月球公轉與自轉完全同步,這不是巧合而是自然規律

2020-12-03 時空通訊

有人提出,月亮公轉與自轉完全一致,是一種巧合。

時空通訊的結論:這一點也不是巧合,是地月系統長久引力磨合形成潮汐鎖定的結果。

月亮生成之初,自轉肯定是大於公轉的。什麼時候就自轉與公轉同步了呢?我們地球上看起來就沒有轉動了,世世代代都是看著它那一樣一樣的面孔。

現在沒有這個答案,反正自從人類有記載的歷史以來,月亮就是這個樣子,老人說,那上面有一棵桂花樹,桂花樹下有嫦娥和月兔。

現代科學探測已經知道了月球的面貌,那所謂的桂花樹只不過是荒涼月球上「月海」的陰影而已。月海沒有水,只是一片低洼的陸地。

在太陽系,自轉與公轉同步的星球很多,這些星球總是一面朝著它的主星,這不是巧合,實際上是被主星的引力潮汐鎖定了。

目前,太陽系的所有行星都還沒有被太陽鎖定。原來有人認為水星和金星可能已經被太陽潮汐鎖定了,後來發現並沒有。

1959年天文學家們經過對水星觀測計算,發現水星的自轉與公轉並不同步。水星自轉3周,圍繞著太陽公轉才2周,因此水星與太陽實際上是3:2軌道共振關係。

金星自轉速度非常慢,金星圍繞著太陽公轉一圈,需要224.7天,而自轉一周卻需要243天。這樣,金星的一天比一年還要漫長,但這並非是潮汐鎖定。

太陽系八大行星除了水星和金星,有6顆行星擁有衛星,除了地球,其餘的5顆行星衛星都比地球多。

其中火星衛星有兩顆;木星衛星有79顆;土星衛星原有62顆,2019年國際天文學聯合會小行星中心突然宣布又發現了20顆,這樣超過了木星,衛星總數達到82顆;天王星有衛星27顆;海王星有衛星14顆。

這樣,太陽系大行星的衛星合計已有205顆,這些衛星都是已知的,還有一些尚未定論的發現,相信今後衛星數量還會有增加。

這些衛星,現在證實被主星潮汐鎖定衛星至少有35顆,其中:地球1顆;火星2顆;木星8顆;土星15顆,天王星8顆,海王星2顆。

這個潮汐鎖定到底是怎麼回事呢?

這是因為兩個天體之間萬有引力作用,在球形天體的不同位置是不一樣的,這樣就會導致天體變形,受力最大的區域和對應一邊會潮汐隆起,就像海水漲潮退潮一樣。

這種引力對天體的扭曲導致了引力在天體作用的不平衡,小天體對大天體這種扭曲的抵抗要消耗動能和角動量,漸漸轉動就越來越慢,最終就被潮汐鎖定了。

鎖定的結果就是公轉與自轉完全同步,公轉一圈也自轉一圈,這樣就永遠有一面是朝著主星,另一面背著主星。

大海因為是流體,潮汐變形作用就非常明顯。其實潮汐作用不但會導致流體發生變形,對於巖石剛體同樣也有變形,只是比流體小多了,肉眼看不出來而已。

地球對月球的潮汐作用就是月球剛體變形,最終鎖定。

小天體被大天體潮汐鎖定的同時,也會消耗大天體的能量,小天體的引力同樣也會在大天體上發生潮汐作用。

月亮對我們地球大海的潮汐作用就是典型的例子。

因此從理論上來說,大天體也總有一天會被小天體潮汐鎖定,只不過如果天體之間質量懸殊,小天體力量過於弱小,鎖定時間就會很漫長而已。

但有一個例子就非常典型,冥王星和冥衛一卡戎就是相互潮汐鎖定了。這是因為冥王星比卡戎大不了多少。卡戎直徑約冥王星的一半,質量約冥王星的1/8,而且他們之間距離很近,只有19570千米。

