中秋节是中国的传统节日,这一天我们会一边吃月饼,一边欣赏月亮。在我们神话当中记载,月亮是专门为嫦娥修建的一座宫殿,是具有灵性的蟾蜍幻化而成,因此月宫又叫着蟾宫。如果现实里,真的没有了月亮,是不是仅仅嫦娥无家可归这么简单呢?
月球从哪儿来的?
最早回答月球从哪儿来的这个问题的是达尔文的儿子,乔治.达尔文,和他父亲不同,乔治.达尔文是一个天文学家,曾经做过英国皇家天文学会的会长。他认为月球是地球的一部分,地球在自转的过程中,把月球给甩出去了,甩出去的部分是哪儿呢?就是太平洋那块巨大的缺口。
但是后期经过科学家的分析,发现月球的年龄至少是太平洋地质年龄的20倍,这个说法逐渐也没有人再提了。还有一种说法认为月球是被地球抓取过来的,但是依据地球的体积,也是做不到的。
我们地球能有月球这么大的一颗行星非常特殊的,太阳系里的有些行星也有很大的卫星,比如土星和木星,但是木星的体积是地球的1300多倍,土星体积也是地球的100多倍,它们能抓住月亮这样的行星是不费吹灰之力的,木星土星也能够带动身边的这些卫星。而地球不同,虽然月球比地球质量小,但是地球体积只有月球的49倍,这个体量按道理说带不动月亮的。
现在公认的说法是撞击的说法,地球和月球同时围绕太阳进行公转,由于距离太近引起了一次大碰撞,这次大碰撞直接导致了恐龙的灭绝。而且这次撞击把大量的碎片抛向了太空,后来这些碎片又在引力作用下,重新聚合在了一起,于是就形成了今天的地球和月球,而那次撞向地球的行星被命名为提亚,这是欧洲神话当中月亮母亲的名字。
这个理论之所以被大家所接受,那是因为它有丰富的证据,上个世纪70年代,人类登陆月球,带回来的地质数据进行大量的分析和研究,发现月球和地球地质信息是一样的,而且月球也是实心的,内部有大概300公里的液态大铁核。
分析发现月球和地球的岩石年龄基本一致,而且物质成分也十分接近,这就说明它们曾经是一体的。但是它们又有着各自不同的演进方向,不可能是太平洋缺口这种假设,后来才分开的。
其实在宇宙当中,像地球与月亮这种因为碰撞产生的两个行星也非常多,比如冥王星,它还有一颗卫星叫着卡戎,也同样来自西欧神话,指的是西欧冥界当中划船的船夫。卡戎的体积几乎和冥王星相似,相差几倍。
卡戎的诞生就是因为两颗矮行星的大碰撞所产生的,碰撞主体形成了冥王星,而逃逸出来的碎片形成了卡戎,现在人们认为卡戎不应该是冥王星的卫星,而应该称呼它们双星更合适。
如果没有了月球会怎么样
月球对于我们的意义不仅仅是吃月饼的时候,看一看嫦娥,如果没有月球,将产生巨大的生态灾难。没有了月球,地球的潮汐基本上马上会停止,而且那些原本被月亮吸引的海水,如果失去月亮的引力,会涌向地球的各个角落,形成大海啸。
相对于太阳产生的引力,月球要比太阳给我们的影响力更大,虽然我们地球的主要能量都来自于太阳,但是如果想利用潮汐能发电,还是需要月亮的支持。潮汐力主要取决于太阳、地球、月亮它们三者之间的关系,如果太阳月亮还有地球处在同一直线上,那么潮汐力就会叠加,这时候我们称为大潮。当月亮在下玄月或者上玄月的时候,地球和月月亮的连线会和太阳与地球的连线形成垂直线,这个时候潮汐力是最小的,我们称之为小潮。虽然太阳的引力很小,但是不可以完全无视。
我们的潮汐能主要是来自地球的自转的能量,地球自转是一天,月球绕地球一圈是30天,地球自身旋转的速度是远远大于月球公转的速度,因此月球是地球的减速器,利用引力给地球减速。这些减速产生的动能能够被我们利用,同时在海洋当中,减速摩擦力所产生的动能,和我们汽车刹车非常相似,最后也变成热能消失了。
