根據(jù)科學(xué)家的觀測，月球正在以每年約3.8厘米的速度遠(yuǎn)離地球。這意味著，我們看到的月亮，比恐龍看到的月亮要小一些。實際上，不僅僅是月亮，太陽系內(nèi)的其他衛(wèi)星，甚至是行星，都在“逃離”……
從開普勒提出行星三定律，到牛頓提出萬有引力的法則，人類終于認(rèn)識了太陽系行星的運(yùn)行規(guī)律，并且可以將它們的軌道計算得非常精確。我們幾乎認(rèn)定，在這些法則的約束下，太陽系天體將可以穩(wěn)定地運(yùn)行在自己的軌道上。但實際上，情況并非如此。
科學(xué)家觀測發(fā)現(xiàn)，我們頭頂上的月球，原本也應(yīng)該按照同樣的物理法則運(yùn)行，但它實際上卻以每年大約3.8厘米的速度遠(yuǎn)離地球。
這個現(xiàn)象，和潮汐鎖定類似，被稱作潮汐加速。
我們知道，月球的強(qiáng)大引力會給地球帶來一個很明顯的自然現(xiàn)象，那就是海洋的變形了隆起，也就是所謂的潮汐。潮汐在起落的過程中，會與地球產(chǎn)生摩擦，這對于地球來說就像是一個剎車系統(tǒng)。雖然這個摩擦力非常小，但是在漫長的歲月里，依然可以產(chǎn)生足夠明顯的效果。關(guān)于地球減速的研究也非常多，比如今年3月份發(fā)表在《古海洋學(xué)與古氣候?qū)W》雜志上的研究表明：7000萬年前地球每年有372天，比現(xiàn)在自轉(zhuǎn)快得多。
另一方面，地球自轉(zhuǎn)減速意味著角動量在減小，這部分角動量轉(zhuǎn)移到了月球，才保證了地月系的角動量守恒。這體現(xiàn)在月球上就是遠(yuǎn)離地球，力矩增加，最終導(dǎo)致月球以每年3.8厘米左右的速度遠(yuǎn)離地球。這個距離仍然看似微不足道，但長時間積累下來也同樣非?？捎^。
我們以前也介紹過，月球遠(yuǎn)離的終點(diǎn)是和地球互相潮汐鎖定，就像冥王星和卡戎一樣。但是這個過程需要的時間比太陽滅亡還要久遠(yuǎn)，所以我們不太可能看到這一天的到來。
月球絕不僅僅是唯一正在“逃離”的天體，太陽系內(nèi)很多衛(wèi)星也都在遠(yuǎn)離自己的行星，甚至行星們也在遠(yuǎn)離太陽。除了月球以外，最能引起科學(xué)家關(guān)注的潮汐加速天體，就是土衛(wèi)六泰坦了。土衛(wèi)六遠(yuǎn)離土星本不是那么稀奇的事，真正引起科學(xué)家關(guān)注的是，我們似乎低估了它遠(yuǎn)離的速度。
加州理工學(xué)院的理論天體物理學(xué)家吉姆·富勒告訴我們：“之前很多人都推測，像土衛(wèi)六以及木星的木衛(wèi)四這樣的衛(wèi)星，都是在今天我們所看到的軌道附近形成的。”
以往科學(xué)家們普遍相信，土衛(wèi)六遠(yuǎn)離土星的速度非常緩慢，大概每年以0.1厘米的速度遠(yuǎn)離，這比月球逃離地球的速度要慢得多。他們認(rèn)為這是非常合理的，因為土星是氣體巨星，沒有地球這樣的固體表面和液態(tài)海洋。顯然和陸地以及海洋相比，氣體帶來的摩擦力要更小，所以土衛(wèi)六遠(yuǎn)離的速度不會那么快。
但最近的研究卻讓科學(xué)家們大跌眼鏡，土衛(wèi)六的遠(yuǎn)離速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了當(dāng)初的預(yù)期，甚至也超過了月球。最新數(shù)據(jù)表明：土衛(wèi)六遠(yuǎn)離土星的速度為11厘米/年，這比當(dāng)初的預(yù)期大了整整100倍！如果只有一項研究得到這個結(jié)果，科學(xué)家或許還不會如此震驚?？墒?，如今有兩項完全不相干的研究，同時指向了這個結(jié)果，讓科學(xué)家意識到了以往的認(rèn)知很可能出現(xiàn)了謬誤。
