月球為何會被潮汐鎖定?地球因這個力的作用也轉動得也越來越慢

2020-12-03 優美生態環境保衛者

月球是地球唯一的衛星,40多億年來一直默默守護在地球的身旁,既見證著地球的發展和演化,同時也吸引著眾多來自地月系統之外的小行星投入它的懷抱,從而時刻保護著地球的安全。從地球看來,月球有一個非常明顯的特點,那就是始終有一面向著地球,感覺它好像沒有自轉一樣,但實際上月球是有自轉的。

我們判斷一個物體是否處於運動狀態,所選擇的參照系很關鍵。如果我們身處一輛飛馳的火車上,如果不觀察窗外的景物,那麼我們很難發現火車處於運動的狀態,因為我們和火車處於同一個慣性參照系,而如果選擇處於和火車不同的慣性參照系,比如火車軌道旁邊的樹木,那麼從樹的角度來看,無論是火車還是火車上的人都是處於直線運動狀態的。因此,我們在判斷一個系統是否處於運動、或者處於一個什麼樣的運動狀態,必須跳離出這個系統,選擇系統之外的第三者作為參照物,這樣的結果才能相對準確並且易於理解。

對於地球和月球來說,它們共同組成了地月系統。如果以地球或者月球的角度,來判斷地月系統的運動或者其中任何一方的運動規律,顯然是不精確的。那麼,我們就需要找一個第三者作為參照物,比如太陽。雖然從太陽系的整體角度來看,太陽、地球和月亮也是處於一個大的系統,整體上圍繞著銀河系的中心運行,但是如果僅從了解地球、月球以及地月系統的運動狀態,那麼用太陽就足夠了。那麼,從太陽的角度來看,地球和月球朝著太陽的一面始終在變化,只不過月球背向和正向太陽的交替時間,要比地球長很多,這種地域的交替,從太陽看來,無論是地球,還是月球,都很清晰地呈現出自轉的狀態

其實宇宙中所有的天體,都是處於相對運動的狀態的,沒有絕對靜止的天體,這種相對運動的狀態主要體現在兩個方面,一個是自身的自轉,另一個就是圍繞著一個引力源公轉。無論是自轉還是公轉,追溯其形成的原因,都是在星體或者星系在形成的過程中,依靠吸聚星際氣體和塵埃物質來不斷壯大自身的質量而成。原先的星際氣體和塵埃物質在引力擾動作用下,都會產生相應的角動量,而組合形成的星體,都會繼承這些組成物質原本的角動量,從而對外表現出旋轉狀態,無論是太陽、地球和月球都不例外。

其實在月球形成之初,地球和月球的自轉角速度和現在截然不同,都要比現在快得多,遠遠大於目前月球圍繞地球的公轉角速度。由於月球和地球相互間的萬有引力作用,產生了二者轉動的潮汐效應,從而在一定程度上阻止了二者的自轉,使它們的自轉速度慢慢放緩。這個潮汐力,說白了就是起到「拉扯」作用的力。從地球的角度來看,由於自轉速度較快,海水由於具有流動性,在月球引力的作用下會發生形變(其實太陽的引力作用也會使海水發生形變,只不過月球距離地球很近,對海水的吸引效果要明顯高於太陽),海水會發生定向性的隆起,由於自轉速度較快,隆起的海水當轉過地球和月球質心連線時,又會在引力作用下向反方向回落,於是持續發生著地球上的潮漲和潮落現象,也正是這種海水的反覆運動,與海底和海岸的巖石發生持續的摩擦,在一定程度上起到了給地球「剎車」的效果,地球的自轉速度逐漸放緩,從剛形成的自轉周期6個小時延長到目前的24小時左右。

在地球自轉速度逐漸放緩的過程中,月球同樣也會受到地球的潮汐力作用,由於月球表面沒有海洋,其巖體在地球潮汐力的作用下會發生不太明顯的形變,內部也會出現相應的應變,使得月球始終在改變其質心位置,從而在一定程度上也慢慢拖拽著月球,使其自轉速度變慢,直至其公轉周期與自轉周期相同時,月球受潮汐力不再發生著內部的應變和表面的形變,月球的結構才變得穩定了下來,這就是月球被地球潮汐鎖定的主要原因。從這個過程來看,月球和地球相互之間的潮汐力,都有著使雙方自轉速度變慢的趨勢,只不過地球的質量比月球大得多,因此自轉速度放緩的進程,要比月球長得多,至今沒有形成互相鎖定的局面。

隨著時間的推移,在地球自轉速度越來越慢的影響下,角動量的損失則由月球所繼承,月球為了維持和地球的穩定關係,「不得不」離地球越來越遠。預計再過10億年左右,月球的公轉角速度將和地球的自轉角速度變得一致,大約在46天左右。

