地球倒了怎麼辦?

我曾向讀者提出了一個問題：由於存在月地與日地萬有引力及由其導致的潮汐摩擦作用，生活在地球上的人們是否終會有一天，那一天的時間會漫長到大約等於一個月的程度？或者達到一種更加極致的情況，我們的地球會一直以同一面面向太陽，而以另外一面一直背向太陽？

我們看不到月亮背面的主要原因是來源於地球引潮力的作用，由於構成月亮介質的非彈性，因而產生所謂的潮汐鎖定。月球潮汐力的鎖定作用，使得地球的自轉速度也會越來越慢，在大約100億年之後，地球與月球便會達到「孿生自轉」，也就是月地面對地面自轉的狀態。（科學網：從為什麼我們看不到月亮背面說起--自轉、潮汐和共振 - 陳學雷的博文：

http://blog.sciencenet.cn/home.php? mod=space&uid=3061&do=blog&id=729215）

事實上，涉及到日地月三方的相互作用，即天體物理學中的三體問題是很複雜的。但通過日地月兩兩之間的相互作用，推測在長時間尺度后它們之間的關係，最起碼提供了一種可能性，幫助我們了解若干百萬年之後地球以及伴隨旋轉的月球的狀態還是很有趣味的一件事情。

地球一天的長期變化

（700 BC-1980 AD）

上圖顯示了最近若干年來，地球自轉速度逐漸變慢的情況，大約為50毫秒每2000年的程度。如果假定地球一直維持這樣自轉變慢的速度，那麼可以推斷，大約會在25億年之後月地（僅僅考慮月地兩體問題的話）之間最終會達到一種新的平衡：其「孿生自轉」的周期大約會是現在日長的48倍，與此同時，月亮會從現在大約60個地球半徑的公轉軌道以每年約3.7厘米的速度逐漸遠離地球，到達約88個地球半徑尺度的新的公轉平衡軌道，最終形成類似於現在的冥王星與其Charon衛星的「孿生自轉」狀態。

很顯然，由於太陽的存，在上述的月地孿生自轉狀態，無論其時間規模還是最終狀態本身都會受到強烈的調製作用，並且有可能到達一個我們現在無從判斷的、完全不同的新的狀態。例如，一個非常明顯的事實是：如果地球的自轉速度越來越慢的話，那麼，由於太陽對於地球的萬有引力作用，我們現在看到的地球自轉軸與黃道平面的夾角將不再可能維持在現在的大約66.5度的狀態（下圖），這個夾角會變得越來越小，最終，我們賴以生存的地球其自轉軸會近似平躺在地球公轉的軌道面，也就是黃道平面上，也就是說地球倒了。

進一步推測，如果這樣的情況出現，那麼地球表面的生態一定會出現截然不同的樣子，因為在地球繞太陽公轉一圈的周期內，地球的南北兩個半球，會各有四分之一的時間直面太陽，飽受陽光荼毒之苦，而在另外四分之一的時間內，因完全背對太陽而終日不見陽光，或者說陷於漫漫長夜之中。到了那時候，生活在地球上的這些生命體，包括我們人類本身，如果那時候人類仍然存在的話，又該如何進行自我救贖？

CGI-KP2017019