好文: 月球为什么不自转

华峰博客 93

我们的祖先很久以前就观察到了这个现象:在地球上我们看到的永远只是月球的一面,但是看不到它的另一面是因为什么呢?这其实是由于潮汐锁定的原因,原理很简单,接下来我们就一起来探讨。

潮汐锁定四字,我们其实可以把它分开来看。

一是潮汐,何谓潮汐?潮汐二字是怎么来的呢?去掉三点水是朝和夕,那么有意思的就来了:潮代表清晨时刻的涌水,汐代表太阳落山西的涌水,这二者合起来就是潮汐。潮汐就是指海水在与海面垂直的方向上的周期性涨落。

潮汐现象是怎么出现的呢?

答案是由于月球和地球之间的引力作用,对于月球而言,叫做月球的潮汐力。我们都知道,两个物体之间的万有引力是和距离成反比关系的。因此当月球在距离地表最近的点和最远的点两处,引力完全不同:在距离地球地表最近点,引力最大;在距离月球地表最远点,引力最小。

因此在月球围着地球转动过程中,海水的高度会随着引力的大小改变着,也就是我们虽看到的海面呈周期性的出现潮涨潮落,也就是潮汐现象出现的原因。

月球单面朝向地球是什么原因呢?

二是锁定,但是我们应该注意的一点是,月球的公转方向与地球旋转方向是相反的,因此月球的潮汐力使得海水背着地球自转方向运动,从而海水与地球之间产生摩擦,时间长了,地球的自转速度就被降低,这也是地球自转周期在增大的原因。

同时,地球对月球也有潮汐力,并且由于地球的质量大于月球,因此地球的潮汐力更大,月球所受影响也就更大。时间长了以后地球的潮汐力与月球的自转达到了一个平衡状态:月球的自转周期与它绕地球转一圈的周期实现同步。这样一来,月球的一面就永远朝向地球了。

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