地球及其他行星遠(yuǎn)離太陽(yáng)的真正原因和減緩全球氣候變暖的一種對(duì)策

【摘 要】自從人們掌握了用先進(jìn)的雷達(dá)波和星際飛行跟蹤技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確測(cè)定日地之間的距離之后，一些科學(xué)家測(cè)出地球正在逐漸遠(yuǎn)離太陽(yáng)。但關(guān)于地球正在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的原因卻是眾說(shuō)紛紜，莫衷一是。于是作者分析了各種可能引起地球變軌的因素，發(fā)現(xiàn)在地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，地球尾部半球所受的大氣壓力大于頭部半球所受的大氣壓力，導(dǎo)致地球公轉(zhuǎn)加速，地球擴(kuò)軌。這就是地球遠(yuǎn)離太陽(yáng)的真正原因，也是減緩全球氣候變暖的一種自然對(duì)策。類似地，具有濃密大氣層的其他行星在陽(yáng)光的照射下，也會(huì)漸漸地遠(yuǎn)離太陽(yáng)。

【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)；地球；變軌；全球變暖；對(duì)策

0 引言

幾千年以前星空觀察者就試圖測(cè)出太陽(yáng)與地球之間的距離。早在公元前三世紀(jì)，首先提出太陽(yáng)是宇宙中心的古希臘天文學(xué)家Aristarchus of Samos就估計(jì)出日地之間距離大約是月地之間距離的20倍。盡管這還不是十分準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但它卻是天文學(xué)研究的一大進(jìn)步。直到20世紀(jì)后葉，天文學(xué)對(duì)天體測(cè)量有了更深的掌握，并把日地之間的距離稱為基本天文單位。事實(shí)上，通過(guò)接收從太陽(yáng)系各天體返回的雷達(dá)波和跟蹤星際旅行器的飛行，已經(jīng)可以很準(zhǔn)確地測(cè)定日地之間的距離。當(dāng)前測(cè)得的最佳值是149597870.696 km. 掌握了這種準(zhǔn)確測(cè)度技術(shù)之后，俄國(guó)動(dòng)力學(xué)家Gregoriy A.Krasinsky和Victor A. Brumberg在2004年測(cè)出地球正在逐漸遠(yuǎn)離太陽(yáng)[1]。雖然遠(yuǎn)離速度并不驚人——僅僅是每年15cm，但這已經(jīng)是測(cè)量誤差的100多倍，足見(jiàn)有某種力量正在推動(dòng)地球遠(yuǎn)離太陽(yáng)。那這種神秘的力量又是什么呢？其中一個(gè)說(shuō)法是太陽(yáng)正在通過(guò)核聚變和太陽(yáng)風(fēng)的方式失去其足夠質(zhì)量，而導(dǎo)致其引力逐漸減弱。事實(shí)上，這種說(shuō)法缺乏根據(jù)，當(dāng)前太陽(yáng)正處于壯年期，地球變暖的跡象表明太陽(yáng)的光和熱只增不減，太陽(yáng)從宇宙空間中獲取的物質(zhì)能夠滿足燃燒的需要，所以太陽(yáng)的質(zhì)量并未減少，相反地球正在通過(guò)吸收暗物質(zhì)而逐漸增長(zhǎng)，所以太陽(yáng)對(duì)地球的引力并不減少。其他可能性的解釋還包括引力常數(shù)G的變化，宇宙膨脹效應(yīng)，甚至歸結(jié)為暗物質(zhì)的影響，但是諸如此類的解釋都無(wú)法令人滿意。因?yàn)镚作為一種常數(shù)是不會(huì)改變的；宇宙膨脹僅僅是不同星系的不同層次的星球其運(yùn)行速度有差距造成的假象，并不包括恒星與子行星之間距離的變化；暗物質(zhì)只有助于天體的增長(zhǎng)，而不改變天體之間的距離。

