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月球為什麼自轉和公轉時間相等

生活更新时间:2025-01-06 21:07:58

月球自轉與公轉周期為什麼一樣

答：

因為月球被地球潮汐鎖定了。

地球對月球的引力在靠近地球的一端是強于遠離地球的一端的，這使得月球被拉伸為了一個橢球。整體上這種引力差叫做潮汐力，地球上的潮汐就是因為受到了月球的潮汐力而使得海水在相對月球的不同位置有不同的漲落。如果你能理解地球上的潮汐，那麼月球上的固态潮汐也就很好理解了。

月球為什麼自轉和公轉時間相等（月球自轉與公轉周期為什麼一樣）1

潮汐鎖定示意圖 | 圖源：維基百科

當橢球狀月球的自轉快過公轉時，例如，從上圖中右上方的綠色位置轉到右下方的紅色位置，那麼它兩端受到的來自地球的引力将不再同向，于是就會産生一個與自轉方向相反的力矩，使得橢球的自轉趨于與公轉同步。這種鎖定導緻我們在地球上基本隻能看到月球的一個面。

月球為什麼自轉和公轉時間相等（月球自轉與公轉周期為什麼一樣）2

一個月裡月球的視運動（天平動）：月球基本上隻有一個面朝向地球，其自身的微小擺動來自于月球的橢圓軌道和黃白交角 | 圖源：知乎

這就使得月球的背面是個對人類很神秘的區域。為此中國科學家克服重重困難，于2018年成功在月球背面的拉格朗日點（即引力恰好能維持随地月系統同步公轉的平衡點）懸停了“鵲橋”号中繼衛星，為嫦娥四号及後續衛星的月背探測活動提供了通信保障。

再延展一下，地球的自轉有沒有可能也被月球鎖定呢？當然可以！古生物學家推算出4.4億年前地球一年有412天，比現今多了八分之一，說明地球的自轉确實變慢了。那麼這自轉的動能去了哪呢？都轉移到月球的公轉動能上了，這也導緻了月球以大約3.8cm/年的速度遠離地球。也就是說，也許在未來，月球的公轉周期和地球的自轉周期也會達到同步。屆時，地球某個區域的上空将相對靜止地停着一個月亮，而另一側的區域将永遠失去月夜。

by 牧魚

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