月球不是一直都在轉動嗎，為什麼還會有正面和背面之分？

不同於夜空中距離太遠的恆星，雖然當我們在肉眼觀察時，總會覺得它們都是靜止不動的。但只要藉助專業的探測工具，便能觀測到它們的移動情況；而月球的背面，則是地球上的我們即便用天文望遠鏡也無法看到的神秘面，因為我們可以觀測到的那一面總是它的正面。

沒錯，正是因為月球總以同一面面向地球上的人類，所以月球才有了正面和背面之分。人類在1959年才第一次看到月球背對地球那一面的照片，它是通過前蘇聯的月球3號太空船所拍攝。而人類首次通過眼睛看到月球的背面，則是在1968年阿波羅8號任務環繞月球飛行的時候。那麼，一直在轉動的月球為何總以同一面示人呢？

月球的不同面-一面是大量起伏不平的撞擊坑，一面是平坦的月海

關於月球近側正面的基本事實

月球的近側，也就是我們常常看到的正面，分布著一滴水都沒有的月海，巨大的撞機坑被暗色火山噴出的玄武巖熔巖流所填充。而那些古老而明亮的斜長巖高地，以及引人矚目的撞擊坑就零星的分布在月海的內部和外圍之間。

雖然，站在我們人類的角度，月亮就是天空中唯一亮度低於太陽的星體，然而它的真實表明卻十分昏暗。倘若要對它的亮度進行一個比較具象的描述，那麼，我們可以將其與生活中較為常見的瀝青進行對比。簡單來說，月球正面的真實反射率，其實僅比瀝青高出那麼一點點。

月球的近側（左側）覆蓋著深色斑點，月球的遠端（右側）有許多隕石坑和高聳的地形

月球的遠端背面是什麼樣子

月球始終背對著我們的那一面，也就是它的遠端背面，存在著一個太陽系中已知最大的撞擊坑，名字叫做南極-艾特肯盆地。不同於正面月海的大面積分布（大約31.2%的覆蓋面積），月球背面很少有比較平坦的月海存在（2.5%左右的面積佔比），同時還可以遮蔽來自地球的電波幹擾。

或許正是這種地形分布上的明顯不同，才導致了月球的熱量主要是集中在其正面的半球上生成。比如，月球勘探者的γ射線光譜地質化學圖已被證實。南極-艾託肯盆地代表著月球上最低的高度，以及最薄的地殼。為什麼它不像正面的風暴洋那樣，存在著劇烈的火山活動，便與其隆起的表面和地殼的厚度會影響內部玄武巖的爆發有關。

月球偵察軌道飛行器拍攝的月球遠端區域照片，大量mineral礦物表明其過去可能是稀有矽酸鹽火山沉積

月球如何旋轉-接近的旋轉周期值，給人造成月球近似靜止的錯覺

月球的同步旋轉是怎麼回事？

相信很多觀察月亮的人都會發現，當它經過軌道時會與地球基本保持在同一側，這也是為什麼很多人會疑惑，月亮到底有沒有在旋轉。答案當然是肯定的，雖然它看上去似乎與我們的眼睛所觀察到的截然相反。事實上，月球圍繞地球運行一周大約需要27.322天，而它圍繞自己的旋轉軸一周也剛好是在27天左右。

為什麼月球給很多人的感覺是靜止不動的？正是因為這兩個旋轉周期值近似相等所造成，這樣的現象被稱為同步旋轉。很多時候，大家都將月球的遠端背面稱為陰暗面，但這樣的說法卻並不準確。因為，當月相處於新月階段、月球剛好位於太陽和地球之間的時候，此刻沐浴在陽光之下的就是月球背面。

當然了，月球的軌道和自轉並沒有達到完全匹配的程度，它會沿著略微伸展的橢圓軌道繞著地球運轉。當地月之間的距離達到最近的時候，月球的自轉速度會小與其旋轉速度，這也是為什麼我們可以在東邊看到另外8度角。而當地月之間的距離達到最遠的時候，其更快的自轉速度，則會讓我們在西邊看到另外8度的角。

月球的運轉軌道是如何發生變化的？

正如月球會受到地球的引力影響，地球上的海洋潮汐也會受到月球的影響一樣。它的自轉周期，也並不是一直都剛好等於它圍繞地球運行的軌道。缺少海洋的月球，會在地球的引力作用下形成潮汐凸起，並在拉動它們的時候產生潮汐摩擦，並最終導致了月球自轉速度的減慢。隨著時間的遞進，當月球的自轉速度變得足夠慢的時候，它的軌道和自轉變得匹配。