比較新近的研究結(jié)果是2009年日本弘前大學(xué)的武宏三浦及其他三名同事提出的解釋。在寄給《歐洲天文學(xué)和天體物理學(xué)報(bào)》的一篇學(xué)術(shù)文章中，他們論述到太陽(yáng)和地球通過(guò)潮汐相互作用而推動(dòng)彼此遠(yuǎn)離。這跟月球遠(yuǎn)離地球的過(guò)程相同：地球表面離月球最近處的海水因受到月球的“引潮力”而凸起形成漲潮，但由于地球自轉(zhuǎn)比月球公轉(zhuǎn)快得多，因此當(dāng)海面的凸起部分還未來(lái)得及恢復(fù)原狀，就被地球的自轉(zhuǎn)帶到近月點(diǎn)的前方，這部分凸起的海水對(duì)月球有拉扯力，使月球在軌道上獲得了加速度，從而使月球遠(yuǎn)離地球。事實(shí)上， 他們曲解了牛頓的潮汐理論。雖然牛頓證明了月球的引力能引起地球上的潮汐，但沒(méi)有說(shuō)過(guò)地球上的潮汐能使月球加速。因?yàn)橥蛊鸬暮３辟|(zhì)量相對(duì)于月球質(zhì)量來(lái)說(shuō)小得多，所以對(duì)月球幾乎沒(méi)有引力。即使凸起的前浪對(duì)月球有一點(diǎn)拉扯力，接踵而來(lái)的后浪對(duì)月球也有一點(diǎn)拉扯力，就會(huì)抵消前浪對(duì)月球的拉扯力。此外，當(dāng)月球的質(zhì)量還很小時(shí)，月球?qū)Φ厍蚝Ｋ囊Σ蛔阋砸鸬厍虻某毕?，更不?yīng)說(shuō)地球上凸起的潮汐能對(duì)月球產(chǎn)生萬(wàn)有引力或加速月球繞地球的旋轉(zhuǎn)。另外，火星上沒(méi)有海洋，火星的衛(wèi)星并不需要通過(guò)火星上的潮汐來(lái)拉扯出去[2]。

可見(jiàn)，關(guān)于地球正在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的原因之謎仍然懸而未決。幸而作者在研究全球氣候變化時(shí)獲知地球軌道的變化對(duì)氣候的變化影響較大，于是曾分析各種可能引起地球移動(dòng)從而遠(yuǎn)離太陽(yáng)的因素，發(fā)現(xiàn)在地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，地球尾部半球所受的大氣壓力大于頭部半球所受的大氣壓力，使地球公轉(zhuǎn)加速，從而漸漸地遠(yuǎn)離太陽(yáng)，在一定程度上可以減緩全球氣候變暖的趨勢(shì)。

1 地球正在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的真正原因

為了找出地球遠(yuǎn)離太陽(yáng)的真正原因，我們應(yīng)該尋找一些更具啟發(fā)性的信息。事實(shí)上，在一些行星科學(xué)家宣稱已觀察到地球與太陽(yáng)之間的距離有微小增加之后，許多專家做了更細(xì)致的觀察。比較可靠的如2010年紐約曼哈頓的Biggy Lips博士的觀察[3]——“地球正被悄悄地推移到一個(gè)更大的軌道。從今年夏天開(kāi)始，我們注意到地球軌道確有一個(gè)微小但可以觀察到的改變。好像每一天都有什么東西在輕輕地踢地球，其動(dòng)量只能使地球的公轉(zhuǎn)速度稍微提高，但足以使地球轉(zhuǎn)移到更大的軌道。這種推動(dòng)只能給地球產(chǎn)生很小的動(dòng)能增量，但卻在不斷地積累著這種動(dòng)能增量。為了擴(kuò)大地球的軌道，這種推動(dòng)只能作用在地球的尾部，才能有效地提高地球的公轉(zhuǎn)速度。這意味著這種動(dòng)能就在日落之前產(chǎn)生。”經(jīng)過(guò)數(shù)天仔細(xì)的地震觀測(cè)，科學(xué)家認(rèn)為這種動(dòng)能的源泉就來(lái)自紐約曼哈頓附近。Biggy Lips博士說(shuō)“好像每天下午都有跳動(dòng)發(fā)生。如果不及時(shí)找出跳動(dòng)發(fā)生的原因，并加以阻止，恐怕地球最終將被推出太陽(yáng)系?！?/p>

