月球为什么总是一面朝着地球呢?月球会自转吗?

月球之所以总是一面朝着地球,其实是因为潮汐锁定。

潮汐这个词我们都不陌生,一般都是指月球对海洋的潮汐变化,其实不仅月球对地球有潮汐力,地球同样也会引起月球的潮汐变化。

潮汐变化

咱们拿比较熟悉的海洋潮汐变化为例。根据牛顿定律我们知道,力是有方向的,地球上的一切物体都会受到重力的影响,而地球的重力方向是竖直向下,所以熟透的苹果会落在地上,而不是飘向天空。海水之所以在地球上而没有漂浮到天空中,其实也是因为地球的重力。

地球上的物体除了会受到地球重力的因素外,还会受到宇宙中别的天体影响,尤其是月球,这是因为月球相比于其他星球,距离地球更近。

我们知道,在宇宙中星球自身的引力和质量相关,月亮质量虽然不如地球质量大,但自身的引力也会对地球造成影响,最显著的影响就是潮汐变化。

这是因为月亮的引力是指向月球内部,因此地球海洋中的水会受到两个力的作用,最主要的力是地球的重力(所以没有跑向太空),其次是月球的引力,月球的引力虽然没有重力大,但也会让地球海洋中的水汇聚到靠近月球的两端,形成高潮,而另外两端则形成低潮。

就这样,月亮的引力引发了地球的潮汐变化,才会形成高潮与低潮。

而潮汐在发生变化时,会相互碰撞,以及与海岸发生摩擦,其中一些能量以热量的形式散发到太空中,因此减缓了地球的自转速度。

科学家研究发现,地球早期时自转一圈只需要8小时,而现在需要24小时。也就是说,月亮在让地球自转速度越来越慢。甚至有一天,地球的速度会达到一天30天,和月球的公转速度一样,此时就是月球把地球给潮汐锁定了。

在宇宙中,卫星与主星相互潮汐锁定的案例并不罕见,太阳系中冥王星的卫星卡戎就与冥王星相互潮汐锁定了。

潮汐锁定

理论上,虽然月球可以把地球给潮汐锁定,不过需要花费的时间实在是太久了,久到太阳系走到生命的终点时,月球仍然没有把地球潮汐锁定。

不过,地球却早已经把月球潮汐锁定了。

可能你会问,月球上又没有液态水,地球是如何把月球潮汐锁定的呢?

其实这还是和引力有关。

月球的形成按照目前的主流假说为:碰撞说,在45亿年前,太阳系一颗行星忒亚一头撞上了地球的轨道,与当时的地球发生了碰撞。

按照这个理论,碰撞之后两个星球的地核合在了一起,形成了地球的地核(目前为假说),大多数物质都留在了地球,还有一小部分被抛向了宇宙。

幸好地球的引力够大,这些碎片没有跑太远,而是围绕地球形成了一个碎片带,后来这些碎片在引力的作用下逐渐汇聚成了一个星球,这就是月球。

早期月球形成时,温度非常高,整个星球的物质类似于火山喷发的流体一样。

这些流体在地球引力下发生了形变,靠近地球的两端被拉长,类似于地球海洋的“高潮”,而另外两端则被拉扁,类似于地球的“低潮”。

后来,月球逐渐冷却,形成了冰冷的固体,但地球仍然能引发月球的潮汐变化。月球上的岩石层,受到地球引力时,会发生形变,当月球转动时,月球固体会再一次发生形变,导致月球总是呈椭圆球体。

月球岩石在发生形变时,也会消耗能量散发热量,因此月球自转的速度变得越来越慢,直到自转一圈的速度等于公转一圈的速度。

之所以自转速度等于公转速度,是因为月球是围绕着地球运动,当公转速度等于自转速度时,月球上的物体不会发生形变,因此速度不会再发生变化。

此时,地球就把月球潮汐锁定了。

总结

最后,咱们总结一下,月球其实是会自转的,只不过由于月球被潮汐锁定,因此它自转一圈的速度等于公转一圈的速度。也就是一个月。

而月球之所以会被地球潮汐锁定,其实是因为它的质量较小,受到地球引力的作用,月球自转的速度在渐渐变慢,直到有一天自转一圈的速度等于公转一圈的速度。

其实不仅地球会潮汐锁定月球,月球同样会潮汐锁定地球,只是因为月球的质量太小了,需要花更多时间才能完成潮汐锁定。