某一天,人類仰望星空,除了看到滿天繁星,還看到了一輪明月。
月球目前是地球唯一的天然衛星,在45億年前形成,雖然月球伴隨著地球經過了漫長的時間,但月球卻只向地球展示唯一的一面。
與地球和太陽的關係不同,由於地球自轉速度和公轉速度不同,地球可以360°接受太陽光的照射,從而讓全球環境處於一個平衡狀態,而月球始終只有一面向著地球,這是因為月球不能自轉?
地球和月球的「潮汐鎖定」:
在很久很久以前,月球剛剛成為地球的衛星,這時候的月球擁有自己的自轉,地球可以看到月球的每一個面。
然而月球和地球都不是「完美」的星球,內部構造以及表面的差異,讓星球之間的引力作用存在局部變化,地球對月球正面的引力要大於對月球背面的引力。在漫長的時間裡,由於引力作用的不同,月球每次轉向背面,都會被地球引力「減速」,久而久之,月球的自轉速度被逐漸放緩,最終實現「潮汐鎖定」——月球的自轉速度和公轉速度幾乎相同。
就像我們用手旋轉一個被拴著繩子的球,球在剛開始旋轉時,可能會出現自轉,然而當我們的手不斷施加向心力(引力),球拴著繩子的一面,最終會一直朝向我們的手。
月球並非不能自轉,而是自轉被地球引力減速,並且和公轉速度相同——月球繞地球一圈,自身才會自轉一圈,這也使得月球只有一個面朝向地球。
「潮汐鎖定」非常常見:
很多恆星和行星、行星和衛星之間,都會出現潮汐鎖定的現象。
在地球上,月球引力每天會引起2次漲潮和2次退潮,這是液體的潮汐,隨著人類觀測能力的提升,科學家發現每天地球上的巖石也會出現「漲潮」和「退潮」,兩者的交替,會讓地球巖石圈出現60cm左右的起伏,這是「固體的潮汐」。
太陽系形成時,絕大多數的行星都由零散的天體碰撞而成,這些天體的物質組成具有很大差異,在行星出現後,表面的陸地和海洋,也會讓不同的面產生不同的引力,尤其是表面不規則的衛星。地球衛星、冥王星衛星,都存在潮汐鎖定的現象。
潮汐鎖定除了在宇宙中天然形成,人類也在不斷創造潮汐鎖定,人造衛星就是潮汐鎖定的實例。
衛星在太空繞地球運動,如果衛星在公轉的同時還會自轉,會讓衛星拍攝的畫面十分不穩定,為了讓衛星永遠朝向一面,人造衛星在設計時便考慮了潮汐鎖定。
衛星進入太空後,不同的面將受到不同的地球引力,經過入軌、調整後,地球監控衛星就可以利用潮汐鎖定效應,穩定朝向地球。
文章來源:百度知道日報