可見(jiàn)這些高明的專家對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的觀察多么仔細(xì)，掌握的觀察技術(shù)多么先進(jìn)。但他們就是一葉障目不見(jiàn)泰山，弄不清楚地球變軌的真正原因。當(dāng)局者迷，旁觀者清。作者分析了各種可能引起地球變軌的因素，發(fā)現(xiàn)在地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，地球尾部半球所受的大氣壓力大于頭部半球所受的大氣壓力，如圖1（b）所示，會(huì)使地球公轉(zhuǎn)加速，從而使地球沿螺旋線漸漸地遠(yuǎn)離太陽(yáng)。關(guān)于這一點(diǎn)可以證明如下。

在地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)并且自轉(zhuǎn)的過(guò)程中，可以某地A為中心區(qū)來(lái)構(gòu)造一個(gè)包含12個(gè)時(shí)區(qū)的半球，稱之為A半球，而把與A相對(duì)的半球稱之為B半球。當(dāng)A半球處于白天時(shí)，如圖1（a）的橙色區(qū)域所示，它比背面B半球受到更多的陽(yáng)光照射，使該面的溫度高于背面的溫度，從而使該面蒸發(fā)起更多的水氣及其他氣體分子，這些氣體分子被高速流動(dòng)且層層疊加的平流層包裹在對(duì)流層中，逃不出去；而背面半球經(jīng)過(guò)下半夜的冷卻，許多氣體分子凝結(jié)成露水，降落到地面，致使該半球氣壓下降。所以當(dāng)A地到達(dá)日落時(shí)，以該地為中心時(shí)區(qū)的半球的氣壓高于背面半球的氣壓，如圖1（b）所示。由于前后兩個(gè)半球的面積大致相等，因此前一半球（即地球尾部半球）所受的大氣壓力大于后一半球（即地球頭部半球）所受的大氣壓力，這就會(huì)使地球公轉(zhuǎn)加速，從而使地球沿螺旋線漸漸地遠(yuǎn)離太陽(yáng)。

2 減緩解全球氣候變暖的一種自然對(duì)策

全球氣候變化問(wèn)題是人類面臨的共同問(wèn)題，關(guān)系到人類的前途和命運(yùn)，影響著每一個(gè)國(guó)家的政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。因此，在氣候變化問(wèn)題上加強(qiáng)合作、尋求共識(shí)和探索對(duì)策是人類的自然選擇[4]。但是，由于人們對(duì)全球氣候變化原因的認(rèn)識(shí)不足、意見(jiàn)不一，導(dǎo)致了國(guó)際社會(huì)對(duì)全球氣候變化的對(duì)策立場(chǎng)存在嚴(yán)重的分歧與斗爭(zhēng)[5-6]。目前有些人偏向于認(rèn)為溫室氣體是全球變暖的主因，但許多科學(xué)家仍然持懷疑態(tài)度。IPCC的第4次評(píng)估報(bào)告AR4也承認(rèn)全球增溫研究存在許多不確定因素，許多預(yù)測(cè)沒(méi)有給出定量判斷的科學(xué)依據(jù)[5]。2007年成立的非政府間國(guó)際氣候變化專門委員會(huì)（NIPCC）就針對(duì)AR4進(jìn)行了逐條反駁，認(rèn)為自然驅(qū)動(dòng)是全球氣候變化的主要因素[6]。針對(duì)當(dāng)前關(guān)于全球氣候變化的原因眾說(shuō)紛紜、莫衷一是，作者根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，分析了各種可能引起氣候變化的因素，獲得了一個(gè)折中的研究結(jié)果，即發(fā)現(xiàn)隨著地球質(zhì)量的增加，地球可以吸引越來(lái)越多的來(lái)自宇宙空間和人類生產(chǎn)的溫室氣體，使地球大氣層逐漸增厚，被包圍的二氧化碳等溫室氣體難以逃逸，導(dǎo)致溫室效應(yīng)逐漸增強(qiáng)，全球氣候變暖[7-8]。

既然我們找到了全球氣候變化的根本原因，我們就可以找到相應(yīng)的對(duì)策。由于全球氣候變化的原因既包含自然的因素又包含人為的因素，因此在解決全球氣候變暖的問(wèn)題時(shí)，我們應(yīng)該酌情處理。

