地球月球自转模拟

地球光环之谜

人类觉察到太阳系行星上的光环，可能是300年以前的事了。17世纪，科学家伽利略首先从天文望远镜里看到土星周围闪耀着一条明亮的光环。后来，人们又用天文望远镜观察了太阳系的其他行星，数百年过去了，也没有听说它们周围出现光环。所以人们长期以来一直认为土星是太阳系中惟一带有光环的行星。

1977年3月10日，美国、中国、澳大利亚、印度、南非等国的航天飞行器，在对天王星掩蔽恒星的天象观测中发现了奇迹。他们看到天王星上也有一条闪亮的光环！这一发现打破了学术界的沉默，在世界上掀起了一阵光环热，各国派出越来越多的航天飞行器去太空探秘。

1979年3月，美国的行星探测器“旅行者1号”飞到距木星120万千米的高空，发现木星周围也有一条闪亮的光环。同年9月，“先驱者11号”在土星周围又新发现两个光环，土星周围已经是三环相绕了。

太阳系其他行星上相继发现光环以后，作为太阳系行星之一的地球，会不会也有光环呢？它以前有过光环或者将来还会有吗？对此，人们开始了思考。

地球曾有过光环吗

面对太阳系中其他大行星光环的相继发现，科学家们首先提出了“地球上曾经有过光环”的大胆设想。他们认为地球和其他行星一样，同在太阳系中，绕太阳运转，也应该有光环。这些科学家在地球上找到了许多地外物质，他们推测这些物质可能就是地球光环的“遗骸”。

美国有一位叫奥基夫的天文学家，曾经解释过这种光环现象的形成。他说，6000万年前的始新世，由于月球上的火山喷发，大量的陨石碎块被抛到地球，它们中的一部分变成陨石雨降到地球表面，另一部分则进入地球外层形成了光环。奥基夫还推测，在那个时代，地球上赤道的上空出现了光环，它在地球上投下了淡薄的阴影。据估算，这个阴影遮蔽了地球上1/3的阳光，使得地球上冬天变得更冷。当时的北半球，夏季太阳的直射点位于赤道以北，这时赤道上空的光环影子正投向处于冬季的南半球，从而大大降低了南半球的气温。而此时正处于夏季的北半球没有光环的影子，所以北半球气温正常。当北半球进入冬季以后，光环的影子也随着移过来，从而使北半球气温降低而变得更冷。这种假说较为合理地回答了6000万年前地质时代的气候问题，解释了当时地球上冬天气温异常寒冷，而到夏天气温又较正常的奇怪现象。

地球上的光环是怎样消失了的呢？奥基夫推断是被阳光吹掉了。他说，太阳的光线可能像一股股涓涓细流，打在什么东西上就对什么东西产生压力。在没有摩擦力的空间环境里，它在几百万年的时间里，足以把光环里的粒子吹离地球的轨道。

地球将来会有光环吗

根据奥基夫的推断，如果月球火山还保持活动的话，地球将来还会再度形成光环。

对这位美国学者的观点，学术界对此观点看法一直未能统一，他的观点遭到了许多人的反对。但这些反对者中，许多人对“地球将来还会有光环”的预见并没有异议，所不同的只是在形成地球光环的物质上。有人认为形成地球光环的物质，并不是奥基夫所说的由月球上火山喷入地球轨道的熔岩，而是在地球强大引力作用下月球崩落下来的碎块。

根据天文学的理论估算和古生物的测定，在大约5亿年前的奥陶纪，地球上的一年有450天左右，每昼夜只有21.4小时，到了距今约4亿年的泥盆纪，一年仍有400天左右，每昼夜约合23个小时。这说明在漫长的地球发展史上，地球自转速度渐渐变慢。这是什么原因造成的呢？专家们说主要因素是潮汐作用。

潮汐是自然界由于天体对地球各部分的万有引力不等引起的潮涨潮落现象。引潮力的大小与天体的质量成正比，与天体距地球的距离的立方成反比。因此，月球的引潮力是太阳的2.2倍。我们知道，月球在无空中每天东升西落，它在地球上的潮汐隆起（大阴潮），也是从东向西运转的。这种运转方向正好与地球自转相反，潮汐和浅海海底的摩擦对地球起制动作用，使得地球自转逐渐变慢，自转周期逐渐变长。有人通过计算，推测出这种变化大约每百年地球的自转周期增加0.001秒。由于地月系统是一个能量守恒系统，地球自转速度的减慢破坏了这个系统原来已有的平衡状态，这就需要建立一种新的平衡，于是导致了地月距离的逐步拉大。地球自转速度的不断减慢，引起地月距离的不断增大，这种平衡形式的不断破坏和重建若能持续下去，那么在遥远的将来，势必有一天地球和月球的各自自转周期和公转周期都会相等。

到那时，一天就等于一个月了。这样，太阴潮也就是月球在地球上的潮汐隆起也就停止了。但是那个时候，太阳在地球上的潮汐隆起作用仍在进行，专家们给这种作用取名为太阳潮。由于太阳潮也是自东向西传播的，这种作用使地球与月球距离的增大继续进行，再过一段时间，地球上的一天将长于一年，于是又出现了与过去形式相反的太阴潮。由以前的地球自转周期短、公转周期长，变成了相反的自转周期长、公转周期短。换句话说，就是以前的太阳潮时期是一月等于30天，新的太阴潮出现后过一定时间就是一天等于几个月了。但这时的月球自转方向不是自东向西的周日视运动，而相反却是自西向东运动了。那时，如果人类存在的话，看到的月亮可不是东升西落，而是西升东落了，“日月平升东升西落”的自然现象可能也一样成为那时人们口中流传的远古神话了。

在那个时候，由于月球周期性运动方向的改变，使太阳潮的运转方向与地球的自转方向一致，不仅消除了潮汐和浅海海底的摩擦引起的对地球的制动作用，而且方向一致产生的极大惯性加速度使地球就像顺风船，自转速度变快，自转周期变短，这样月球和地球的距离又随着缩短。有人曾进行过推算，当地球和月球两者之间的中心距离只有15000千米的时候，那时的一个月只有5.3小时，而一天却有48小时。估计强大的引潮力能把月球撕裂成许多一块块的巨大碎片，散布到地球的外层轨道中去，那时地球的外层空间里就会出现—团明亮的光环。

“地球将来还会出现光环”，科学家根据潮汐作用引起的地球自转速度、方向和月球与地球距离周而复始的变化，推出的这个假想似乎是一个天方夜谭式的神话，缺乏令人完全置信的说服力，况且这种推想还没有建立起证据确凿的科学基础。但人们现在也很难拿出足以否定它的证据。按照这个假说，地球光环的再度出现将会是相当遥远的事，检验这种光环的出现的最高权威是事实，我们人类中谁能留下来欣赏这样的宇宙奇观，并为这种假说充当人证呢？显然谁也没有时间等这么长。我们只能通过宇宙卫星资料去寻找更多的解决这个问题的证据，完全解决这个问题恐怕不是一个短时间的事情。

“地球光环”问题已经被有关高技术国家列为重点研究课题，不久的将来恐怕会有更多解释这种现象的理论著述问世，从而出现更多的揭谜假说，我们可以预见人类总有一天会揭开这个谜底的。