第一項研究基于卡西尼號探測器在探測土星期間收集到的數(shù)據(jù)，觀測土衛(wèi)六和背景星空的相對位置。然后，他們又追溯到最早至1886年的歷史觀測數(shù)據(jù)，并將二者結(jié)合，就可以計算出土衛(wèi)六相對于土星的位置隨時間有何變化。
第二項研究同樣也依賴卡西尼號任務(wù)的結(jié)果，但是方法完全不同。在2006年到2016年間，卡西尼號探測器在地基深空網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測下，與土衛(wèi)六有10次近距離的接觸。在這幾次接觸時，科學(xué)家都可以精確測量土衛(wèi)六的引力對卡西尼號探測器速度的微弱影響，進(jìn)而計算土衛(wèi)六和土星之間的距離。
可以看得出來，這兩項研究幾乎完全沒有任何關(guān)系，但是最終卻得出了同樣的結(jié)果。"通過使用兩組完全獨(dú)立的數(shù)據(jù)——天體測量法和輻射測量法——以及兩種不同的分析手段，我們得到了完全一致的結(jié)果。"前NASA噴氣推進(jìn)實驗室的天文學(xué)家、現(xiàn)法國巴黎天文臺的瓦雷里·萊尼（Valéry Lainey）介紹說。
這個分析結(jié)果告訴我們，在45億年前土衛(wèi)六剛剛誕生的時候，它比現(xiàn)在要更加靠近土星。經(jīng)過45億年的時間，它已經(jīng)向外遷移了大約120萬公里，這足足是地月距離的3倍還要多！“這意味著土星的衛(wèi)星系統(tǒng)，甚至可能還有它的行星環(huán)，在形成和演化的過程中，都經(jīng)歷了比我們以前所想象的更加巨大的變化?！备焕毡硎尽?/p>
很明顯，我們對于土星所產(chǎn)生的潮汐加速現(xiàn)象的理解還有一塊空白區(qū)域。不過，雖然新發(fā)現(xiàn)顯示土衛(wèi)六遠(yuǎn)離土星的速度比原有理論高了100倍，但科學(xué)家們還是有理論來解釋這個現(xiàn)象的。
2016年，富勒就在宇宙中的雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了一種叫做共振鎖定的現(xiàn)象，或許可以解釋土衛(wèi)六的遠(yuǎn)離速度。所謂的共振鎖定，被認(rèn)為發(fā)生在衛(wèi)星的引力對行星形成擠壓時所產(chǎn)生，使其發(fā)生劇烈的振動。在這個過程中，潮汐能會大量損失，從而給衛(wèi)星提供一個向外的力，使其加速遠(yuǎn)離行星。
理論提出之后，我們需要實際的觀測去驗證。幸運(yùn)的是，目前NASA的朱諾號探測器正在圍繞木星運(yùn)行，對木星系進(jìn)行觀測和研究。而且，木星也是和土星一樣的氣體巨星，伽利略衛(wèi)星也都是像土衛(wèi)六一樣的巨大衛(wèi)星，它們都可以提供重要參考。
世界上沒有什么是不變的，即使嚴(yán)格遵守著牛頓定律、相對論的天體，也會一點(diǎn)點(diǎn)改變自己的運(yùn)行規(guī)律。我們要懂得在改變中找到不變的真理，才能在不斷變化的宇宙中獲得更長久的生存時間。
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