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?
其實不是巧合,不嚴謹地說,所有衛星都已經或者逐漸被它所環繞的行星潮汐鎖定,只不過由於軌道和天體本身物理性質不同,被潮汐鎖定所需要的時間相差很大,有的只需要幾千萬年,有的就是幾百億年。
另外,月球雖然已經被潮汐鎖定了,但是仍然存在著「天平動」,也就是說月球還是會來回擺動,實際上我們能看到59%的月球表面,而不是正好的50%月球表面。地球還沒有被太陽潮汐鎖定,據計算五百多億年後地球就被太陽潮汐鎖定了,當然在那之前太陽就已經不復存在了。
「潮汐鎖定」幾個字就可以解釋,地球自轉變慢,月球遠離地球都與此相關。更直觀的解釋就是天長日久,地球和月球達到一種平衡,就像兩個齒輪相互咬合,一個大齒輪轉的慢,一個小齒輪轉的快。
地球潮汐鎖定了月球,而月球也在試圖潮汐鎖定地球,幾十億年來,地球的自轉速度從幾個小時變成了現在的24小時,這個能量轉移到了月球,使月球軌道越來越高,至今仍然以每年幾釐米的速度往外飛,相應的地球也越轉越慢,不過很遺憾,兩者博弈的結果將是月球被甩出地月系,地球以慢於現在速度的速度自轉,所以跟冥衛一潮汐鎖定了冥王星不同,月球試圖潮汐鎖定地球註定失敗。
其實衛星被行星潮汐鎖定在太陽系內是非常常見的,倒是行星被太陽潮汐鎖定只有水星一例(而且是3:2的軌道共振),因為只有水星距離太陽足夠近。相互環繞的行星和衛星、恆星與行星之間,對其中一者的引力效果是不平衡的,簡單說就是距離對方更近的一半受到了比更遠的一半更大的引力,受到這種引力差的影響,質量較小的一方體積會發生變化,形成一個朝向質量較大一方的潮汐隆起,質量差更大、距離更近的衛星最終會被潮汐力撕裂,形成土星環、木星環這些殘骸。
而相對質量合適、距離合適的衛星則會在引力場影響下導致兩種結果:其一是自轉速度快於公轉速度的,自轉減速;其二是低於公轉速度的,自轉加快,兩種結果都指向潮汐鎖定模式,即:潮汐鎖定的天體繞自身的軸旋轉一圈要花上繞著同伴公轉一圈相同的時間,且被潮汐鎖定的一方只能以一面面對另一方。
潮汐鎖定受距離、質量比、軌道離心率多方面作用,潮汐鎖定是同時發生在兩者之間的,導致的結果是雙方都會發生自轉與公轉時間的改變,這方面的極端例子是冥王星和冥衛一,他倆因為質量相差較小,所以互相潮汐鎖定,即冥王星背面永遠看不到冥衛一,冥衛一的背面永遠看不到冥王星,同時,二者也彼此環繞旋轉(公轉)。
至於我們的地球,實際上地球和月球、太陽的潮汐鎖定也都在緩慢的發生,從五億年前每天20小時每年420天到現在,地球自轉的速度是在減慢的(當然實際的影響因素很多,大氣和海洋的摩擦還減小了這個減慢的速度),也就是說未來有一天地球也會被徹底太陽潮汐鎖定,一半的地球見不到太陽。
以上觀點你有異議嗎?