作為我們地球的衛星，月球有一個引人注目的特點，那就是它在圍繞着地球公轉的過程中，一直隻用同一面對着地球，以至于我們無法根本看到月球的背面是什麼樣子。那麼問題就來了，為何在地球上始終不能看到月球的背面？這是巧合，還是另有原因呢？

如果說這是巧合的話，那這樣的現象就不免讓人浮想聯翩，甚至還有人猜測月球本身就是一艘巨大的外星飛船，而其目的就是用來監視地球，不得不說，這是一個非常迷人的想法。

然而事實卻不是這樣，科學家告訴我們，月球分毫不差地以同一面對着地球，是因為月球自轉一圈所用的時間，剛好與月球公轉一圈的時間相等，但這并不是什麼巧合！這其實是月球被地球潮汐鎖定的結果，下面我們就來講一下。

我們都知道，月球、地球乃至所有被稱為“星球”的天體都是圓的，那為什麼會這樣呢？其實這是因為引力，雖然引力是四大基本力中最弱的一種力，但因為引力是一種長程力，并且可以無限疊加，所以當一個天體的質量達到一定程度的時候，其自身的引力就會造成整個星體發生形變。

在巨大的引力面前，構成星球的物質在整體上會呈現出流體的性質，而當它們達到流體靜力平衡時，就成為了一個球體，月球當然也不例外。

很顯然，由于地球的引力巨大，因此地球的引力也會對月球的形狀産生影響，而因為引力的大小與距離的平方成反比，所以月球的各個部位受到的地球引力存在着很大的差距，在這種情況下，月球的流體靜力平衡就會被地球引力破壞，從而在其正面和背面形成隆起（原因是引力和“慣性力”），這被稱為潮汐隆起。

如上圖所示，月球的公轉速度為v1、自轉速度為v2，當月球在“月球1”的位置上時，其形狀被地球引力拉伸成了一個橢球形（注：圖中的形狀是為了方便讨論，實際上隻是拉伸了一點，并沒有這麼誇張）。

由于月球上的潮汐隆起需要一段時間後才能恢複原狀，因此如果月球的自轉速度v2大于其公轉速度v1，那麼當月球運行到“月球2”的位置上時，在“月球1”的位置上形成的潮汐隆起就會偏離原來的方向（紅色部分）。

因為與地球的距離不同，所以月球正面的潮汐隆起所受到的力F，會比其背面的潮汐隆起所受到的F'大一些，這就相當于地球的引力給月球施加了扭矩，而其效應與月球自轉方向相反，在這種情況下，月球的自轉速度就會減慢。

反過來講，如果月球的自轉速度v2小于其公轉速度v1，那麼這種扭矩的效應就與自轉方向相同，在這種情況下，月球的自轉速度就會加速。

總而言之，這種機制的效應就是永遠指向月球的自轉周期和公轉周期同步，如果月球的自轉速度快了，這種機制就會讓月球的自轉減速，反之則讓月球的自轉加速，日積月累之下，其最終的結果就是月球被地球潮汐鎖定，分毫不差地以同一面對着地球，我們在地球上也就始終不能看到月球的背面了。由此我們可以看到，這并不是什麼巧合。

其實在太陽系中潮汐鎖定這種現象并不罕見，比如說木星和土星的很多衛星都是被潮汐鎖定了的，其中就包括大名鼎鼎的木衛二（Europa）和土衛六（Titan）。相對而言，冥王星和它的衛星——冥衛一（Charon）就顯得比較“奇葩”，因為它們居然是互相潮汐鎖定的（如下圖所示），而其原因就是冥王星的質量太小了。

值得一提的是，研究人員通過高精度的計時系統發現，平均每一年，地球的自轉周期就慢16微秒（1秒相當于100萬微秒），這就說明了月球的引力也會對地球造成同樣的影響，隻不過因為月球的質量比較小，所它對地球自轉的影響就顯得非常有限。

好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家關注我們，我們下次再見。

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