科學界認為,卡戎並不是冥王星的衛星,而是與冥王星共享一個公轉軌道,它們圍繞著旋轉的質心並沒在冥王星上面,而是在雙方連線的空間。這也是冥王星最終被踢出行星隊伍的一個主要原因。

因為行星定義重要一條,就是要清空公轉軌道上的小天體。卡戎的存在,視為冥王星沒有清空軌道。

但它們的相互鎖定,說明大天體也會被小天體鎖定。

地球與月球之比就比冥王星與卡戎之比大多了。

地球直徑12756千米,月球直徑3476千米,地球直徑是月球的3.67倍;地球質量為5.965×10^24千克,月球質量為7.349×10^22千克,地球質量是月球的81.2倍。而且月球距離地球有38.4萬千米。

因此雖然理論上,月球鎖定地球的可能性存在,但時間需要非常久遠。

科學觀測認為,地球自轉在變慢,但這種慢變化很小,10萬年每天才會增加1秒。

這樣1億年就增加1000秒,也就16.7分鐘,3.6億年才增加1個小時,50億年每天增加了約14小時,也就是變成了38小時一天,地球依然在自轉,沒有被鎖定。

但50億年後,太陽系已經毀滅了。

太陽系行星對太陽的鎖定就更是螞蟻想扯住大象了。太陽質量是太陽系總質量的99.86%,八大行星加上矮行星、衛星、小行星的各種天體,包括塵埃也才佔太陽系的0.14%,要潮汐鎖定太陽,理論上可行,但時間需要宇宙毀滅。

潮汐鎖定更多的發生在軌道偏心很小接近圓形的天體之間。

如果軌道偏心較大,天體之間的潮汐鎖定作用就難以形成,表現出來的更多是軌道共振。

水星就是一個典型的例子。其公轉軌道偏心率達到0.206,而我們地球才0.017。所以雖然距離太陽那麼近,質量又那麼小,也沒被潮汐鎖定,而是形成了自轉與公轉周期為3:2的共振。

