月亮有自轉嗎?

2020-10-25 賽先生科普

月亮是有自轉的,只不過自轉周期與繞地球的公轉周期相同,因此每天夜晚我們看到的月面幾乎都是一樣的,所以容易讓人產生月球沒有自轉的錯覺。

我們將月亮目前的運行狀態稱為「潮汐鎖定」,也就是被地球所產生的潮汐力給鎖住了,導致月球的自轉周期與公轉周期一致。

那麼什麼是潮汐力呢?

簡單來說,考慮到客觀物體體積的存在,質量是分布在體積內的,因此「質點」這一概念嚴格來講是不存在的,而萬有引力定律告訴我們,引力隨物體之間的距離成平方反比,也就說物體的正面與背面,由於相距一段距離,因此兩面所受到的引力大小是有區別的。

而物體本身則會受到這個引力差的影響,比方說月球對地球的影響,由於地球表面覆蓋了很大面積的海水,加上海水作為液體,引力差的影響則更為明顯,而這個影響所導致的結果就是海洋會出現潮汐現象,於是我們乾脆將這個引力差稱為潮汐力。

同樣的,月球對地球有潮汐力,那麼地球對月球也有潮汐力,但由於月球表面並不存在海洋,因此我們不太容易觀測到潮汐力對月球表面的形變作用,但這並不代表沒有,實際上月球的形狀在地球潮汐力的影響下,是傾向於一種類似橄欖球樣式的長橢球形(當然了,這只是一個比喻,實際上是不可能有橄欖球那麼誇張的)。

潮汐鎖定如何產生?

雖然潮汐力將月球形狀拉長了(我們將拉長的那部分稱為潮汐隆起),但這並不能立刻使得月球的自轉周期與公轉周期保持一致,為此我們還需要考慮這樣一個過程:

當月球自轉周期與公轉周期不一致時,月球上兩端潮汐隆起的部分,其連線指向並不會時刻面向地球,而這樣就會導致一個力矩產生,迫使其面向地球,如下圖所示:

很顯然,這樣的過程會直接改變月球的自轉周期,最終在長期的磨合下,月球兩端隆起的連線指向就一直朝向地球了,於是這就導致了我們在地球上每次都只能看到月球相同的一面,此時月球的自轉周期與公轉周期也保持了一致,也就是潮汐鎖定形成了。

地球會月球被潮汐鎖定嗎?

聽著有些不可思議,畢竟月球的質量不過地球的1/81,但答案是肯定的,只要時間足夠長,地球也是會被月球潮汐鎖定了,到時候二者就完成了互鎖。

並且地球被潮汐鎖定的原理,實際上與月球被鎖定是一樣的,就以海洋的潮汐為例,由於地球自轉周期遠大於月球,潮汐隆起的部分會被地球帶著轉動,而月球的潮汐力則是保證潮汐隆起的部分對著月球自己,這樣一來就仿佛月球與地球在進行一場拉力比賽,因此海洋與地殼之間便會摩擦生熱,導致地球自轉動能降低,也就是地球自轉速度變慢了。

久而久之,地球就會被月球潮汐鎖定,二者完成互鎖,那時地球的自轉周期將與月球的公轉周期保持一致。

最後再說明一點,地球自轉速度下降,也就意味著地球的自轉角動量下降,考慮到地月系的角動量守恆,因此月球的軌道角動量就會增加,而這樣的結局就是月球軌道抬高,其速率大概是每年遠離地球3.8釐米。

不過地球要被月球潮汐鎖定,還要等個數十億年的時間,因此不必擔憂。

期待您的點評和關注哦!

