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站在地球上, 为何只能看到月球的一面? 过去并不是这样的

发布日期:2025-07-19 18:36    点击次数:120

在天气晴朗的夜晚,满月时我们仅凭肉眼就可以看到月球表面的纹路。

如果你经常抬头赏月,那么一定发现了这件事,就是月球表面的纹路总是固定不变的,这个月如此,下个月也是如此,今年如此,明年也是如此。这说明我们每次观月,看到的都是月球的同一个面。月球是一个近似的球体,围绕地球公转的同时也在自转,为什么我们却只能看到月球的一面呢?对于站在地球上的我们而言,月球的确是有正面和背面之分的,它有大约41%的部分永远背对着地球,这就是我们常说的“月球背面”。

作为一颗天然卫星,月球无论是质量还是体积都很大。

它的质量约为地球的八分之一,体积约为地球的四分之一。它围绕地球公转的周期约为27.31天,而其自转的周期约为27.32天。发现什么问题了没有?月球的公转周期与自转周期是相同的,当它绕行地球一周的同时,自己也刚好转了一圈,而当一个天体的自转周期与公转周期相同且方向也相同的时候,那么这个天体就永远只有一面面对着中心天体了。

这是巧合吗?并不是,在月球刚刚形成的时候,它的自转周期与公转周期并不是相同的。

早期的月球不仅自转速度很快,同时还很不稳定。因为那个时候的太阳系比较热闹,各种天体对月球的撞击会导致月球的质量分布和运动状态发生改变,从而发生自转速度的变化。后来,月球逐渐被地球潮汐锁定了,所以自转速度与公转速度才会趋于一致。什么是潮汐锁定呢?这一切是怎么发生的呢?在月球围绕地球运行的过程中,地球会对月球产生引力作用,但因为月球本身是个球体,所以地球的引力在月球上的分布并不是均匀的。

靠近地球的部分受到的引力作用大,远离地球的部分受到的引力作用小。

引力的不均匀会使月球自身发生形变,这种形变会使月球在自转的过程中发生内部摩擦,这种摩擦会不断消耗月球的能量,使得月球的自转速度变慢。在经过了数十亿年的洗礼之后,月球的自转速度逐渐与公转速度趋于一致了,而此时地球的潮汐力对月球的作用就达到了平衡状态,这就是潮汐锁定。

潮汐锁定一旦形成,是不会自发解除的,除非有外力作用。

比如当一颗大质量的游离天体闯入太阳系,影响了其它星体的运行轨迹,一些大质量的天体来到月球附近,月球受到了它的引力牵扯,从而脱离潮汐锁定状态。另外一种情况就是其它天体的撞击,从月球便面遍布的陨石坑可以知晓,月球经常受到小型天体的撞击,而这种撞击是不足以改变其运行状态的,必须是超大级别的天体撞击,才有可能使月球的运行轨迹发生变化,从而解除潮汐锁定。

此外,因为引力的作用是相互的,而不是单方面的,地球可以锁定月球,反过来月球也同样可以锁定地球。

但是因为月球的质量较小,想要锁定地球需要花费更长的时间,天文学家预计这个时间可能要长达500亿年。在太阳系中有另外一对天体,它们的质量相差不大,所以就实现了相互潮汐锁定,它们就是冥王星和卡戎。早期人们认为卡戎是冥王星的卫星,但因为两者质量相差不大,又实现了相互潮汐锁定,所以现在更倾向于认为卡戎是冥王星的伴星,如果能够站在冥王星上看卡戎,景象将会是非常壮观的。