感謝閱讀,歡迎討論。

時空通訊原創版權,侵權抄襲行為將受到法律責任追究,敬請理解支持。

相關焦點

  • 月球的自轉和公轉周期分毫不差,只是巧合,還是什麼力量在控制?
    宇宙中的天體不會完全靜止,總會存在某種運動。相對於自轉軸,地球每隔一天轉動一圈。相對於太陽,地球每隔一年繞行一圈。同樣地,太陽也會繞軸自轉,周期約為25個地球日;同時,太陽還會繞著銀河系中心公轉,周期約為2.3億年。然而,月球的運動顯得非同尋常。
  • 太陽地球月球,三者之間隱藏著巨大的謎團,是自然規律還是巧合?
    它是由於地球繞太陽公轉和月球圍繞地球的公轉周期不同而產生的,理論上除了每月的農曆十五不可能出現,其他時候只要滿足幾個條件,都可以觀察到,尤其在天氣晴朗,天空的能見度和明暗度又剛剛好的秋季,相對來說就很容易看到這種現象。
  • 月球公轉自轉之謎?月球難道是空心的?
    1.496億公裡,這個距離大約是地球到月球距離的395倍,巧合的是什麼呢,太陽的直徑就是月球直徑的395倍,你說巧不巧,在這樣的巧合下呢你從地球看太陽和月亮,怎麼看他倆大小都一樣,但是大家都知道實際上太陽是要比月球大很多的,太陽要比月球大400倍, 還有就是咱們平時多少年多少年才能觀測到一次的日全食,怎麼形成的呢,這就是月球轉到地球和太陽中間的時候,月球剛好擋住了太陽所發出的光,哎,這就形成了完美的日全食
  • 太陽系中為什麼只有月球不在自轉?天文學家:不是不自轉
    月球在繞地運行的同時也在自轉,其自轉周期 27天7小時43分11.559秒(27.32天,同步自轉);自轉速度4.6267 米/秒(月球赤道);由於月球的自轉與公轉同步(潮汐鎖定),因此始終以同一面朝向著地球,以致造成月球只有公轉無自轉的錯覺與假象。
  • 月球分毫不差地以同一面對著地球,這並不是什麼巧合
    作為我們地球的衛星,月球有一個引人注目的特點,那就是它在圍繞著地球公轉的過程中,一直只用同一面對著地球,以至於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?
  • 月球只有一面一直向著我們,因此月球只有公轉沒有自轉是真的嗎?
    這個問題迷惑了許多人,有很多人都認為月球既然被地球鎖定,就不會動了,因此沒有自轉。在我們世界,存在這一個相互影響的運行系統,地球圍繞著太陽轉,月亮圍繞著地球轉。但這幾個天體公轉軌道並沒有在一個平面上,所以就出現許多奇異的自然現象。我們人類把地月公轉自轉的軌道稱為白道、赤道、黃道。
  • 月球繞地公轉方向是怎樣的?與地球自轉方向是不是相同?為什麼?
    好了方向的規定簡單說完了,再回到題目上來,怎麼判斷月球公轉和地球自轉方向相同,這是因為站在地球北極點上空分別看地球自轉和月球公轉,它們都是沿逆時針方向轉動,因此它們的運動方向是相同的,都是自西向東。那為什麼相同呢?這個問題有多種可能第一,是巧合。
  • 月球會自轉嗎?在太陽系中還有其他以一面「示人」的衛星嗎?
    我發現月球繞地球公轉的時候好像沒有自轉。月球是太陽系中唯一沒有自轉的衛星嗎?注意……月球是有自轉的。如果你站在月球表面,你可以像在地球上一樣,眼觀星起星落。不過月球上的一天有大約一個月那麼長,就和月球的公轉周期一致。也正是因為月球的這兩者的一致性,才導致月球一直只將一面朝向我們。
  • 為什麼月球的自轉周期和公轉周期是一樣的?科學家給出了答案
    為什麼月球的自轉周期和公轉周期是一樣的?對於這個問題,科學家認為,首先在宇宙中,月球受到了同步作用的影響,月球在自轉以外,還有圍繞著地球公轉,而且月球公轉一周和它自轉的周期是相同的!說明月球上的一天就等於地球一圈,所以要是從地球上觀測月球,月球當然沒有什麼變化,用物理學解釋就是同步的自轉讓人感覺不到變化,月球自轉的主要原因是月球軌道有傾斜,所以月球在公轉的時候同時也在自轉,這樣就導致它總是用一面朝著地球,在古代的時候,人類的天文知識不是很發達,所以經常會有嫦娥奔月的神話故事,但是後來慢慢地人類的科技逐漸的發達以後,人類對月球也進行了探索,
  • 地球的自轉周期與月球的公轉周期愈加趨近,未來,一天將等於一月
    世人皆知,一天有24小時,一個月大概30天,而這所謂的一天實則是指地球自轉一個周期所需的時間,一個月實則是指月球圍繞地球公轉一個周期所需的時間。不過,這只是如今的狀態,爾等可知,在遠古時期,月球並不存在,而地球的自轉速度遠遠快於現在,也就是說從古至今,一天的時間在逐漸拉長。
