月球上的“地升”，由阿波罗8号宇航员拍摄。图片来源：比尔·安德斯摄/NASA
都别急，红巨星会出手。
月球每年远离地球3.8厘米。
太空探测器和宇航员曾在月球表面放置反射器，科学家靠它反射激光测量地月之间的距离。
通过测量光往返月球所需的时间，科学家可以非常精确地测量地月之间的距离以及距离的变化。
实际上，在每个月的时间里（大致是月球环绕地球一周的时间），地月之间的距离都会发生变化。月球平均距离地球385 000千米，但它的轨道不是完美的正圆，绕地球公转时会距离变化会达到20 000千米。这一变化就会导致有时的满月看上去比其他时候大，此时的满月就被称为超级月亮。
作为一名天体物理研究员，我对行星、恒星和星系等天体的运动和相互作用感兴趣。地球和月球的运动带来了许多有趣的结果，研究运动随时间的变化可以帮助研究人员更好地了解自地球和月球形成以来的45亿年里，这两个天体是如何演化的。
潮汐力
那么，为什么月球离我们越来越远呢？这都是因为潮汐。
潮汐源自物体之间的引力差。月球施加给地球的引力在地球面向月球的一侧比背对月球的一侧强约4%，因为引力随着距离的增加而减弱。
这种潮汐力导致海洋在朝向和背离月球的两个方向上凸起并产生晃动。这是因为月球对地球的引力在地球各处的强度并不相同。月球的引力在靠近地球的一侧最强，形成了一个指向月球的凸起。它在背离地球的另一边最弱，又留下了另一个滞后于地球上其他地区的凸起。
这幅由NASA制作的动图描述了月球是如何造成地球上的潮汐现象的。海洋里的水在朝向和背离月球的方向晃动。动图未按比例绘制。图片来源：NASA/Vi Nguyen
随着地球的自转，这些凸起会随着月球的引力而指向月球运动。无论是在纽约还是洛杉矶，由于潮汐隆起，海水水位的起落变化可能会有1.5米。
这些水体的凸起方向并不是完全朝向月球——它们略微“领先”于月球，因为地球的自转将它们向前拖动。这些凸起也会对月球产生引力。靠近月球的凸起不仅将月球拉向地球中心，也会让月球在轨道方向上加速——就像跑车在转弯时得到的助力一样。
当月球围绕地球运行时，潮汐凸起并不完全指向月球，而是由于凸起与自转的地球之间的摩擦而稍微提前一点。图片来源：NASA/Vi Nguyen
来自靠近月球的潮汐隆起的向前拉动导致月球加速，从而导致其轨道的尺寸逐渐增加。想象一个棒球运动员打出全垒打，如果球员在本垒打时击球速度更快，球会飞向更高的天空。
因此最重要的是，靠近月球的潮汐隆起的引力正在将月球向前拉，增加了月球轨道的半径。这意味着月球离地球的距离在缓慢增加。这种影响是持续而轻微的，只有在多年的平均值上细加测量才能检测到。
会影响地球吗？
月球的轨道半径越大，其动量就越大。想象一下，旋转一个绑在绳子上的重物。绳子越长，重物的动量就越大，旋转就越难停下。
因为地球在增大月球的动量，所以随着动量流向月球，地球的自转速度也会相应减慢。换句话说，随着月球绕转动量的增加，地球自转的动量也会相应减少。这种交换会使得一天的长度缓慢增加。
但别担心，这一影响很小：每年3.8厘米相比384000千米的地月距，每年的改变量仅有0.00000001%。接下来的数百万年里，我们还能看到日食、潮汐，过着一天24小时的生活。
月球曾离我们更近
过去地球一天的长度更短。
月球可能形成于大约45亿年前，彼时的新生地球被一颗火星大小的原行星撞击，导致大量物质被抛入太空。
NASA制作的模拟图，演示了新生地球与一颗已被摧毁的原恒星相撞，可能由此诞生月球的过程。视频来源：NASA
最终这些物质形成了月球，新生的月球离地球更近。那时你能在天上看到一轮大得多的月亮。
未来会发生什么
那么月球会进一步远离地球，最终逃脱地球的引力吗？
如果我们将时间快进数百亿年，最终地球的自转可能会减慢，直到它与月球互相潮汐锁定。这意味着地球自转的时间与月球公转的时间一样长。由此一来，月球将不会离地球更远，而你也只能从地球的一侧看到月球。
太阳将在数十亿年后的未来演化成一颗红巨星。视频来源：NASA
然而有两件事会阻止这种情况发生。其一，在未来的数十亿年里，太阳将变得更亮，并使海洋沸腾气化，这样一来就不会有大的潮汐隆起导致月球变得更远。其二，几十亿年后太阳将膨胀成一颗红巨星，这可能将直接摧毁地球和月球。
不过这些事件都发生在遥远的未来，你大可以安心在海滩上坐看潮起潮落、观测日食，以及欣赏我们美丽的月亮。