相關焦點

  • 月球真的有自轉嗎?
    月球是自轉嗎?首先就要確定「自轉"名詞是怎樣概念的。詞典解釋為:「天體繞著白己的軸心而轉動。」說起自轉不由想起小朋友們玩的陀螺,它是自轉標準模式。也就是天體在繞自身軸旋轉,才是自轉。磨盤算自轉,驢是繞磨盤做圓周運動,驢也在自轉?驢打滾時才是驢的自轉。藏傳佛教中有一種法器,我不知道叫什麼,是一個圓筒,中間有個杆穿過,筒外有段繩子連接,另一端有個小球,搖動起來小球轉動,帶動圓筒圍杆轉動。這種互動形式很像地球和月亮的關係,圓筒是在做軸自轉,小球圍著繞圈子。小球是在做軸自轉嗎?小球做圓周運動時,對向圓筒的一面始終不變。
  • 地球自轉一圈是一天,月亮自轉一圈是一月,那太陽呢?自身都不同
    我們看月亮,會發現月亮總是一個樣貌,這是因為月亮只用一面面向地球的原因,那麼太陽也是這樣嗎?月亮總是一面朝向地球,是由於它已經被地球潮汐力鎖定了,就好像我們手裡甩一根繩子,繩子上面繫著一個小球,那麼小球就只會一面對著我們手的方向,我們每甩一圈,小球自己也轉一圈,同樣道理,被地球潮汐鎖定的月亮隨著地球公轉一圈,正好它自己也會自轉一圈,所以我們只能看見月亮的一面。那麼太陽是這樣嗎?
  • 月亮也會自轉,我們看到的月亮為啥都是一個樣?原來地球鎖定了它
    如果你留意過的話,會發現我們看到的月亮只有一個樣子,滿月時就是下圖中這樣的樣子。也許正因為我們看到的月亮只有這一種樣子,才有了吳剛砍樹、玉兔搗藥、廣寒仙子等神話傳說,因為它上面的圖像和這些神話傳說中很相似。
  • 宇宙中有沒有不自轉的星球?既然所有天體都轉,為什麼月亮不轉?
    天體的轉動真的是上帝推了一把嗎?人類認識宇宙最早是從地球中心論開始的,當然這後來被哥白尼的日心說所推翻,再後來克卜勒的行星運動定理以及銀河系自轉的發現,太陽中心論也被推翻,隨著人類對天體運動的了解,對宇宙的認識也在進入一個更高的層次!
  • 宇宙中有沒有不自轉的星球?既然所有天體都轉,為什麼月亮不轉?
    天體的轉動真的是上帝推了一把嗎? 為什麼月亮不自轉? 這種模式形成的原因是,引力作用下天體有一種被拉長的趨勢,而這種趨勢會產生一個轉動方向上的逆向力阻止天體自轉,最終到與公轉同步!
  • 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。
  • 每次抬頭看月亮,都只能看見相同的一面,是因為月球不自轉嗎?
    首先月球在自轉,只是轉的比較慢,和月球公轉是一個周期——約27天。為什麼有些人會認為月球沒有公轉呢?我大概想了下,估計是下面這個原因因為每次抬頭看月亮,都只能看見相同的一面,而另一面從來都看不見。腦袋一拍,答案出來了,因為月球沒有自轉啊!你看,因為月球它自己不轉,所以我們每次只能看見相同一面。
  • 地球自轉,月亮和太陽難道就不轉?他們想幹什麼?
    問題:地球會自轉,月亮和太陽為啥不轉?他們想幹什麼?
  • 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。
  • 我們真的需要月亮嗎?月球究竟對人類有著怎樣的影響呢?
    月亮在中國文化中象徵意義十分豐富。它是美麗的象徵,創造了優美的審美意境。同時,月亮也是人類相思情感的載體,它寄託了戀人間的相思,表達了人們對故鄉和親人朋友的懷念。月亮本身安寧與靜謐的情韻,但在失意者的筆下,月亮又有了失意的象徵。
  • 我們真的需要月亮嗎?月球究竟對人類有著怎樣的影響呢?
    月亮在中國文化中象徵意義十分豐富。它是美麗的象徵,創造了優美的審美意境。同時,月亮也是人類相思情感的載體,它寄託了戀人間的相思,表達了人們對故鄉和親人朋友的懷念。月亮本身安寧與靜謐的情韻,但在失意者的筆下,月亮又有了失意的象徵。
  • 為什麼月球能自轉卻仍有背面?
