月球自转与公转周期为什么一样

月球自转与公转周期为什么一样

答：

因为月球被地球潮汐锁定了。

地球对月球的引力在靠近地球的一端是强于远离地球的一端的，这使得月球被拉伸为了一个椭球。整体上这种引力差叫做潮汐力，地球上的潮汐就是因为受到了月球的潮汐力而使得海水在相对月球的不同位置有不同的涨落。如果你能理解地球上的潮汐，那么月球上的固态潮汐也就很好理解了。

潮汐锁定示意图 | 图源：维基百科

当椭球状月球的自转快过公转时，例如，从上图中右上方的绿色位置转到右下方的红色位置，那么它两端受到的来自地球的引力将不再同向，于是就会产生一个与自转方向相反的力矩，使得椭球的自转趋于与公转同步。这种锁定导致我们在地球上基本只能看到月球的一个面。

一个月里月球的视运动（天平动）：月球基本上只有一个面朝向地球，其自身的微小摆动来自于月球的椭圆轨道和黄白交角 | 图源：知乎

这就使得月球的背面是个对人类很神秘的区域。为此中国科学家克服重重困难，于2018年成功在月球背面的拉格朗日点（即引力恰好能维持随地月系统同步公转的平衡点）悬停了“鹊桥”号中继卫星，为嫦娥四号及后续卫星的月背探测活动提供了通信保障。

再延展一下，地球的自转有没有可能也被月球锁定呢？当然可以！古生物学家推算出4.4亿年前地球一年有412天，比现今多了八分之一，说明地球的自转确实变慢了。那么这自转的动能去了哪呢？都转移到月球的公转动能上了，这也导致了月球以大约3.8cm/年的速度远离地球。也就是说，也许在未来，月球的公转周期和地球的自转周期也会达到同步。届时，地球某个区域的上空将相对静止地停着一个月亮，而另一侧的区域将永远失去月夜。

by 牧鱼

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