这种距离的变化会影响我们星球的气候吗？
从太空看到的地球和太阳。 （图片来源：Bernt Ove Moss / EyeEm 来自 Getty Images）
太阳在天空中以如此可预测的方式移动，以至于你可能永远不会怀疑它与地球的关系一直在变化。事实上，地球与太阳之间的平均距离并不是一年比一年静止的。那么我们知道地球是离太阳越来越近还是越来越远？是什么力量作用于我们的星球和我们的恒星来实现这一目标？
简而言之，随着时间的推移，太阳离地球越来越远。根据 NASA的数据，平均而言，地球距离太阳约 9300 万英里（1.5 亿公里）。然而，它的轨道并不是完美的圆形。它略呈椭圆形或椭圆形。这意味着地球与太阳的距离可以在大约 9140 万到 9450 万英里（1.471 亿到 1.521 亿公里）之间，NASA说。
尽管如此，平均而言，地球与太阳之间的距离随着时间的推移而缓慢增加。这种不断增长的距离有两个主要原因。一是太阳正在失去质量。另一个涉及引起地球潮汐的相同力量.
太阳在缩小
为太阳提供动力的核聚变反应将质量转化为能量，遵循爱因斯坦著名的方程式 E = mc^2。因为太阳不断地产生能量，所以它也在不断地失去质量。在太阳的剩余生命周期中——据美国宇航局估计，还有 50 亿年左右——恒星如何随时间演化的模型预测，太阳在开始之前将损失其总质量的约 0.1%加州大学圣克鲁兹分校的天文学家布赖恩·迪吉尔吉奥在一封电子邮件中告诉 Live Science，他将死去。
虽然 0.1% 听起来可能不是很多，但“这是一个很大的质量，”DiGiorgio 说。 “它的质量与木星差不多。”反过来，木星的质量约为地球质量的 318 倍，根据加利福尼亚的探索馆。
物体的引力强度与它的质量成正比。 DiGiorgio 说，由于太阳正在失去质量，它对地球的吸引力正在减弱，导致我们的星球每年偏离我们的恒星约 2.36 英寸（6 厘米）。但是我们现在还不应该把太阳扔到一个一路顺风的派对上。
“这几乎可以忽略不计，特别是与地球轨道距离的正常变化相比，因为它的轨道略呈椭圆形——大约 3%，”DiGiorgio 说。
潮汐的影响
正如月球的引力会导致地球上的潮汐一样，地球的引力也会拉动太阳。威斯康星州伯洛伊特学院物理学和天文学副教授布里特·沙林豪森 (Britt Scharringhausen) 在康奈尔大学的“询问天文学家”页面上写道，这会拉伸太阳面向地球的一侧，从而导致“潮汐隆起”。
据美国宇航局称，太阳大约每 27 天绕其轴旋转一次（在新标签中打开）。因为这比地球绕太阳运行一周所需的 365 天左右要快，所以地球在太阳上产生的潮汐隆起位于地球前方。 Scharringhausen 指出，凸起的质量具有与之相关的引力，将地球拉到其轨道上，并将其抛离太阳更远。 （类似的效果是导致地球的月球慢慢地远离我们的星球（在新标签中打开）。）
然而，这些潮汐力对地球轨道的影响非常微弱：DiGiorgio 计算，它们导致地球每年远离太阳约 0.0001 英寸（0.0003 厘米）。
气候有什么重大变化吗？
地球与太阳的距离越来越远会影响地球的气候吗？
“随着地球远离太阳，太阳的光会变得更暗，”DiGiorgio 说。 鉴于地球与太阳的距离在未来 50 亿年内可能增加 0.2%，“这种变暗对应于撞击地球表面的太阳能减少 0.4%，”他说。 “与由于地球椭圆轨道而发生的太阳亮度的正常变化相比，这相对较小，因此不必担心。”
更需要担心的是，“随着太阳在未来 50 亿年的演化，恒星演化模型预测它的亮度将每 10 亿年增加约 6%，从而使地球温度缓慢升高，并使海洋沸腾，” 迪乔治奥说。 “这将使地球在太阳可能吞没它之前很久就不再适合人类居住。”
轨道影响
最近的研究表明，太阳系中木星和其他行星的轨道随着时间的推移发生了变化。那么它们的轨道是否会变得足够不稳定，以至于有一天会影响地球的轨道，使其更接近或远离太阳？或者其他一些流氓天体可能会通过离太阳系足够近的地方产生类似的效果？
“试图预测太阳系或附近恒星等多体系统的引力相互作用的问题在于它们是混乱的，这意味着它们无法确定地预测，”DiGiorgio 说。 “我们不知道，具体来说，这些行星的时间尺度会超过 1 亿年左右，因为测量中的微小误差和来自未建模相互作用的扰动会随着时间的推移变得太大。”
尽管如此，“我们可以通过对同一个混沌系统进行多次模拟来利用这种混沌来发挥我们的优势，以查看事件发生的概率是多少，”DiGiorgio 说。他指出，这类似于预测天气模型的工作方式。
我们太阳系中的行星示意图。 （图片来源：ChrisGorgio via Getty Images）
2009 年发表在《自然》杂志上的一项研究对太阳系进行了大约 2,500 次模拟，发现其中大约 1% 的水星轨道变得不稳定，导致它撞向太阳或金星。 “因此，理论上水星有可能经过地球移动并大幅改变其轨道，就像它在一次模拟中对火星所做的那样，”DiGiorgio 说。 “不过，从他们的模拟中可以看出，这不太可能发生。”
DiGiorgio 说，经过的恒星、行星或其他物体也不太可能扰乱地球的轨道。 DiGiorgio 说：“我粗略的计算表明，我们应该只期望每万亿年有一颗恒星比冥王星的轨道更近一次。” “任何已经在我们太阳系中的彗星也没有足够的质量或能量来实质性地影响我们的轨道。”
太阳之死
大约 50 亿年后，当太阳耗尽其氢燃料后，它将开始膨胀，成为一颗红巨星。假设地球继续不间断地运行，它是否会远离垂死的太阳以在我们恒星的垂死挣扎中幸存下来？
DiGiorgio 说，目前对于太阳在红巨星阶段会膨胀多少存在一些分歧。它有可能不会膨胀到足以到达地球，这意味着我们的星球可能会幸存下来并继续在轨道上运行。然而，大多数估计表明，太阳将长到足以吞噬地球，导致地球“向内盘旋而被遗忘”，DiGiorgio 说。
“然而，即使地球幸存下来，人类也没有机会与它一起生存，”DiGiorgio 说。 “来自太阳侵蚀的热量和辐射不仅会使海洋和大气沸腾，而且可能会使地球本身沸腾。人类必须在燃烧的熔岩球被吞噬之前很久就离开它。”
如果人类距离现在还有大约 50 亿年，并且希望地球在太阳膨胀期间保持宜居性，我们将不得不慢慢地将地球向外移动到土星的轨道周围，让它保持足够的温度，以供我们所知的太阳存在持续输出越来越多的能量。
“不过，这是非常不切实际的，”DiGiorgio 说。 “更简单的解决方案是放弃地球，寻找另一个星球或太阳系居住。”