为什么月球的一面要对着地球,月球为什么总是一面朝着地球呢?月球会自转吗?( 二 )


与太阳潮类似,月球对地球的吸引力和惯性离心力的合力就是月球的引潮力,而且由于月球距离地球更近 , 月球的引潮力比太阳更大 。在地球朝向月亮的一侧和背离月亮的一侧,会形成月亮潮的涨潮,这种潮水称为太阴潮 。
在农历初一(朔)和农历十五(望)的时候,太阳、地球、月球在一条直线上,此时太阳潮和太阴潮的涨潮相互叠加,就会形成大潮 。但如果太阳-地球、地球-月球连线相互垂直,就会造成太阳潮和太阴潮相互抵消 , 形成小潮 。
虽然从理论上讲大潮的日子都应该是农历初一和十五、十六,但是由于地球地形等因素的影响,各地大潮的时间稍有不同 , 例如钱塘江大潮就是在每个月的初三和十八最为壮观 。
潮汐锁定
理解了离心力和潮汐的原理,我们终于可以解释为什么月球总是一面朝着地球了 , 我们称之为潮汐锁定 。
不光月球对地球有引潮力,地球对月球同样有引潮力 。但是月球表面上却没有水,所以也没办法形成潮汐 。不过,在引潮力的作用下 , 经过漫长的岁月,月球上的岩石也会发生流动 , 月球朝向地球和背离地球的两侧会被拉长 , 月球变成了椭球体 。
在月球围绕地球转动的过程中 , 月球的长轴一直朝向地球 。这是因为:假如月球转动过程中自转周期与公转周期不严格相等 , 造成长轴方向偏离了月地连线,引潮力就会及时纠正月球的姿势:A点的引潮力指向地球,B点的引潮力背离地球 , 两个力不共线,造成月球转动 , 直到月球的长轴指向地球,两个引潮力共线抵消未至 。
就是在引潮力的作用下,经过十分漫长的过程,月球被地球锁定了,所以它只能一面朝着地球 。
也许有小朋友要问:既然月球被地球锁定了,地球为什么没有被月球锁定呢?这是因为地球的质量要比月球大很多,锁定地球需要经过更加漫长的时间 。其实,由于引潮力的原因,地球的自转周期的确在变大,也就是一天的时间越来越长 。再经过几十亿年,地球也会被月球锁定,到了那个时候 , 地球的一天和一个月就是同样的时间了 。
宇宙中有许多质量较小的星球,现在已经完成了相互锁定 。例如冥王星和它的卫星卡戎,它们就是彼此锁定的:两颗星球彼此面对面,围绕共同的中心旋转 。宛如一对彼此相思 , 却不能在一起的恋人 。




其实我们都知道月亮为什么总是以一面朝着地球,而且我们也能给出答案,那就是潮汐锁定 。但是你再问一下 , 潮汐锁定的原理是什么 , 估计很多人就不了解了 。
对于一个答案,我们不光要知道结果,还要知道这个结果是怎么来的 , 所以今天我们就聊一下潮汐锁定的原理 。
潮汐变化
目前科学家认为月亮起源的主流说法是大碰撞说,大概在45亿年前,一个和火星大小差不多的行星忒亚,一头撞上了地球 , 其中一部分落在了地球上 , 还有一小部分碎渣被抛向了宇宙,但由于地球引力的存在,这些碎片并没有跑太远 。
后来,这些碎片在自身引力的作用下逐渐汇聚成一个星球,也就是月亮 。但因为月亮和地球的质量相差太远 , 所以月亮也没有逃脱地球的引力,并在地球的引力下围绕着地球自转 。
其实不光地球对月亮有引力,月亮对地球同样存在着引力,而月亮对地球的引力,可以引发地球海洋的潮汐变化 。
具体来说是这样 , 因为地球自转一圈只有24个小时 , 而月亮绕着地球转动一圈是一个月,大概30天左右 。这样,月亮跑的就比地球慢多了 。

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