月亮的公转和自转周期为什么一样?

Moon Roate

学过中学地理的都知道,我们在地球上只能看到月亮的背面,而看不到它的正面。好比只能看到美女的销魂背影,而没法一睹其真容。

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回过头来,我又不禁要想问,那为什么在地球上只能看到月球的一面呢?中学地理告诉我们,是因为月球绕地球的公转角速度和月球的自转角速度相差无几。那这又是为什么呢?为什么月亮的公转和自转角速度会那么相近呢?

任何物体旋转时,都会有离心力,导致靠内的是稍尖的一头,而靠外的是稍圆的一头,就好比下面这颗鸡蛋。对于月球这侧而言,就是靠近我们地球的这侧是尖头,远离地球的那侧是圆头。

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地球的引力使得月球朝向地球的那面总会有一些变尖。而始终由一个相对更尖的那面朝向地球,结果就是我们只能看到更尖的那面,也就是现在这样。

这种现象,用专业术语来说,叫『Tidal Locking』,中文是『潮汐锁定』。下面这个动画很好地解释了这个效果:

潮汐锁定

更有趣的是,潮汐锁定是一个在行星和卫星之间的普遍现象,在太阳系中比比皆是。其中包括火星全部的2颗卫星,木星的8颗卫星,和土星的15颗卫星。

而更夸张的是,作为行星的水星,也被我们的太阳给潮汐锁定了。对一位在水星上的观测者来说,一天相当于两年,也就是说水星自转一圈的时间里已经绕着太阳转了两圈。不过还好这种锁定和月球还不太一样,否则肯定有一面要被烤焦吧。

参考资料

https://www.youtube.com/watch?v=6jUpX7J7ySo

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