  • 月球公轉在變慢,地球自轉也在變慢,會不會慢到一天就是一個月
    月球公轉在變慢,地球自轉也在變慢,會不會慢到一天就是一個月?地球自轉一周的時間是24小時,也就是我們通常所說的一天,而月球繞行地球一周的時間則是我們通常所說的一個月。這裡所說的地球自轉與月球公轉的數據都只是一個概數,嚴厲來講,地球自轉一周所需求的時間是23小時56分04秒,而月球繞行地球一周所需的時間是27天7小時40分48秒。 無論是地球的自轉還是月球的公轉,並不是從一開端就堅持著這個速度的,在地球構成的初期,它的轉速要比如今快得多。在地球最初構成的時分,太陽系是非常繁華的,那時各種大小的天體遍及於太陽系之中,碰撞是在所難免的。
  • 月球公轉在變慢,地球自轉也在變慢,終有一日,一天就是一個月
    這裡所說的地球自轉與月球公轉的數據都只是一個概數,嚴格來講,地球自轉一周所需要的時間是23小時56分04秒,而月球繞行地球一周所需的時間是27天7小時40分48秒。無論是地球的自轉還是月球的公轉,並不是從一開始就保持著這個速度的,在地球形成的初期,它的轉速要比現在快得多。
  • 地球的自轉周期與月球的公轉周期愈加趨近,數十億年後,一天將等於...
    世人皆知,一天有24小時,一個月大概30天,而這所謂的一天實則是指地球自轉一個周期所需的時間,一個月實則是指月球圍繞地球公轉一個周期所需的時間。 不過,這只是如今的狀態,爾等可知,在遠古時期,月球並不存在,而地球的自轉速度遠遠快於現在,也就是說從古至今,一天的時間在逐漸拉長。
  • 地球不是永遠繞著太陽公轉,自轉嗎?為什麼不是永動機?
    地球的公轉和自轉,運行了幾十億年,的確能夠稱得上是永動機了。但是,地球的公轉和自轉運行卻並不是不需要消耗能量的永動機,而是需要源源不斷的能量補充的。如果沒有源源不斷的能量補充,只是單純依靠慣性作用力運行,一是無法解釋初始的動力來源,二是避免不了象人造衛星一樣最終隕落的命運。
  • 揭秘月球自轉和公轉會給它本身帶來什麼現象?看完本文你就明白了
    月球作為我們地球的天然衛星,在太陽系中,它是人類最熟知的天體。它距離地球38.44萬千米。現有的人類航天技術從地球出發,可以在7-8天達到月球。當然,如果用光速的話,大約1.2秒左右就夠了。我們知道,地球有自轉和公轉。地球自轉需要一天時間也就是大約24小時。自轉會使地球形成白天和黑夜的交替。地球公轉需要一年,也就是大約365天,公轉會使地球形成四季交替輪迴。
  • 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?
    月球質量是地球的1/81,開始當然是有自轉的,但地球的引力潮汐對它不斷的拉拽下,轉速就越來越慢,最終終於形成了與公轉同步的自轉,公轉一圈,也自轉一圈,這樣就總是一面看著地球了,地球自從有了人類,也就一直看到月亮一個面孔。這也是月球正面好看很多的主要原因。
  • 自轉的月球為什麼還會有一個我們看不到的背面?月球也躲貓貓?
    這也許是很多朋友心中一個大謎團,說了月球被地球潮汐鎖定,月球有一個我們看不到的背面!又說月球仍然自轉,這不是自相矛盾嘛......那麼下面就來簡單說說為什麼月球自轉卻仍然有一個我們永遠見不到的背面!潮汐鎖定:一個天體在另一個天體的引力作用下自轉與公轉同步的一種常見天體運行方式!上圖即為月球在地球衝力梯度內同步公轉的情況,為方便理解,在月球上朝向地球的方向標記樂一個小白點,在圍繞地球公轉過程中,這個點始終朝向地球!這就是潮汐鎖定下月球公轉的特徵!
  • 在地球上為什麼看不到月球背面嗎?月球不是自轉的嗎?
    月球確實是自轉的,但正是因為月球的自轉所以在地球上才看不到月球的背面!
  • 地球為什麼會自轉和公轉?
    月亮繞著地球轉,地球繞著的太陽轉,這屬於公轉;而月亮、地球、太陽等星球,其自身都在繞著一個假想的軸旋轉,這屬於自轉。那麼天體為什麼會旋轉呢?地球誕生至今已有45億年的歷史,就讓我們通過地球的旋轉來揭秘這背後的原理。●什麼是旋轉?
  • 地球自轉和公轉的原理是什麼?又是什麼推動著地球的自轉?
    大家都知道地球一直在自轉和公轉,想必大部分人也都知道地球自轉和公轉的周期,地球每公轉一周是一年,每自轉一周是一天,也正因為地球的自轉和公轉才又有了晝夜交替和四季變化,但是大家知道地球為什麼自轉、公轉呢,地球旋轉的動力又是什麼呢?