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太阳月亮地球之间的关系图(解读太阳地球和月亮之间的复杂关系)

来源:投稿     浏览:次 时间:2022-07-17 08:01:03

们所生活的这个世界有很多令人匪夷所思的自然现象,就连科学家也不能做出正确解答。因而有人质疑这个世界是设计好的,甚至人类也是被创造出来的。

这里给大家简单科普一下太阳、地球和月亮之间的“复杂”关系。以小见大,你会逐渐明白这个世界的构成为何是如此的精妙。

三体

此“三体”非彼“三体”,而是指太阳、地球和月亮。

宇宙是漫无边际的星辰大海,而太阳系无疑是其中的一颗璀璨明珠,这里不仅诞生了生命,还演化出了具有智慧的人类。

活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

太阳系形成于46亿年前,其中至少有上百万个小行星,它们经过了漫长时间的演化,以及通过引力的不断调节之后,太阳系最终达到了一种叫做轨道共振的稳定状态。

活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

当然,除了轨道共振之外,还有潮汐锁定等机制,太阳系逐渐演化成为一种堪称完美的运动形态。

通常来说,天文学家们用牛顿的引力定律来计算星系中天体的运动轨迹,这对于最简单的二个有关联的天体来说,是完全适用的。

可是随着计算机技术的发展,如今的天文学家使用超级计算机对太阳系中的八大行星进行高精度地追踪模拟。

令人诧异的是,其最重要的结论反而是直接证明了这些行星运动轨迹的不可预测性。

活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

开普勒定律——行星沿椭圆轨道运动

简单来说,在太阳、地球和月亮形成的三体系统中,当其中一个天体质量很小(相对于另外两个天体来说可以忽略不计)时,忽略其引力作用。剩下的两大天体将按照开普勒定律,绕着它们的质量中心做椭圆运动。而小天体则将在两大天体的联合重力场中运动。

活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

但是即便给定了初始条件,小天体的运动轨迹依然非常复杂。当时间越来越长时,小天体的运动轨迹便会进入混沌——即所谓的“蝴蝶效应”。

也就是说,月球轨迹只要有一点微小的扰动便会完全改变太阳系的命运。

双星活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

混沌理论虽然如此的可怕,可是实际上地球希尔球(环绕在行星周围的卫星)半径为147万公里,而49万公里才是地月之间的警戒线(卫星必须在行星希尔球三分之一以内)。现在月球距离地球最远是40万公里。可以说如果不发生意外的话,月球越过警戒线大概是上亿年后的事。

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那么,月球虽然被地球潮汐锁定,但因为地月质量差距不小,要直到地球也被月球潮汐锁定后才不会拉大地月距离。如今地月在数十亿年间以同一面面向彼此,成为了围绕太阳且互相绕转的双行星系统。

活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

潮汐现象对地球生物的演化起着极为重要的作用。

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海洋潮汐会推送海洋生物“上岸”。留在沙滩上的,并经过长时间的演化以及自然选择后的海洋生物,最终会有一些个体在空气中活了下来。之后便相继有了恐龙、鸟类,以及哺乳类动物的出现。

太阳活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

太阳不仅能发光和发热,还会源源不断地释放出大量带电粒子流,这是一种肉眼看不见和摸不着的物质,科学家将之称为太阳风。它们能以数百公里每秒的速度向四面八方散发,最远可以到达距离太阳约150亿至180亿公里的地方,这个范围足以将太阳系中的每一个星球团团围住。

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有趣的是,由于地球的铁质内核产生了环绕地球的巨大磁场,因而能抵抗带电粒子的侵扰,并能够使大部分带电粒子偏转方向。如果没有地磁场的保护,带电粒子就会剥去地球大气层中阻挡紫外线的臭氧层。没有了臭氧层的保护,地球上所有的生物便不会是现在这个样子。

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我们所熟知的“极光”便是带电粒子流在距离地球100公里的高空大气层中与氩原子、氧分子,以及氮分子的“相遇相杀”,它们吸收了带电粒子所含的一部分能量,然后迅速将这些能量释放出来而产生的绚丽光辉。

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在极光之中,氧分子会发出绿色和红色的光,氮分子则发出紫、蓝和一些深红色的光。这些缤纷的色彩构成了地球上最为绮丽壮观的极光景象。

不仅如此,太阳光还具有一种“微调”的力量。

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雅科夫斯基-YORP效应

也就是说,众多的小行星在自转过程中,表面被阳光照射的时候会吸收热量,不被阳光照射的时候又会辐射出之前吸收的热量,这一进一出的过程中会产生一个微小的“推力”,让顺行的小行星不断远离太阳,让逆行的小行星不断靠近太阳。