    月亮總是一個面朝向地球,難道月球不轉麼?還是月球背面很神秘不讓看呢?查了各種知識問答,說月球是自轉的,只是因為月球公轉和自轉周期一致,所以我們在地球上只能看到月亮的一面。如果還是有些不明白的話,那麼請想像一下驢拉磨的場景。
  • 如果地球突然停止自轉,會有什麼後果?
    什麼力量推動地球自轉?如果有一天地球停止自轉,會發生什麼事呢?傳統的觀點是,如果記得小時候轉動陀螺,就要靠外力旋轉,保持一定的速度,地球上的太陽和行星都形成在巨大的委員會前星雲物質的塊上。然後出現了問題,陀螺開始被外力旋轉,過一會兒就會慢慢停止,地球的自轉由行星的衝擊形成,最終會有停止的一天。地球停止自轉會怎麼樣?如果地球開始以極快的速度轉動,例如在一天內,地球大氣仍然以每小時1100英裡(約0.49公裡/秒)的速度在赤道上繼續轉動。沒有土地基礎的都將被清除乾淨。
  • 月相為何有盈有虧,月亮又為何始終將一面朝向地球?
    你有沒有想過……為什麼月亮會改變形狀?月相是什麼?月球的黑暗面又是什麼?人們對於月亮總是非常著迷。並且我們有充足的理由去使自己沉迷於那一抹銀色!月球控制著我們的潮汐漲落,導致了地球上絕美的日食,而且我們似乎能從月球上看到一張人臉。更使我們著迷的是,月亮甚至會改變形狀!圖解:仲夏早晨,一輪滿月落在聖戈戈戈尼奧山(加利福尼亞州)後面。
  • 誰給月球自轉踩了剎車
    來源標題:誰給月球自轉踩了剎車  1月份,月球將在天幕獻上「專場演出」。1月初的超級月亮之後,1月31日月全食又將上演。雖然可以更加清晰地欣賞月亮,但一個令人遺憾的事實是,你始終只能看到它有玉兔和月桂樹的那一面。  不管你是否注意過,千百年來月球只有一面對著地球。
  • 太陽會自轉嗎?太陽是怎樣自轉的?太陽黑子又與自轉有什麼關係?
    但是除了自轉時間長短之外,太陽自轉的方式也不同於地球這樣的巖質星球。而且,正是由於這種差異產生了太陽黑子,並引導著伽利略最初的發現。觀測太陽自轉並不難,因為光球層的存在,它是的太陽表面、厚度很薄,諸如太陽黑子和日珥就發生在光球層內,其中有一些太陽活動可以持續足夠長的時間,在它們運動時可以被觀察到,就像伽利略做的那樣。事情到這開始變得複雜起來了。
  • 超級月亮來了!淺談月亮軌道變化下的天文現象
    月亮最大的特點就是變化無常,每個月不僅能看到月亮的陰晴圓缺,有時候還能看到月全食,月偏食等天文奇觀。而月球作為地球唯一的衛星,是時候來了解一下和月球軌道變化下的天文現象所包含的科學原理!潮汐鎖定是怎麼來的?月球會自轉嗎?
  • 地球為什麼會自轉?有一天會停下來嗎?
    然而,今天太陽系的所有行星都形成了自己特定的自轉規律,比如地球和火星的自轉時間都是24小時左右,而金星的自轉方向則和地球相反,並且自轉時間長達243個地球日。金星為什麼如此另類?科學家推測,金星開始的自轉也和地球相似,但在遠古時代的某一天,金星被一顆巨大小行星或彗星撞擊了,巨大了衝擊力不僅改變了金星的自轉速度,還讓金星的自轉方向發生了不可逆地翻轉。
  • 科學家:地球自轉越來越慢,以後一天有25小時?兩現象成有力證據!
    對此,一些人產生了懷疑,難道地球自轉速度變慢了?月亮離我們越來越遠了嗎?沒錯!天文學家與物理學家共同發現,地球的自轉速度確實在一天天地減慢,而且月球正在慢慢地遠離地球。這兩者之間是有絕對聯繫的,那就是——潮汐。月亮對海洋的引潮力造就了潮汐與潮流現象,使本來是球面的海平面呈現出紡錘一樣的形狀。
  • 地球為什麼會自轉,地球真的是永動機嗎
    有一種辦法就是用 「角動量」。一個繞定點轉動的物體, 它的角動量就是質量乘以速度,再乘以該物體與定點的距離。物理學中有一條非常 重要的角動量守恆定律,說的是-個轉動的物體只要不受外力作用,它的角動量就不會因物體形狀的變化而發生變化。