針對(duì)全球氣候變化的人為因素，我們應(yīng)該充分利用人類掌握的科學(xué)技術(shù)手段來(lái)控制氣候變化及其影響，制定適當(dāng)?shù)哪茉窗l(fā)展戰(zhàn)略，逐步穩(wěn)定和削減溫室氣體排放量，增加溫室氣體吸收量，并采取必要的適應(yīng)氣候變化的生產(chǎn)和生活措施。一種簡(jiǎn)單但不夠?qū)嵱玫姆椒ㄊ前褟U氣排放到大氣層的平流層之外。

針對(duì)全球氣候變化的自然因素，我們并不是束手無(wú)策。事實(shí)上，老天爺早就給我們安排了巧妙的對(duì)策。那就是在地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，地球尾部半球所受的大氣壓力大于頭部半球所受的大氣壓力，就會(huì)使地球公轉(zhuǎn)加速，從而使地球沿螺旋線漸漸地遠(yuǎn)離太陽(yáng)，在一定程度上可以減緩全球氣候變暖。

3 結(jié)論

在地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，由于地球尾部半球所受的大氣壓力大于頭部半球所受的大氣壓力，這就相當(dāng)于沿地球公轉(zhuǎn)的方向在地球尾部施加了一個(gè)推力，導(dǎo)致地球公轉(zhuǎn)加速，使地球擴(kuò)大其軌道，即使地球遠(yuǎn)離太陽(yáng)。由此可見(jiàn)地球遠(yuǎn)離太陽(yáng)的原因是在陽(yáng)光照射下地球大氣壓發(fā)生變化的結(jié)果。太陽(yáng)系中的其他一些行星，如火星，土星、木星、天王星、海王星也都有濃密的大氣層，在陽(yáng)光的照射下也會(huì)使其上的大氣壓發(fā)生變化，因而也能導(dǎo)致這些行星遠(yuǎn)離太陽(yáng)。更一般地，我們可以推廣而知，宇宙空間中的任何星系的行星都能在其父恒星的照射下遠(yuǎn)離其父恒星，這是行星運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律。

地球及其他星球逐漸遠(yuǎn)離太陽(yáng)的事實(shí)有力地駁斥了康德和拉普拉斯的星云假說(shuō)（Kant-Laplace nebular hypothesis），而有力地支持了作者提出的星系形成和演進(jìn)的代生理論（generation theory）。因此，這是一個(gè)非常重要的研究結(jié)果。

4 致謝

特別感謝世界著名天體化學(xué)與地球化學(xué)家，中國(guó)月球探測(cè)工程首席科學(xué)家，中國(guó)科學(xué)院院士、第三世界科學(xué)院院士、國(guó)際宇航科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)家協(xié)會(huì)榮譽(yù)會(huì)長(zhǎng)歐陽(yáng)自遠(yuǎn)教授的諸多關(guān)心和指導(dǎo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Kelly Beatty.Why is the Earth moving away from the sun？[J].New scientist，June 2009.（https：//www.newscientist.com/article/dn17228-why-is-the-earth-moving-away-from- the-sun）

[2]鐘萃相.星系的形成與演進(jìn)和宇宙的膨脹現(xiàn)象及暗物質(zhì)與暗能量[J].科技視界， 2016，11：1-5.

[3]Beau Gusphax.Earth Moving Away from the Sun[J].Scientific Proof Magazine， December 23，2010.（https：//scientificproofmagazine.com/2010/12/23/earth-moving-away-from-the-sun/）

[4]IPCC.Climate Change 2007：Synthesis Report（Summary for Policymakers）[M]. Cambrige University Press，2007：2-22.

[5]IPCC.Climate Change 2007：The Physical Science Basis.Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the International Government Panel on Climate Change[M].Cambridge，UK and New York：Cambridge University Press， 2007.

[6]Ge Quan-sheng，Wang Shao-wu，F(xiàn)ang Xiu-qi.An uncertainty analysis of understanding on climate change[J].Geographical Research，2010，29（2）：192-203.

[7]Wang Shaowu，Luo Yong，Zhao Zongci.On the Report of the Nongovernmental International Panel on Climate Change（NIPCC）[J].Advances in Climate Change Research，2010，6（02）：89-93.

[8]鐘萃相.從大氣層的形成與演化揭示全球氣候變化的原因[J].科技視界，2016， 9：22-23.

[責(zé)任編輯：李書(shū)培]