所以地球因为月球牵引力的影响,自转的速度越来越慢,最终的结果会让地球自转速度与月球公转速度保持一致。最终理想状态是,我们天空中月亮像北极星一样恒定不动,而且地球的背面是永远看不到月亮的。
其实这种减速是相对的,月球能够给地球减速,地球同样能够给月球减速。在月球刚刚诞生的时候,因为地球引力的影响,逐渐让月球相对于地球的自转消失了,这就是我们只能看到月球的一面,另一面看不到的原因。
我们假设一下,如果没有了月球,那么我们地球是不是转动更快呢?确实如此,据科学家研究发现,在提亚没有撞向地球之前,地球自转一周是20多小时,如果是10亿年前,只有10小时。
月球不仅仅是地球的刹车片,而且还是地球的稳定器。如果将地球的自转比喻成转陀螺的话,那么月球就是旋转陀螺的稳定器,地球的摆幅在23.5°之间,如果没有月球的稳定牵制作用,地球的摆幅将超过50°。
那么我们的地球天气将要比现在极端很多,和《流浪地球》中场景一样,背着太阳的一面冰雪覆盖,面向太阳一面,酷热难耐,将很难适合人类生存。
为什么大家又开始探月了
自从1969年7月20日,阿姆斯特朗从阿波罗中走走出来,已经过去50多年了,世界科技的发展可以说日新月异,但是登月的步伐,并没有大家预想当中这么快,而美国通过登月获得相关行业技术进步以外,似乎并没有获得资源开采方面的好处。
这也是美国在1972年,阿波罗17号第6次登陆月球之后,人类再也没有进行过载人登月。月球在现阶段并没有什么有用的东西,这或许是人类,特别是美国在登月上止步的原因。
NASA的登月,被美国人评价为形象工程,但是美国在卫星、遥感等这些航天技术上却获得了巨大的进步。但是这些项目不一定非要进行载人实验,之所以要载人去月球,这是那个时代特殊需求。
这些年NASA不再进行载人研究了,而是利用探测器对冥王星这些太阳系边远地区进行探索,这些不载人的探测,非常省钱,而且还能获得大量的探测数据,进一步提高人们对太阳系的认识。
近期特朗普又要求尽快重返月球,而且要求NASA设计负载量70吨到130吨的重载火箭推进系统,同时设计的猎户座飞船是阿波罗飞船大2.5倍,而且可以回收利用。
这一次不再是形象工程,而是商业开发的目的。月球蕴含着大量稀缺的资源,尤其是氦-3。氦-3可以作为可控核聚变的能源,而且是使用氦-3作为能源时,不会产生辐射,没有环境污染,它是一种绝对清洁的能源。
氦-3的储量在整个地球上最多只有500公斤,每吨的价格是50亿美元,是黄金的120倍。而在月球上,氦-3估计有100万吨,基本属于取之不尽的能源。现在的航天飞机理论上往返一次可以带回20吨的氦-3。
如果按照现在氦-3价格换算,猎户座飞船每次往返能够携带至少20吨的氦-3,也就是900亿美元,要知道美国当年整个阿波罗登月项目才花费250亿美元。
而且SpaceX利用火箭复用的方法,极大降低了发射成本。中国的探月计划已经排到了2030年,届时将在月球建立永久空间站。近期特朗普把重返月球的计划提前到2024年,都是看重月球将来的巨大商业利益。
甚至有些美国人把探索月球比喻成美国上个世纪的西进运动,历史上西进运动让美国从十三个殖民地升级成一个国家,再从国家升级成大国,再升级成超级大国。而在西进的过程当中,很可能几百公里都没有人烟,不但打磨了美国顽强的开拓精神,而且被认为是美国精神的起源。因此这次登月吸引了众多美国创业公司的参与,比如Blue Origin,SpaceX,SpacePharma等。
虽然这次登月不会出现美苏争霸时期太空竞赛,但是未来登月将是美中两国竞争的主要方向之一,未来中国的航天业必须坚持自己的道路,练好内功,在未来太空争夺战中才不落下风。
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