为什么月球总是一面对着地球?这当中有什么玄机?

虽然月亮抬头可见,但你知道吗?我们能看到的永远都只有月球的一面,月球的背面始终背对着地球,这究竟是怎么回事呢?难道月球的背面有不可告人的秘密?

月球为什么只有一面对着人类?

很多人以为,月球是外星人派来的监视器,用来监视地球的,月球的背面藏着很多秘密。然而事实上,这和外星人一点关系也没有,月球之所以只有一面对着地球,是因为潮汐锁定。

大约在45亿年前,当时月球还没有出现,但太阳系有一个行星叫做忒亚,它一头撞上了地球的轨道,撞击产生的碎片一部分留在了地球上,另一部分碎片飘到了地球周围。

由于地球引力的束缚,这些碎片并没有跑太远,而是围绕着地球运动,后来这些碎片在引力的作用下,逐渐汇聚成了一个天体,这就是月球。

月球刚形成之初,并不是只有一面对着人类,如果那时有人类,人类可以站在地球上看到月球的各个角落(如果你的视力较好的话)。

后来,月球的自转速度越来越慢,最终导致月球的自转和围绕地球公转一圈的速度相同,因此只有一个面对着地球。

那么问题来了,月球的自转速度是怎么被拖慢的呢?

月球的潮汐锁定

牛顿在1687年发表了自己的著作《自然科学的数学原理》,在这本书里,他首次提出万有引力公式。

根据万有引力公式我们知道,任何物体之间都有引力,它的大小和物体的质量呈正比,和物体的距离的平方成反比。

由此可知,月球也会受到地球的引力影响,所以月球才会围绕着地球转动。不仅如此,月球上的物体也会受到地球的引力影响。

事实上,月球形成之初,整个星球呈熔融状,可以流动,因此非常容易发生形变;后来月球逐渐冷却,形成坚硬的岩石。而这些岩石在受到地球引力作用时,也会发生形变,导致月球并不是一个规则的球体,而是椭圆体。

在月球形成之初,月球的自转速度很快,这就导致它们围绕地球转一圈的时间,可以自转好几圈。然而由于自转和公转速度不一致,导致月球自转的过程中,月球在不停地发生形变,这个过程会消耗掉月球的动能,导致月球自转速度越来越慢,直到月球自转速度和公转速度一致,这种情况就叫做潮汐锁定。

当月球被潮汐锁定时,此时月球就以同一面对着地球,站在地球上,再也看不到月球的背面了。

事实上,不光地球对月球有潮汐力,月球也可以潮汐锁定地球,我们看到的地球海洋发生潮汐变化,大部分都是月球引发的。

因为地球质量大,而月球质量小,我们知道引力大小和天体的质量有关,因此月球的引力较小,想要潮汐锁定地球需要花费更长的时间。

目前来看,月球已经拖慢了地球的自转速度,在地球刚形成之初地球自转一圈需要8个小时,前阵子科学家研究发现恐龙时代一天只有23.5小时,而今天地球自转一圈的速度是24小时。如果地球历史足够长,或许未来地球自转一圈需要花费一个月,那时就是指地球被月球潮汐锁定了。

月球的背面有什么?

虽然月球始终以同一面面对着地球,但在1959年时,人类就已经拍摄了第一张月球背面的照片。

月球的正面和背面有着显著的区别,在月球的正面,有巨大的月海,但是月海上并没有水,而是平原。但在月球的背面,有密集的陨石坑,这些陨石坑也被称为冯·卡门撞击坑。

从成分上看,月球的正面约有60%被月海的玄武岩覆盖,但在月球背面,几乎都是高地斜长岩。月球上一共有22个月海,其中19个分布在正面,另外3个较小的分布在背面。

之所以有这些差异,目前还没有确切的答案。

总结

像月球这样,被自己的主星潮汐锁定的卫星并不罕见,比如:木星至少已经潮汐锁定了8颗卫星。

之所以主星容易潮汐锁定卫星,是因为主星的质量较大,对卫星的潮汐力更大,更容易潮汐锁定对方。这是一种非常常见的天文现象,因此月球并不是外星人派来监视地球的监视器。