信卫星所在的高度。而在那个时候,地球自转比现在快得多,它的1天大约只有8个小时。此后,由于地月之间的重力作用和潮汐作用,地球的自转才渐渐地慢了下来。假若没有月亮的出现,地球受到的重要潮汐力就只会来自太阳,地球现在的1天会大约有12个小时。另外,由于碰撞把“忒伊亚”上大约十分之一的物质带到了地球,所以没有那次事件,地球的重力会弱许多,地球人的体重都会因此更轻一些。但更有可能是,人类根本就没有机会来到地球上,因为没有月亮,生命演化的进程会慢许多。由于新生的月亮离地球极近,它引发的潮汐比现在的高1000倍,这种巨大的潮汐引发海水冲刷大陆,使海洋充满了来自陆地的矿物质,形成了所谓的生命“原始汤”。假若没有月亮对地球自转轴的稳定作用,我们的地球恐怕会像天王星一样横卧在公转轨道面上,即自转轴与公转轴处于相对垂直的状态,这样一来,阳光会在一年的时间里在两极之间移动一个来回,而地球上的所有生命也不得不为了追逐阳光而每年在南北极之间来回迁徙。
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    双月之夜

    “忒伊亚”的撞击会不会给地球带来两个或两个以上的月亮呢?回答是,这是有可能的,但我们人类看不到那样的景观。因为即使当时天空上出现过两个月亮,它们也应该在6亿年前通过碰撞合二为一了,而那个时候,复杂的生命形式还没有在地球上出现。

    如果我们今天看到了两个月亮,唯一的可能就是,那第二个月亮——我们姑且称它为“月亮二号”——是被地球从路过的一对双星中“俘获”过来的,这种引力的博弈能将“月亮二号”稳定在一个环地球轨道上,而它的同伴——双星中的另一颗则要被弹进茫茫太空。这个过程打扰了地球的宁静,引发了巨大的潮汐和火山活动,天空烟尘密布,暗无天日,它无疑会带来一场大规模的生物灭绝事件。不过这种骚动终究会停下来,地球又渐渐恢复了宁静,这种宁静可能要等“月亮二号”的伙伴离去数年之后才会到来。

    现在假设“月亮二号”和月亮同样大小,绕地球运行的方向和月亮相同,和地球的距离比月亮近一半,那么地球上的幸存者就能看到比月亮大一倍的“月亮二号”,它的亮度是月亮的四倍,每10天绕地球一周。在“双月同辉”的晚上,地球上的人们可以毫不费力地在月光下读书看报。
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    不过“月亮二号”‘的脾气并不是太好。由于来自地球和月亮的引力作用,“月亮二号”承受着变化无常的引力影响,所以“月亮二号”的内部呈熔融状态,熔岩从火山和月面裂缝中喷出来,导致火山爆发,熔岩遍布。举头望月,甚至能看到“月亮二号”上流动的“熔岩河”,那些喷出物中的一部分甚至摆脱了“月亮二号”的引力束缚而落到了地球上,夜空因此变得闪闪发光,宛若星斗满天。

    “月亮二号”和月亮的碰撞是必然要发生的。虽然在潮汐的作用下,我们的月亮正在以每年3.8厘米的速度离地球远去,但“月亮二号”离去得更快,它最终将在被“俘获”15亿年后追上月亮,一场致命的碰撞在所难免,地球又将面临一场灾难性的生物灭绝事件。

    灾难性的骤停

    假若地球拥有了一个在“错误”轨道上运行的月亮,即月亮的公转方向和地球的自转方向不一致,甚至月亮的公转方向和地球的自转方向正好相反,即所谓的“逆行”,地球上会发生什么呢?科米诺斯认为,假若月亮是由“忒伊亚”的碰撞造成的,这样的事情就不大可能发生。因为如果“忒伊亚”能把月亮送进一个“逆行”的轨道,那就表明它的碰撞极为剧烈,地球不可能在那种大灾变中保存下来。然而如果月亮是被“俘获”的,它是可以进入一个与地球自转方向相反的公转轨道的。在这种情况下,地球的自转有可能减速,乃至于停顿。
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    英国作家威尔斯在他的科幻小说《制造奇迹的人》中描写了一位拥有超凡神力的人,他热衷于在夜深人静时用其超凡的力量做他自认的善事。当他意识到让地球停止转动能延缓太阳的升起,从而获得更长的黑夜时间供他工作时,他让地球停止了转动。威尔斯描写了地球在停止转动的刹那间发生的事情,他写道,“每个人,每个生物,每栋房子和每棵树,所有我们知道的东西都活动了起来,它们向前猛冲,相互碰撞,最后彻底地毁掉了。”威尔斯是科幻作家,但他描述地球骤然停止自转时的情景却是真实的。假若地球的自转真的骤然停止,地面上所有的东西都有向前冲撞的力量。在赤道地区,物体冲撞的速度可达到每小时1667千米。在户外的人会被抛向大约11千米的高空,然后以每小时1000千米的速度落下来砸到地上。建筑物从底部被整个地摧毁,海水吞没陆地,地球上的所有生命都在劫难逃。

    倒转的地球

    好在即使地球有了一颗“逆行”的月亮,它也不会让地球骤然停下来从而发生如此可怕的灾难。现在我们假设地球果真有了一颗“逆行月亮”,它的质量、距离及公转周期都和我们现有的月亮完全相同,而地球在没有这颗月亮以前是每12小时自转一周的。

    在复杂的引力作用下,“逆行月亮”会渐渐地沿着螺旋线接近地球,它在公转轨道上运行的速度越来越快,公转的轨道也可能越来越倾向于椭圆。而与此同时,地球的自转慢了下来,它将最终停止,并开始反转。, http://www.100md.com(张唯诚)
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