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好文: 月球為什么不自轉

華峰博客 138

我們的祖先很久以前就觀察到了這個現象:在地球上我們看到的永遠只是月球的一面,但是看不到它的另一面是因為什么呢?這其實是由于潮汐鎖定的原因,原理很簡單,接下來我們就一起來探討。

潮汐鎖定四字,我們其實可以把它分開來看。

一是潮汐,何謂潮汐?潮汐二字是怎么來的呢?去掉三點水是朝和夕,那么有意思的就來了:潮代表清晨時刻的涌水,汐代表太陽落山西的涌水,這二者合起來就是潮汐。潮汐就是指海水在與海面垂直的方向上的周期性漲落。

潮汐現象是怎么出現的呢?

答案是由于月球和地球之間的引力作用,對于月球而言,叫做月球的潮汐力。我們都知道,兩個物體之間的萬有引力是和距離成反比關系的。因此當月球在距離地表最近的點和最遠的點兩處,引力完全不同:在距離地球地表最近點,引力最大;在距離月球地表最遠點,引力最小。

因此在月球圍著地球轉動過程中,海水的高度會隨著引力的大小改變著,也就是我們雖看到的海面呈周期性的出現潮漲潮落,也就是潮汐現象出現的原因。

月球單面朝向地球是什么原因呢?

二是鎖定,但是我們應該注意的一點是,月球的公轉方向與地球旋轉方向是相反的,因此月球的潮汐力使得海水背著地球自轉方向運動,從而海水與地球之間產生摩擦,時間長了,地球的自轉速度就被降低,這也是地球自轉周期在增大的原因。

同時,地球對月球也有潮汐力,并且由于地球的質量大于月球,因此地球的潮汐力更大,月球所受影響也就更大。時間長了以后地球的潮汐力與月球的自轉達到了一個平衡狀態:月球的自轉周期與它繞地球轉一圈的周期實現同步。這樣一來,月球的一面就永遠朝向地球了。

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