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发信人: emacs (被淹死的鱼), 信区: Science
标  题: 《新疆域》正在下落的卫星
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年06月15日15:58:58 星期六), 站内信件


                       正在下落的卫星

    必定有许多儿童看着月球而对它为什么不掉下来感到惊奇。

    可是，它不会。完全相反。它正在远离我们。然而，也有其他
“月球”（卫星）正在下落。1988年年底，加那利群岛一个天文台上
的三位英国天文学家对火星的“月球”之一——火卫一作了测量，更
使此事无可争议。

    假定我们首先考虑我们自己的月球。月球围绕地球作轨道运动，
而且假如它是个正球体，而地球也是个正球体并且没有来自外界的干
扰，那么月球会在其轨道上没有变化地逗留无限长的时期。

    然而，月球对地球正面的引力比它对更远的地球背面的引力要强，
引力上的这个差异从而产生了潮汐，被叫作“潮汐效应”。月球的潮
汐效应引起地球表面的正反两面上出现隆起部分。

    月球吸引那隆起部分，而隆起部分也吸引月球。可是，地球一天
便自转一周，而月球绕地球需27.33天才运行一周。这意味着地球的隆
起部分趋向于被地球的自转拖着往前，因此它总是刚好略微在月球的
前面。

    这又意味着月球往后拉地球的隆起部分，易引起地球自转的减速，
而这隆起部分把月球向前拉，有助于它的加速。

    这种效应是非常微小的，但还是可以测出来。由于潮汐效应，地
球上的1天每隔62500年增加1秒。至今看来，在我们的一生中，甚至在
整个人类文明持续期间，这将不会对我们产生显著的影响，但1天的确
在增大。

    4亿年前，1天只有22小时13分，因此当时一年有395天（年的长度
不因潮汐效应而变化）。珊瑚化石遗迹已证实当时确是这种情况。由
于珊瑚里的钙沉积每天增长，而且白天比夜晚增长得更快，夏天比冬
天增长得更快，它们产生的东西有点像树木的年轮。因此4亿年前的化
石明确地表明当时的一天是较短的。

    同样，由于地球隆起部分的引力，月球不断地被迫运动得稍为快
一点，正因为如此，月球的轨道向外凸出。月球每绕地球旋转一圈后，
要远离地球0.1英寸。从这一圈到那一圈，变化并没有大到足以引起注
意，但距离确实也在增大。

    例如，当从地球看月球，它有个圆面差不多同从地球看太阳的圆
面一样大。这意味着，当偶尔月球运行到太阳的前面（从地球上看）
时，我们就能够看到一次壮丽的日全食。然而，当月球远离地球时，
它的视圆面的大小在减小，但太阳的圆面并未变化。

    大约7.5亿年以后，月球的视圆面将显得小些，使得它不再能全部
遮盖太阳，因而永远也不会再发生日全食。但是，我想你必须具有真
正长远的眼光，不必去担心诸如此类的事情。

    可是距火星较近的一颗卫星——火卫一又怎么样呢？它是一颗土
豆形小天体，长径约17英里。它仅在火星上空约5840英里处绕火星旋
转。由于它的潮汐效应，火星的表面也产生一个隆起部分。因为火卫
一比我们的月球小得多，它只能在火星表面引起很小的隆起部分，且
对火星只有很小的影响。但是火星上微小的隆起部分却对微小的卫星
具有很大的影响。

    火星以24.5小时自转一周。然而，火卫一非常靠近火星（比月球
到地球要近得多），使得它仅以7.65小时绕火星转动一周。火卫一在
火星表面的前面疾驰，从火星表面上看，它在西方升起而在东方落下。
因为它跑在前面，它有略微超过它所产生的火星的隆起部分的倾向，
所以它的引力很轻微地加速了火星的自转，而火星的隆起部分把火卫
一向后拉，所以使它减速。

    当火卫一的转动减速时，它就向火星下落。每年，它向火星接近
1.5英寸，而火星的自转周期减少百分之几秒。1988年末在加那利群岛
所作的测量证实，在过去10年里，火卫一已向火星接近了14英寸。

    火卫一移动得越近，火星的隆起部分变得越大，因而火卫一会更
迅速地下落。最终，当它很靠近火星时，火星的增强着的引力场会把
火卫一撕成碎片，如雨点般地落在火星上。火卫一或许已绕火星旋转
几十亿年，因而现在我们有着令人激动的机会，在它一生的最后阶段
看到它。

    当然，即使这最后阶段对天文学家来说是短促的，可是对其他人
来说也是很漫长的。还需过3800万年左右，火卫一才会碎裂和下落，
所以不必现在就屏息静气。


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