你想過嗎?月球為什麼有個背面?

2020-12-05 央廣網

12月8日2時23分,嫦娥四號探測器搭乘長徵三號乙運載火箭,開始了奔月之旅。她肩負著沉甸甸的使命:首次實現人類探測器月球背面軟著陸。

請注意這裡的關鍵詞——月球背面

曾經無數次舉頭望明月的你,是否留意過,我們始終只能看到月亮有玉兔和月桂樹的那一面?沒錯,千百年來月球始終只有一面對著地球,另一面始終背對地球。

問題來了,是誰把月球變成了雙面伊人?

同步自轉只是表面原因

用一句話解釋這個現象,也很容易:月球繞地球公轉一圈和月球自轉一圈的時間,都是28天左右。

想像一下,繞大樹畫個大圓圈,在大圓圈上均勻標出360個刻度。始終面對這棵大樹走一圈,用360步走完。在大圓圈上每走1步,身體就傾斜1度。走完時身體也同時完成360度旋轉,回到原位。

也就是說,當你用同樣的時間完成自轉和公轉時,你始終會一面對著大樹。月球始終一面對著地球的現象也是如此。在天文學中,這叫同步自轉。

然而,這只是表面原因。

「月球形成早期,自轉速度比現在快多了。只有幾個小時,而不是現在的28天左右。」南京大學天文與空間科學學院教授周禮勇告訴科技日報記者,對地球而言,月球也曾是「多面伊人」。是數億年來,月球自轉速度不斷變慢,慢到自轉和公轉周期幾乎一樣,才導致它始終一面對著地球。

所以,根本原因在於,是誰給月球自轉踩了剎車?

潮汐力難辭其咎

要解釋月球自轉變慢,潮汐力是最容易想到的因素。

地球和月球相互繞轉,且相互具有萬有引力,彼此都會給對方施加潮汐力。地球上的潮汐現象,就與月球對地球的引力有關。

住在海邊的人,會發現海水一天有兩次漲潮和落潮。一次是月亮在地球背面時,另一次是月亮在頭頂時。

周禮勇解釋說,這是因為地球正對月亮的那面,受到的月球引力更強;背對月亮的那面,受到的月球引力較弱。引力的方向都朝著月球。而地球在繞月球轉時,無論哪個點的離心力都一樣。離心力的方向與月球施加於地球的引力方向相反。

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