通過上述分析,我們可以看出,一個星體被另一個星體潮汐鎖定的快慢,主要取決於兩個因素,第一是兩個星體間的距離很近,潮汐力較大;第二就是兩個星體的質量差別不是太大,這樣更容易相互鎖定。至於問題中提到的有些行星的衛星沒有被潮汐鎖定,主要還是出在這兩個原因上,要麼兩個星體之間的距離太大,潮汐力影響效果有限;要麼二者的質量差別過大。兩個因素的綜合,使得行星中的部分衛星沒有被行星鎖定。

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    ,那月球上被吸出來的鼓包就會被月球的自轉帶的偏離地月質點連線,那麼地球給鼓包的力距就會迫使月球的自轉做出改變,以使得月球上的這個鼓包一直朝向自己,月球自轉太慢的話,鼓包滯後了,力距就會加速,月球自轉太快的話,鼓包被帶的超前了,力距就會減速,日積月累,月球的自轉周期和公轉周期就會越來越接近,最終相同,月亮就進入了潮汐鎖定的狀態只有一面面向地球。
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    坑坑窪窪的月背那為什麼月球始終只有一面對著地球呢?這是因為潮汐鎖定。月球並非一直如此的,在很久很久以前,至少是人類誕生以前,月球也是會轉動的。那現在為何不轉了呢?我們知道月球繞著地球轉是因為受到了地球的引力,而根據萬有引力定律,引力的大小與距離的平方成反比,那麼月球離地球近的一面受到的引力就比遠的一面受到的引力大。而月球的內部比較鬆軟,都是一些砂石,在地球引力的作用下,月球內部的砂石整體朝靠近地球的方向偏移。
  • 月球已被地球潮汐鎖定,若地球也被太陽潮汐鎖定,會有哪些變化?
    月球是地球唯一的一顆天然衛星,也是一顆被地球潮汐鎖定的衛星。何為潮汐鎖定呢?簡單來講,就是大質量天體的引力作用導致小質量天體失去了自主自轉的能力。以地球為例,地球自轉一周的時間約為24小時,也就是我們所說的一天,而地球圍繞太陽公轉一周約為365天,也就是我們所說的一年,地球的自轉是一種自主行為。但月亮就不同了,由於月球已經被地球潮汐鎖定,所以月球的自轉並不是自主行為,而是受地球引力控制的。正因如此,月球自轉一周的時間與其繞行地球公轉一周的時間是相等的。簡言之,月球上的一天和一年都等同於地球上的一個月。
  • 月球被潮汐鎖定,地球只能看到其一面,未來地球會否也被太陽鎖定
    月球被潮汐鎖定,地球只能看到其一面,未來地球會否也被太陽鎖定?許多人有疑問,地球和太陽之間也有潮汐鎖定吧,為什麼地球不會只有一面對著太陽呢,太陽系裡那麼多行星及衛星,為什麼僅月球被潮汐鎖定在地球上只能看到其一面,這本身是不是巧合?
  • 地球會被太陽潮汐鎖定嗎?
    潮汐鎖定現象在天體中普遍存在,太陽系中就有不少的例子,例如,月球已經被地球潮汐鎖定,月球的自轉和公轉周期已經同步;而冥王星和卡戎則更極端,它們互相潮汐鎖定,它們的自轉周期與彼此繞行對方的公轉周期都達到同步。那麼,潮汐鎖定現象是如何產生的呢?
  • 為什麼地球上看不到月球的背面?地球會被月球潮汐鎖定嗎?
    其實這就是月球圍繞地球公轉的時候慢慢的被地球潮汐鎖定。潮汐鎖定是如何發生的呢?潮汐鎖定是由於重力梯度而使天體永遠以同一面對著另一個天體。月球圍繞地球公轉的時候,由於受到地球的萬有引力,會使月球靠近地球一面和遠離地球一面受到的引力不同,月球會慢慢被拉成橢球體,這樣就會對月球的自轉產生阻力,於是月球自轉慢下來,直至公轉和自轉同步,也就是潮汐鎖定。
  • 地球海水潮汐的產生和月球總是一面朝著地球?潮汐鎖定
    1,為什麼地球海水會有潮汐現象,分為大潮和小潮!為什麼月球總一面朝向地球?直接抓重點言簡意賅的描述!那麼這樣潮汐現象對地球有什麼影響呢?由於地球自轉的同時海底回和海水產生摩擦,造成動能損耗這樣就是導致地球自轉速度降低,地球自轉變慢的速度還是非常緩慢的,每個世紀大約才會把一天時間延長千分之1.8秒,也就是說地球即便過去2億年,地球上每天的時間才延長一小時,所以也不必擔憂!2,月球為什麼總會一面朝向地球呢?
  • 月球被地球「潮汐鎖定」,那地球為什麼沒有被太陽「潮汐鎖定」?
