地球的光环去哪儿了?
几十亿年前,地球确实(很有可能)有过一个光环,它是由火星大小的忒伊亚行星与遍布火山的年轻地球相撞而成的。与土星的不同,地球的光环是由熔化的岩石组成的,而土星环是由冰岩和尘埃组成的。那地球的光环后来怎么样了呢?答案是,光环没能保持多长时间,这些岩石碎片逐渐形成了另一个天体,即我们现在看到的月球。
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光环形成需要什么?
两个天体之间的距离是有限的,称为洛希极限。地球对月球的引力并不是在月球上的每个地方都相等,地球对月球亮面的引力比暗面要大得多。
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所幸月球的质量足够大,使其能够靠自身引力保持一个完整天体。
地月系统的洛希极限约为9500公里。如果地月距离比这个极限更短一些,地球的引力就会大于月球自身的引力。月球随之瓦解,形成一个由岩石构成的,环绕地球的圆环。
如果地球有像土星一样的光环,它也应该是由岩石组成的,而不是冰岩。因为地球离太阳太近了,冰岩中的冰无法保存,但可以肯定的是,由岩石组成的光环同样会很壮观。
这里有一些艺术家的插图,描绘了如果地球有像土星一样的光环,天空会是什么样子:
图源:网络 作者:罗恩·米勒
尽管光环看上去十分壮美,但它对我们的生活方式和生活环境却有着巨大的影响。比如说,如果撞击形成的岩石形成了地球的光环,那么月球就不存在了。(可能地球上的生命也无法诞生。)
在这样的情况下,光环会阻挡阳光,从而影响植物的光合作用。光合作用一旦减少,我们赖以生存的氧气就会减少供应。
在光环造成的阴影区域,由于没有阳光的照射,气温会变得非常低,导致这些区域几乎不适宜人类居住。
此外,卫星轨道和通信系统也将与我们今天使用的完全不同。由于火箭升空需要避开光环,所以这给火箭发射带来了困难。夜晚,比起现在的月光,我们将从光环的反射获得更多光线。
光环还有可能遮挡住部分恒星,增加了科学家们研究恒星和其他天体的难度。由于夜间光线比现在充足,所以光环也是光污染的罪魁祸首之一。光污染不仅会影响地球对外太空的观测,也会影响高空对地球的观测。
基于以上的种种限制,我们的科技发展终将落后于现在。因此,地球最好还是不要有光环,现在的就是最好的。
宇宙科幻小说插画家罗恩·米勒创作的一组图画,描绘了如果我们的星球有巨大的光环,天空将会是什么样子。
根据米勒的作品,如果地球有光环,美国国会背后的天空会变成如上所示。
如果地球也有像土星一样的光环,那么日落时,天空将闪烁着无数银色的弧线。你只需要抬头就能看到如此壮观的景象。
资深天文艺术家米勒曾创作了一些“地球环”的照片,其令人惊叹的程度让我想在众筹网站上发起活动来实现它。
在一篇文章中,米勒展示了他对“地球环”的疯狂想象,以及从地球上不同地方看到的天空是什么样子的。
他指出,地球很久以前确实有一个光环。那是一场灾难性的行星碰撞的结果,此举加速了月球的形成。
土星现有的光环并没有形成卫星,因为这些物质处于洛希极限之内。在这个范围内,轨道上的物体通常会在重力的作用下解体。那如果形成月球的物质在地球的洛希极限范围内呢?米勒的画作可能就是答案。
地球可能在数十亿年前就有光环。尽管月有阴晴圆缺,我们却感觉它是一直存在的。但要是某天晚上你仰望天空,看到的不是月亮,而是一个很像环绕土星的光环,你会怎样?
科学家们认为几十亿年前地球曾经有过一个光环。他们推测,这个光环在月球形成的早期就已经出现了。根据普遍接受的大碰撞说,一颗名为忒伊亚的行星曾与地球相撞。碰撞产生的物质碎片进入地球轨道,先呈环状绕地球运动,后形成了我们今天看到的月球。
如果地球拥有光环,那么像纽约这样离赤道较远的城市就有绝佳的观赏角度。
如果当初爆炸产生的物质处于洛希极限内,那么如今地球拥有的则会是一个光环,而不是一个卫星。洛希极限命名自法国天文学家、数学家洛希,他曾在1848年发现地球对月球各地的引力是不同的,即地球对月球亮面的引力较大,对月球暗面的引力较小。这意味着,如果一个卫星、光环或其他物体的轨道太靠近一颗行星,不平等的引力会将其撕裂。从本质上讲,洛希极限是一个物体与一颗行星之间的最小距离,两个天体间依靠引力保持平衡【来源:米勒】。
如果当初的光环仍存在,或者由于其他一些碰撞,在地球轨道上形成了新的光环,那么在地球上不同地方看到的天空就会不同。这取决于你所处的纬度和面对的方向。这些光环很可能与地球赤道平行,从东到西悬挂在天空中。在赤道附近,这些光环就像从遥远的地平线升起的一片片薄薄的光,一直延伸到天空中,直到目光所及之处。
赤道附近的城市,比如印度尼西亚的雅加达,会看到一个环绕地球的圆环,更像是一条穿过天空的直线。
离赤道越远,看到的光环更宽,更清晰。从某些有利位置看,它们看起来离地平线如此之近,以至于你伸手就能摸到它们。
就像现在的月球一样,这些光环会在夜间将阳光反射回地球,导致夜晚的地球不会完全陷入黑暗,即使在深夜天空也会保持柔和的微光。而到了白天,这些光环会导致地球更亮【来源:阿特金森】。这会使我们的目光不再锁定月球,而是落到了这些光环上。