为什么月球和太阳都在远离地球？背后的原因是什么？

月球正在远离地球，与此同时，太阳也正在远离地球，这并不是没有根据的胡乱猜测，而是科学家在综合了观测数据以及相关理论得出的一个结论。那么为什么月球和太阳都在远离地球呢？下面我们就来讲一讲，这背后的原因是什么。

月球

我们在地球上看月球，一直都只能看到它的“正面”，而看不到它的“背面”，这其实是因为月球每围绕着地球公转一圈，就刚好完成一次自转（如下图所示）。

这种现象被称为潮汐锁定，由于月球并不是一个质点，它有的部位离地球近，有点部位离地球远，而引力与距离的平方成反比，因此月球不同部位所受到的地球引力就不一样，从而产生引力差，这种引力差被称为“潮汐力”，它能够使月球“面对”地球的一面和“背对”地球的一面都微微隆起。

在这种情况下，地球的引力就相当于给月球施加了一个扭矩，其产生的效应是使月球自转周期和公转周期不断接近，并最终相等。对此我们可以简单地理解为，在地球对月球的“潮汐力”的作用下，月球的自转一直在减速，直到其自转周期与公转周期相等。

在这个过程中，月球的自转动能一直在转化成引力势能，换句话来讲就是地球和月球之间的距离越来越远，而当月球最终被地球潮汐锁定之后，月球就不会因为损失自己的自转动能而远离地球了。

然而月球对地球同样也会产生“潮汐力”，虽然月球的“潮汐力”相对很弱，但是由于地球上有大片的海洋，很容易受到的影响，因此月球对地球的“潮汐力”同样也会减慢地球的自转速度，而在这个过程中，地球的自转动能也会不断地转化成引力势能。

这样的情况将持续到月球将地球潮汐锁定之后才会停止，很明显，现在的地球并没有被月球潮汐锁定，这就意味着，地球的自转速度直到现在还是在持续减慢，月球也因此而不断地在远离地球。

利用阿波罗登月计划设置在月球上的反射镜，科学家就可以精确地测量出月球与地球之间的距离变化，测量数据显示，月球确实正在远离地球，不过远离的速度非常缓慢，大约只有3.8厘米/年。

太阳

太阳对地球同样也会产生“潮汐力”，但因为太阳离地球要比月球远得多，所以太阳的“潮汐力”对地球的影响可以说是微乎其微。实际上，太阳之所以会远离地球，最主要的原因是：太阳一直在损失质量。

太阳释放出的光和热其实是来自于其核心的核聚变反应，而核聚变反应所释放出的能量，则来主要来自于其核心的氢原子核聚变成氦原子核时所损失的质量，显而易见的是，既然太阳一直在释放能量，那么它就肯定是一直在损失质量。

我们都知道，质量与引力是成正比的，太阳的质量在持续减小，它对地球的引力也会相应地持续减小，这就会造成地球与太阳之间的距离不断增加。

那么太阳远离地球的速度是多少呢？其实这是可以计算的，由于太阳向各个方向释放出的能量都是均匀的，因此只需要测量出太阳光在地球轨道上单位面积的辐射功率，再计算出以太阳为中心，日地距离为半径的球体表面积，将两者相乘就可以得到太阳在单位时间里释放出的总能量。

得到这个数据之后，再将其代入质能公式“E=mc^2”，就可以得到太阳在单位时间里损失的质量，进而计算出太阳远离地球的速度。计算结果为：太阳每秒钟大约会损失426万吨质量，其远离地球的速度大约为1.5厘米/年。

太阳、地球和月球在未来会怎么演化？

地球的自转速度越慢，月球的“潮汐力”对地球自转的减速作用就越不明显，也就是说，月球远离地球的速度并不是恒定的，而是一直在减慢，科学家推测，至少需要上百亿年的时间，月球才能够将地球潮汐锁定，并从此不再远离，在这个时候，月球与地球的平均距离将达到为55万公里，由于这种距离仍然属于地球的“希尔球”范围以内，因此月球并不会离开地球。

然而这种情况很可能并不会发生，因为在大约50亿年后，太阳就会因为核心的“燃料”耗尽而演化成一颗体积庞大的红巨星，届时太阳的表面很可能会超过地球的公转轨道，从而将地球和月球吞噬。

就算太阳也在远离地球，这样的结局依然不会改变，因为太阳远离地球的速度极为缓慢，以1.5厘米/年的速度，即使在50亿年以后，太阳与地球之间的距离也只会增加7.5万公里，与1.5亿公里的日地平均距离相比，这点距离完全可以忽略不计。