    我們大家都知道在地球上,任何地方和時刻,我們只能看到月球的正面(月球一直朝向地球的一面),而不能看到月球的背面,這是由於月球繞地球公轉的周期和月球自身自轉的周期相同而導致的現象,在天文學當中把這種由於重力梯度使天體永遠以同一面對著另一個天體的現象稱為「潮汐鎖定」。
  • 月球到底有沒有自轉,這種被潮汐鎖定的星球是獨特現象嗎?
    這個禁錮的方式就叫「潮汐鎖定」。就像一個孩子在大人的管教下,由於太嚴苛太過保守,這個孩子本來天真好玩的本性就被漸漸磨滅了,成了一個木那或者很像大人的孩子,缺乏動感和創造性了。所以藉此機會奉勸一下有孩子的父母,不要過於苛求孩子,要放飛孩子,孩子的未來才能夠飛得更高更穩。月球的來歷。
  • 月球為什麼總是一面朝著地球呢?月球會自轉嗎?
    月球之所以總是一面朝著地球,其實是因為潮汐鎖定。潮汐這個詞我們都不陌生,一般都是指月球對海洋的潮汐變化,其實不僅月球對地球有潮汐力,地球同樣也會引起月球的潮汐變化。潮汐變化咱們拿比較熟悉的海洋潮汐變化為例。
  • 月球總是一面對著地球,是因為害羞嗎?不,是因為潮汐鎖定
    月球對地球起到了引潮力的作用,同樣的地球也會對月球形成引潮力,但是月球表面並沒有像海洋這樣的液態物質,全部都是巖石類等硬質物質所構成,所以短時間內月球是看不出什麼變化的。假設月球的自轉速度為v,引潮力會使月球的自轉速度逐漸變慢,我們來看下面的月球的受力分析便知一二;當月球逐漸的形成一個橢球體的時候,在它的長軸上的A點和B點受到的引潮力始終阻止月球自轉,消耗月球的自轉能量而使速度衰減,最終月球的長軸始終朝著地心的方向,月球的自轉速度v不再變化,也就是月球的自轉自己的公轉同步。
  • 為什麼地球的自傳速度越來越慢,是什麼影響了它
    地球從成型至今,已經轉的越來越慢了,從最開始之處,地球的自轉時間只有8個小時,到現在已經有24個小時,是什麼導致了地球越轉越慢呢,其實還是和月球有關係,月球和地球之間的相互影響,形成了地球上獨特的景觀。
  • 因為潮汐鎖定,月球只有一面朝向地球,若地球被太陽鎖定會怎樣?
    當然,月球並不是從一開始就只有一面朝向地球的,導致月球自轉和公轉速度趨於一致的原因就是地球對月球的潮汐鎖定。在宇宙之中,兩個天體發生潮汐鎖定是一種很常見的現象,僅在太陽系之中就有很多這樣的例子。太陽系八大行星之中離太陽最近的水星就被太陽潮汐鎖定了。
  • 太陽系潮汐鎖定的星球知多少?
    我想大概是指有的行星被太陽引力潮汐力鎖定吧,也很可能是問題中的「有的星球」。所謂潮汐鎖定,就是指兩個天體本來都有自己的公轉和自轉規律,但由於距離較近,引力分配到天體上的力不均衡,就會出現潮汐力。最典型的就是月亮與地球的引力潮汐力,可以從地球上的海水看到。
  • 假如地球被太陽潮汐鎖定,將出現永夜永晝現象,物種會如何生存?
    從古至今人們的生活常態便是日出而作,日落而息,而這一種生活狀態也是跟著地球圍繞太陽自轉的規律形成的,但是在宇宙中,並不是所有的星球都在轉動,有的圍繞地球轉動的星球被潮汐鎖定後,在這個星球上的一天與它圍繞地球公轉一圈的時間是一樣的,比如月球,就是被地球潮汐鎖定,也正是如此,所以我們只能看到月球的一面
  • 解讀地球的潮汐引力鎖定,月球的一面為何總朝向地球?
    1,為什麼地球海水會有潮汐現象,分為大潮和小潮!為什麼月球總一面朝向地球?直接抓重點言簡意賅的描述!
  • 地球自轉了幾十億年,如此漫長的時間為何沒有衰減到停止轉動?
    不要用我們生活在狹小空間裡的理解方式試圖想像浩瀚的宇宙,雖然地球在宇宙中微不足道,但對於人類來講,地球也足夠浩瀚了!在我們日常生活裡,只是在慣性作用下轉動的東西很快就會停下來,於是有人就想不通:為何同樣在轉動的地球在如此漫長的時間裡停不下來呢?地球所處的幾近真空,地球轉動速度很快,更重要的是地球質量非常大,真空中存在的極微量的粒子對地球轉動的影響實在太小了,可以忽略不計。
  • 地球自轉在變慢,月球公轉也在變慢,終有一日,一天就是一個月
    月亮潮汐力 在宇宙中有一句話叫做:質量為王。這是因為質量越大的天體,引力越大,引力越大的星球,越能對周圍的天體造成影響。比如黑洞,引力大到連光都逃逸不出去。 但是地球和月亮的引力沒那麼恐怖,尤其是月球,因為月球的質量相當於地球質量的1/6,因此月亮會受到地球的引力束縛,圍繞著地球運動。