网上这么多长篇大论侃文学、侃诗、侃明史的,怎么就没人侃侃自然科 学?今儿个四月想来胡扯一通,来段儿外行论科学,就当扔块板儿砖。           《地球也会有光环吗?》   前不久在天文系的望远镜中观察土星及其最大的卫星“泰坦”。实际上 现在用肉眼也可直接看见土星,很亮,只是看不到它的光环。当时旁边有个 女孩声称她能用肉眼直接看见光环,真可谓超视觉了。   在太阳系的几颗大行星中,土星要算最美丽的一颗了,其美丽之处在于 它有一圈又宽又亮的光环,象是戴了个漂亮的草帽。光环主要是由大大小小 的石块和冰块组成,这些石块和冰块反射日光,从地球上来看就成光环了。 真想有机会到土星的另一侧去,回过头来看,巨大的行星,巨大的光环,阳 光从光环的缝隙中透射过来,在冰块的折射下,七彩缤纷,那将是一幅多么 壮观的景象啊!   关于光环的起因,有很多说法。有的说在土星形成的时候,这些物质未 能有机会凝聚成一颗卫星,就分散在围绕土星的轨道上,形成了光环。还有 的说这光环本是一颗卫星,在运行中距离土星太近,被土星强大的引力撕成 了碎片,形成了光环。另外有些科学家研究后认为,光环的现象是不稳定的, 经过一段时间后,光环中的物质有的会逃离土星引力场变成小行星,而有的 则落到土星上,光环将不复存在。由此可以推出,光环已经存在的时间(或 说光环的年龄)也不会很长。计算表明光环的年龄大约是三百万年,即光环 大约是在三百万年前形成的。【题外话:有历史知识的人大概都知道,人类 也是在大约三百万年前出现的。是偶然的巧合,还是这两者之间确有一定的 联系呢?】   “旅行者”等航天探测器发回的资料,以及大型望远镜观测的结果,都 证明了土星并不是唯一具有光环的行星,其他行星如木星、天王星等也有光 环,甚至还不止一条。但是其他行星的光环都很窄很细,在地球上即使用高 倍望远镜也难以看到。   这里要讨论的问题是:为什么地球就没有光环呢?试想,假如地球也有 象土星那样的光环的话,每到晚上我们会看到由无数亮星组成的一条光带横 贯夜空,比银河还要明亮百倍,那夜色将是多么绚丽多彩!   或者干脆这样问:有没有可能,在未来的某个时间(几千万、几亿、几 十亿年后),地球也会拥有一个光环呢?下面就来探讨一下这方面的可能性。 因为我对物理学所知极为有限,对天文学和天体物理学又几乎一无所知,所 以只会作一些凭空臆想式的推理。当然这些推理也不都是我的发明,我只是 加了一些想像和发挥而已。   网上曾经讨论潮汐作用的问题。任何两个围绕公共质量中心旋转的物体 都会因相互间的引力而产生潮汐作用,其结果是两个物体都趋向于以固定的 一面朝向对方。月亮之所以总是以同一面对着地球,就是潮汐作用的结果。 这里指广义的潮汐作用,不一定有水,只要引力存在就行,称为“固体潮”。 因为地球上有流动的海水,所以月亮对地球的引力造成了十分明显的潮汐现 象,即每日两次的涨潮落潮。可以想象,海水的涨落流动会与地球表面产生 摩擦,当然也有“固体潮”的潮汐摩擦,这些摩擦力无疑将使地球自转减慢 (虽然这减慢的过程也是极其缓慢的)。然而,潮汐力是地月系统的内力, 在这个过程中整个地月系统应保持角动量守恒,这就意味着在地球自转减慢 的同时,地球与月亮之间的距离会增大,也就是说,月亮将逐渐远离地球。 当然,月亮本身的自转和公转速度也都会受影响,但究竟如何变化不在本文 探讨范围之内,要请真正的物理学家或天体物理学家来解答了。总之,最后 的稳定状态应该是这样:地球与月亮各用固定的一面与对方遥遥相对,月亮 的自转和公转及地球的自转周期完全一致(换句话说,一天就是一个月), 彼此不再有潮汐摩擦。   真的就稳定了吗?还不尽然。在上面的讨论中有一个外来的因素被忽略 了,那就是来自太阳的潮汐力。太阳对地球同样有着不可忽视的潮汐力,当 月亮与地球之间不再有潮汐摩擦的时候,太阳对地球的潮汐力就开始显出威 力了。这种力的作用效果是使地球的自转进一步变慢。这样一来,地球就又 不能以固定的一面对准月亮了,月亮对地球又会有新的潮汐作用,只不过这 一次潮汐作用的方向和原来恰恰相反。一个太阳和月亮争雄的局面出现了: 太阳使地球的自转变慢,而月亮使地球的自转加快!但是问题在于,月亮对 地球的潮汐力是地月系统的内力,月亮在使地球的自转加快的同时,为了维 持地月系统的角动量守恒,自身就必须向地球靠拢。而对地月系统而言,来 自太阳的潮汐力是外力,在这外力的不断作用下,月亮与地球的距离将无止 境地缩短。缩短到一定程度的时候,月亮中物质的凝聚力再也抵挡不了来自 地球的强大引力,于是月亮就崩裂开来,成为无数大小不同的碎片,形成环 绕地球的一道绚丽的光环。   我相信,璀璨多姿的光环,一定能使夜空变得格外美丽,人们不会为失 去月亮而悲哀的。 ——  四月  ——藕入泥中,玉管难通地理  ——荷出水面,朱笔乱点天文