在上週的國會聽證會上，德克薩斯州共和黨眾議員路易·戈默特詢問美國林務局官員，她的組織或土地管理局是否可以改變月球或地球的軌道，以扭轉人為造成的氣候變化的影響。這似乎是一個完全合理的想法，不是嗎？讓我們這樣做吧。
首先，我們必須清點我們擁有的東西——在我們將要移動地球的等式中的已知數。我們的星球以平均 1.496 億公里的距離繞太陽執行，並吸收足夠的陽光，使其平均溫度約為 15 攝氏度。然而，後一個數字比過去一個世紀地球的典型溫度略微升高了一度多。簡而言之，這個世界正在發低燒。根據目前的共識估計，如果不加以控制，這種發燒可能會變得更糟，到 2060 年代，地球的平均溫度將再升高一度。這種升高將使地球上目前人口稠密的某些地區實際上不適宜居住，並威脅到我們所知的全球文明的可持續性。
行星天文學家布里特·沙林豪森在貝洛伊特學院表示，輻射平衡，即來自太陽光線的入射能量與地球發出的能量之間的平衡，是我們理解地球溫度變化的關鍵。沙林豪森草擬的以下公式描述了這一點。
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行星天文學家布里特·沙林豪森的實驗室筆記本的一頁，顯示了用於確定行星輻射平衡的手寫公式（綠色突出顯示），它設定了行星的有效溫度。圖片來源：布里特·沙林豪森
這裡，Teq 是地球的溫度，T☉ 是太陽的溫度，R☉ 是太陽的半徑，X 是到太陽的距離，A 是地球的反照率或反射率。* 反照率衡量我們的星球反射太陽能的程度，其中 0 表示完全吸收，1 表示完全反射。氣候變化與反照率之間存在聯絡：例如，冰雪具有高反照率，將高達 90% 的陽光反射回外太空。人為變暖導致冰雪融化，這可能會降低地球的反照率。反過來，最終導致更高的行星平均溫度。
這個等式中的一些變數正在自然變化。我們的恆星正在非常緩慢地膨脹和變亮，隨著年齡的增長，它變得稍微更大更明亮。理論天體物理學家和科學作家伊桑·西格爾說，雖然太陽的亮度需要大約 1 億年的時間才能增加 1%，但我們排放溫室氣體的全球文明預計將在未來幾百年到 1000 年內將地球保留的太陽能增加 1%。
為了使地球更涼爽，我們需要降低等式右側的變數：我們無法輕易降低太陽的溫度或半徑——而且顯然，有意義地減少我們捕獲熱量、改變反照率的溫室氣體排放是不可能的。因此，讓我們採納戈默特眾議員的建議，簡單地增加 X，即到太陽的距離。我們所要做的就是找到一種方法，將地球 5.972 千萬億公斤的質量移離我們的恆星更遠的地方。很容易，對吧？
根據沙林豪森的計算，為了使溫度降低 3 攝氏度以抵消當前和近期人為造成的變暖，我們需要將我們的星球從太陽額外移動 300 萬公里。沙林豪森使用另一個粗略的計算發現，5 x 1031 焦耳的能量可以將地球 5,972,000,000,000,000,000,000,000 公斤的質量從其目前的軌道向外推動 300 萬公里。這些數字給戈默特眾議員的計劃帶來了挑戰，因為全球年發電量約為 1019 焦耳，僅佔我們移動地球所需能量的 0.0000000000002%。這還是假設我們可以以 100% 的效率將所有這些能量應用於地球，但這由於熱力學定律，在物理上是不可能的。
撇開這些細節不談，我們還沒有討論這種施加的能量會採取什麼形式。有一種字面意義上的核選項：科學家提出的一種移動小行星的方法是在小行星附近引爆核彈，沙林豪森說。“它基本上會汽化小行星的一部分，而逸出的岩石蒸氣就像火箭排氣一樣，會推動小行星前進，”她解釋說。