小行星表面受到的阳光辐射变化还会产生一个热转矩,改变小行星的自转速率和倾角。这两种暗涌的力量合称为“雅科夫斯基-YORP效应”。

当然,这两种自然现象的影响力其实是非常微小的,短时间来看可以说是不值一提,但架不住经年累月、数百万年甚至数亿年的累积。也只有这样,太阳才会俘获数以百万计的“小弟”。

活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

金星与地球在100年间共同的运动轨迹

有趣的是,太阳系中的七大天体都是逆时针自转的,唯有金星是以顺时针的方向自转。也就是说从太阳的北极向下看只有金星独个自西向东转动。

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而且金星的运动轨迹不是闭合的曲线,它与地球在100年里共同的运动轨迹会呈现出一种非常优美的图案——即“金星玫瑰”。

金星的如此特别是源于几十亿年前,有一颗小天体曾经从某个角度撞击过金星,致使金星的转动发生了重大的改变,也导致了金星成为太阳系中唯一没有磁场的行星。

被撞击只是金星逆转的一种假说,科学家用电脑还模拟出大气潮汐说。

月亮

与金星的遭遇相同,月亮的形成也是源于一个小天体对地球的撞击。

活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

45亿年前,一颗名为提亚的原行星撞击了地球,她的体积跟火星一般大。当地球几乎完全形成时,提亚以45°的角度撞上地球。

活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

由于初始撞击速度低于4公里/秒,使得提亚的铁质核芯沉入年轻的地球核芯,并且提亚的大部分地幔也积聚到地球的地幔中。同时还有很大一部分被喷射到地球上空的轨道中,这些物质在不到一百年的时间里迅速聚集形成了月球。

这个理论并不是空穴来风。

在1969年,美国的阿波罗11号飞船成功登月并带回月球岩石,科学家们分析了岩石样本后,这才发现地球和月球原来具有完全一致的氧同位素组成。

这说明了地球与月球上的物质曾经发生过充分的混合。

此外,通过地月岩石样本的对比后还发现,地球岩石的化学元素中,硅元素出现了不正常的亏损状态,而月球岩石的化学元素中则缺少元素铕。

这种现象更加明确地表明了月亮和地球之间有着极为“亲密的关系”。

硅是一种造岩元素,很容易富集于地表岩石中,由于巨大的撞击力使地表岩石破裂和飞出才可能导致硅元素的缺失。并且只有当月球主要成分源于其它行星的时候,铕才会出现缺失的现象。

地球活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

提亚的迎头撞击也让地球的地表熔化成为了岩浆海。

在这种极为炙热的环境中,地球渐渐分出了地壳、地幔和地核。那些禁锢在岩石里的挥发性成分也被释放出来,聚集成浓密的大气。

当岩浆海开始冷却,大气也随之降温,终于第一次有雨滴落到地球表面。降雨的形成,仿佛按下了一个开关,一个大千世界“破壳”而出。

活在虚幻?解读太阳、地球和月亮之间的复杂关系,以小见大

随着海洋的出现,地球的表面开始有了不一样的色彩。从那以后,纵然沧海桑田、板块聚散,海水始终为地球涂抹永远的蔚蓝之色。

海洋不仅是地球表面最大的热量调节器,还深刻影响着水与大气的流动。它们在岩石地球上不断流淌,成为塑造地表岩石的重要力量。

在海水中,更大的巨变在酝酿——生命的诞生。

此时的地球历经了数亿年的闪电与火山喷发的高温高压环境,大量的无机物合成为有机物(甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氢、氨、磷酸等),并进一步合成为氨基酸与核苷酸,最后汇聚在海洋之中。

氨基酸与核苷酸由于疏水相互作用(在水中溶解度小的分子有聚集在一起的倾向)经过长期的相互积累,并通过缩合或聚合作用,逐渐形成了原始的蛋白质分子、多糖分子和核酸分子(DNA或RNA)。

由此,首个具有生命意义的物质在地球上诞生——具有自我催化和遗传能力的RNA生命。

结语

以上这些看似毫不相干的理论,其实却又是息息相关的。由宇宙到太阳系,由太阳系到太阳、地球、月亮再到海洋,直至首个生命的诞生。

可以说,无论缺失哪一个环节,都会导致整个世界的崩塌。这些极为复杂,深邃,却又环环相扣的自然演化机制,绝对不可能是某些高等智慧生命能设计并创造出来的。

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