地球和月球的未来将会如何发展?
月球最终会离开地球吗?专家认为不会。
我们知道,由于地球-月球系统的相互潮汐作用,两者互相牵绊在一起。那么地球和月球的未来将会如何发展?月球最终会离开地球吗?
根据巨大撞击假说,月球是由年轻的地球和一个叫做Theia的火星大小的行星体(原行星)碰撞后喷出的物质形成的。这种撞击可能发生在太阳系诞生1亿年后,也就是44.68亿年前。月球是由这些碎片云的一部分在很短的时间内形成的,大约有一个世纪。
自月球形成以来,潮汐力逐渐将地球角动量的一部分转移到地月对的轨道力矩上。月球目前正以每年约38毫米的速度离开地球,而地球日则以每年约23微秒的速度延长。
专家表示,目前的计算表明,在大约500亿年后,月球将停止远离地球。在这一点上,月球将需要大约47天的时间绕地球一周,地球和月球将相互锁定。这些计算没有考虑到太阳在这一时期的演化。10亿年后,太阳辐射的增加将使地球的海洋蒸发,并消除大部分的潮汐力。在大约50亿年后,太阳将把核心的所有氢元素熔合成氦,并将从赫茨普朗-罗素图的主要序列开始演化,进入红巨星阶段。
在76亿年后,太阳的亮度将增加到目前太阳亮度的2730倍。它将损失其总质量的33%,这将导致太阳系中行星的轨道扩大,与地球的轨道距离将增加超过当前值的150%。届时太阳将吞下水星和金星,然后达到1.2天文单位的最大半径,并继续燃烧,直到核心达到1亿开尔文的极限温度。然后它就会自己崩溃。外层将被弹出,形成一个行星状星云。
地球与太阳色球层的摩擦会缩短地球的轨道。这些影响将抵消与太阳质量损失有关的影响,地球可能会被太阳吞没。地球沿下降轨道向太阳坠落所引起的烧蚀和蒸发,将使地壳和地幔被移除,最多200年后才最终将其摧毁。地球的最后一个痕迹将是太阳金属含量的微小增加(0.01%)。但在这之前,地球的大部分大气将消失在太空中,其表面将由熔岩海洋和金属氧化物组成的漂浮大陆以及由耐火材料制成的冰山,其表面温度将达到2130°C以上。
与太阳大气的摩擦将减少月球绕地球的轨道。当月球接近地球18470公里时,它将越过罗氏边界,开始错位成一个环状系统。这个环系统将开始瓦解,碎片将落回地球。
因此,如果地球没有被太阳吞没,它将保持没有月球围绕太阳的轨道运行,这是一个相当于地球大小的白矮星,非常密集,非常热。太阳将需要1000亿年才能逐渐消失。