從理論上講，這種機制放大後可以提供足夠的動力來改變行星的軌道。然而，芝加哥阿德勒天文館的天文學主任吉扎·吉於克表示，要將地球移動所需的距離，需要比我們以往引爆的核爆炸次數多十億倍，或者相當於每秒鐘投下一顆原子彈，持續 500 年。不斷在地球表面附近引爆核彈，以汽化地球部分表面作為火箭排氣的策略也有幾個缺點。就我們的目的而言，最顯著的有害影響是爆炸本身會加熱地球，從而抵消逆轉全球變暖的既定目標。
一個更溫和的選擇是利用其他天體的能量，例如經過的小行星或彗星，透過設計近距離行星飛掠。航天器經常反向使用這種技術，透過靠近行星以竊取其部分軌道能量來提高速度，從而取得了巨大的成功。西格爾說，對於移動我們的星球來說，問題在於規模：小行星帶的總質量僅為 月球質量的 4% 到 5%，或地球質量的 0.05% 到 0.06%。利用整個小行星帶的質量進行飛掠，將使地球遠離太陽的距離不到 748,000 公里，僅為我們所需距離的四分之一，他說。而一次偏離軌道的碰撞地球將引發接近恐龍滅絕的大規模小行星撞擊造成的破壞，導致全球大規模滅絕。
幸運的是，我們在後院有一個質量更大的太空岩石：月球本身。我們能否“切斷”連線月球和地球的引力線，從而將我們的星球彈射到更寬的軌道上？西格爾說，以我們今天的能力，這是不可能的，而且後果將是災難性的。除了潮汐大大減弱外，沒有月球的地球夜晚會更黑暗，白天會更短，並且由於自轉軸不穩定，季節會極端且不可預測。
如果我們不完全擺脫我們的天然衛星，而只是改變其繞地球的軌道呢？格拉斯哥大學詹姆斯·瓦特工程學院的火箭科學家馬泰奧·切里奧蒂說，將月球軌道的半徑增加 10% 將在長期內影響地球自身繞太陽的軌跡。
切里奧蒂說，我們可以提取並加速月球上的物質。使用 100 吉瓦的雷射，或功率容量約為 美國所有風力渦輪機 的雷射，需要 300 萬億年的時間才能從月球表面提升足夠的物質。總是有前面提到的核選項，也可以用來移動月球而不是地球。另一個不那麼麻煩的選擇是用傳統的火箭手動提取月球物質。
切里奧蒂說：“如果我們能夠在月球上建造一個太空港，並建造一個相當於 SpaceX 的獵鷹重型火箭的火箭，將月球物質發射到深空，我們將需要 7 x 1016 次發射。” 那是 7 萬萬億次火箭發射。相比之下，在整個人類航天時代，人類只完成了 70,780 次發射，其中一半以上沒有離開地球大氣層。
吉於克說，人類可以在飛掠的想法中為小行星的利用增加一個轉折，而是將它們置於與月球碰撞的軌道上。我們需要每秒鐘讓公里大小的彗星撞擊月球，持續數百年才能產生實質性的影響。然而，同樣，偏離軌道的射彈可能會導致行星規模的物種滅絕事件。
由於增加地球軌道所需的變化幅度巨大，任何干預措施可能至少需要持續數百萬年，這引發了一個意想不到的社會學問題，吉於克說：我們沒有跨越如此漫長時間尺度的規劃先例。事實上，人類歷史上沒有哪個文明持續存在超過區區幾千年。
最後，西格爾說，即使人類設法使用這些方法中的任何一種改變了我們星球的軌道，他們也無法放鬆。“即使我們真的能夠對地球軌道做出如此巨大的改變，”他說，“這也不能免除我們的責任，只要我們不斷增加大氣中的溫室氣體濃度，我們就需要不斷做出這種改變。”
在我聽來，這聽起來像是對我們沉迷於化石燃料的現狀的有力支援！我們應該立即優先投入所有精力來改變地球的軌道，從現在開始，永遠持續下去。當然，這是一項西西弗斯式的任務，其中人類是西西弗斯，而永恆地被推上山坡的巨石是地球本身。但至少我們可以繼續駕駛我們酷炫的 SUV！我說我們開始工作吧。
*編者注 (2021 年 7 月 18 日)：此句子在釋出後進行了修訂，以更好地與影像中給出的符號對齊。