距離越來越遠地球最終會和太陽“分手”嗎

不管是太陽自身質量減小導致的引力降低，還是地球對太陽的潮汐作用所引起的公轉軌道變化，由此而產生的日地距離增加，都不會對地球本身造成顯著影響。事實上，影響地球公轉軌道的也遠不止太陽這一個因素。地球繞太陽公轉軌道的具體大小和形狀不僅與太陽有關，也與太陽系內其他行星對地球的引力有關。

太陽作為驅動地球萬物生長的能量之源，其與地球之間恰到好處的距離，使得地球相比太陽系內的其他天體充滿了生機。但事實上，太陽與地球之間的平均距離并非是一成不變的。

近日，據國外媒體報道，根據天文學家測算，太陽與地球之間的平均距離正隨著時間的推移而緩慢增加，也就是說地球正在逐漸“逃離”太陽。

不斷“減肥”的太陽吸引力逐漸減弱

要弄清楚太陽與地球之間距離的變化，首先要明確一個事實，即地球繞太陽運行的公轉軌道并非是完美的圓形，而是一個橢圓形，太陽位于這個橢圓形軌道的一個焦點之上。也正因為軌道是橢圓，所以太陽與地球之間的距離并非恒定，而是“忽遠忽近”。在近日點時，兩者之間的距離約為1.471億公里，而到遠日點時，這個距離則會拉長到約1.521億公里。雖然近日點與遠日點間相差了約500萬公里，但這也僅相當于太陽與地球之間平均距離的3%左右，幾乎不會對地球氣候等造成顯著影響。

除了因公轉軌道原因而產生的正常距離變化外，太陽與地球之間的平均距離事實上一直在不斷增加，這還要從太陽持續不斷地“減肥”開始說起。南京大學天文與空間科學學院教授周禮勇表示，太陽內部每時每刻都在發生著核聚變反應，氫元素轉化為氦元素，這一過程會釋放大量能量，并通過太陽輻射散發出去。根據著名的愛因斯坦質能方程，只要測得一定時間內太陽輻射出的能量數值，便可很簡單地計算出太陽因此而損失掉的質量?！斑@個數值大概是每秒鐘損失400萬噸質量?！敝芏Y勇表示，這雖然聽起來是一個龐大的數字，但相對于太陽2.0×1030千克的總質量來說，只能算是秋毫之末。但他同時也提醒，除了能量輻射會導致太陽質量散失外，太陽風、日冕物質拋射等太陽活動也會帶走太陽的一部分質量。因此可以說在太陽誕生后的幾十億年間，其質量一直處于不斷減少的過程中。

根據牛頓的萬有引力定律，兩物體間引力的大小與它們質量的乘積成正比，與它們距離的平方成反比。因此，太陽持續不斷地“減肥”所帶來的后果，便是其對于包括地球在內的行星的引力越來越小，進而導致它們與太陽的距離越來越遠。但就像太陽散失的質量相對于其總質量來說小到可以忽略不計一樣，由其引力減小所導致的距離增加同樣微不足道。天文學家布賴恩·迪喬治測算，太陽每年因散失質量所導致的引力減小僅會讓太陽與地球之間的距離每年增加約6厘米。這在宇宙單位尺度上來說，其產生的實際影響是微乎其微的。

地球引起太陽潮汐的“副作用”

除了太陽質量損失使得其引力減小，從而導致地球逐漸遠離太陽外，還有一種力量也會使得地球與太陽之間的距離不斷增加，這就是地球對于太陽的潮汐作用。要了解地球對太陽所造成的引力影響，其實可以通過月球與地球之間的引力關系來理解，因為月球對地球的引力所導致的潮汐作用也正在使月球一步步遠離地球，這與太陽和地球之間的情況幾乎相同。

月球對于地球上的每一個點都有引力，但由于地球是一個近乎球體的形狀，這種引力作用在地球上的不同點時，其大小并不相同，距離月球更近的點所受到的引力也更大；同時，地球還受到其繞地月公共質心（地月系統的質量中心）旋轉時所產生的離心力的作用，而這種離心力在地球上是平均分布的，地球上每一個點所受到的離心力大小均相同。