月球被地球反射光照亮的「夜側」就像滿月

然後，月球的正面被潮汐鎖定永遠面向我們的地球。簡而言之，引力效應在月球上形成的凸起，導致了月球的旋轉速度變慢，而同步旋轉的形成，使得更長的月球軸指向了地球。也就是說，月球面向地球的一側完全取決於其自身的旋轉速度。

月球逐漸地失去了原有的運行速度，而地球也不會完全不受束縛。月球會對地球的自轉施加摩擦，地球也會在月球自旋的時候施加摩擦，而一天的長度就這樣每個世紀增加幾毫秒。比如，在恐龍時代的時候，地球的自轉大約只需要23個小時就能完成；但是，當時間來到1820年的時候，同樣的輪換則花費了大約24個小時。

月球被潮汐鎖定-該現象在太陽系中普遍存在，且形成原理一致

潮汐鎖定並不是只存在於月球和地球之間

月球總是以同一面朝著地球，其實就是潮汐鎖定在我們現實生活中的最直觀體現。這樣的現象通常都發生在，重力梯度使天體總以同一面面向另一個天體。所有被潮汐鎖定的天體都有一個共有的特徵，那就是其自旋需要花費的時間，總是幾乎等於它圍繞同伴進行公轉需要耗費的時間。正是這樣的同步自轉行為，才導致了被潮汐鎖定的星球，總是以固定不變的一面朝向另一個天體。

在巨大的隕石坑和廣闊的月球平原上，LRO和其他太空飛行器最終在月球北極和其他地方發現了數噸水冰的證據。

客觀而言，潮汐鎖定現象在宇宙中並不罕見，即便是我們所在的太陽系也較為普遍的存在著。比如，水星和太陽之間，衛星和它的行星之間，乃至太陽系外的其他行星和恆星之間，其實都存在著地球和月球之間的這種潮汐鎖定現象。其中最為特殊的，應該就是冥王星和卡戎，由於兩個天體的質量和物理性質都比較接近，所以它們被彼此潮汐鎖定。

關於潮汐鎖定機制原理的描述，我們可以將被鎖定的較小天體命名為天體B，然後將較大的天體命名為天體B。從自轉率的改變這個角度來說，當天體A的引力在天體B的隆起的誘導下造成扭矩，那麼，天體B會就會被天體A潮汐鎖定。所有具有該類現象的天體，都會經歷從潮汐隆起、隆起拖拽、結果的扭矩到軌道變化、乃至大天體的鎖定後自轉軌道共振。比如，水星的自轉，就被鎖定到與公轉太陽周期為3:2的共振。

月球不僅自轉且與地球的距離變得越來越遠

不要感到意外，月亮不僅不像很多人錯覺裡的那樣沒有旋轉，而且還與地球之間的距離變得原來越遠。就連地球的自轉速度也在減緩，而這兩個現象之間又存在著密切的聯繫。地球的兩端，都受到月球引發的潮汐影響，並且地球又在旋轉。所以，月球在其軌道上的位置將落後於潮汐，月球因為引力的拖拽被送入到更高的運行軌道。

圖像中的顏色說明了月球表面坡度和粗糙度等信息

由於受到了這樣的增強影響，地球被迫需要損失一部分能量，所以也出現了旋轉速度減緩的現象。但是從數據上來看，地球和月球之間的潮汐鎖定並沒有發揮很大的作用。比如，月球和地球之間的距離雖然在變得越來越遠，但每年的增加距離僅為3.8釐米。當然了，隨著時間過去很多年，我們頭頂這片天空中的月亮將會在視覺上變得越來越小，同時還會使得日全食變得更加罕見。

月球的確是一直處於運轉的狀態之中，之所以它總以同一面面向地球、會存在背面和正面之說，是因為它和地球之間由於同步旋轉導致了潮汐鎖定的現象。

潮汐鎖定現象並不是只存在於地球和月球之間，不管是太陽系之內的行星和衛星之間、還是太陽系之外的恆星和行星之間，都普遍的存在著潮汐鎖定現象。

所有存在潮汐鎖定現象的天體都具有一致的形成原理，較小的天體總是會被另一個較大的天體潮汐鎖定，而當兩個天體具有相似的物體特性和質量的時候，則會彼此都被潮汐鎖定。