因此，月球對地球的引力以及地球自身的離心力之間便會產生差值，這一差值形成的力量便是起潮力，顧名思義這也就是引起地球表面潮汐變化的主要力量。

潮汐會產生一個“副作用”，“潮汐運動起來以后，會在地球內部造成摩擦。有摩擦就會有能量的耗散，而被耗散掉的正是地球自轉的能量?！敝芏Y勇表示，形象地講，便是潮汐的出現會“拖拽”地球的自轉運動，使得地球自轉速度減慢。根據角動量守恒原則，如果不考慮其他天體的影響，只將地月系統看作一個孤立系統，那么該系統中地球自轉的角動量、月球自轉的角動量以及兩個天體相互繞轉的軌道的角動量，其三者總和是守恒的。

在這一定律下，當地球自轉速度減慢時，地球自轉所失去的角動量便會被重新分配至月球繞地球運轉的公轉軌道上，從而導致軌道變長，月球與地球之間的距離便會相應地增加。

同樣的理論也適用于地球與太陽。地球對太陽產生引力，引起太陽上的潮汐，潮汐帶來摩擦，降低太陽自轉速度，從而導致地球繞太陽運轉的公轉軌道變長，地球與太陽之間的距離增加。

但理論歸理論，周禮勇表示，這種作用具體能夠引起日地公轉軌道多大的變化，要取決于地球究竟能夠在太陽上引起多大的潮汐，以及潮汐能夠耗散掉太陽多少能量?！皩嶋H上這個作用是非常微弱的，產生的影響也很有限?！备鶕假嚩鳌さ蠁讨喂浪?，在這一作用下，地球和太陽之間的距離每年僅增加大約0.0003厘米。

最終結局不是“分手”而是被吞噬

毫無疑問，不管是太陽自身質量減小導致的引力降低，還是地球對太陽的潮汐作用所引起的公轉軌道變化，由此而產生的日地距離增加，都不會對地球本身造成顯著影響。事實上，影響地球公轉軌道的也遠不止太陽這一個因素。

周禮勇表示，地球繞太陽公轉軌道的具體大小和形狀不僅與太陽有關，也與太陽系內其他行星對地球的引力有關，天文學上稱其為攝動?？梢院唵卫斫鉃楫斠粋€天體繞另一個天體運動時，因受到其他天體吸引或其他因素影響而導致運行軌道產生偏差。周禮勇認為，地球繞太陽公轉軌道或多或少都會受到太陽系內其他行星的影響，其中影響較為顯著的是距離地球較近的金星，以及雖然距離地球較遠但質量是地球300多倍的木星。

天文學家普遍認為，在多種因素的共同作用下，地球公轉軌道會以40.5萬年為周期，在近乎完美的正圓形到偏心率大約0.05的橢圓形間循環往復。而在2018年，美國的研究人員通過對古老巖石進行分析，找到了地球公轉軌道以40.5萬年周期循環的首個物理證據，驗證了這一假設。

雖然地球繞太陽的公轉軌道總是在不停變化，也確實在逐漸遠離太陽，但卻不會變成“流浪地球”，因為地球很有可能最終逃脫不了被太陽吞噬的宿命。

根據當前的恒星演化理論，太陽作為一顆黃矮星，其大致壽命約為100億年。而目前太陽大約45.7億歲，已經是“星到中年”。再過大約50億至60億年后，太陽內部的氫元素幾乎會全部燃燒殆盡變為氦元素，太陽的核心將發生坍縮，溫度不斷上升。隨后，氦元素會進一步聚變為碳元素。雖然在這一過程中，氦聚變所產生的能量要小于氫聚變，但其溫度卻更高。

因此，太陽外層大氣將會不斷膨脹，并釋放到更遠的地方。而以目前人類已知的地球公轉軌道變化來看，即使未來地球能夠稍稍遠離太陽，也終究難逃被太陽膨脹的大氣所吞噬的命運。不過別擔心，這至少是50億年以后的事情了。