了解天文學的人都知道,月球永遠只有一面對著地球,我們永遠看不到月球的背面,很多科幻的電影就會拿這個事情大做文章,比如有一部動畫片叫做《宇宙騎士》,裡面就說到月球的背面其實是外星侵略者的大本營,它們躲在月球背面,人類看不到他們。月球只有一面面向地球這個事實確實是引發了人們無數的遐想,那為什麼會這樣呢?其實這是潮汐力的作用,這個現象就是傳說中的潮汐鎖定。為什麼叫潮汐鎖定?因為月球就好像被地球鎖定了一樣,月球的視線永遠都不能離開地球,這就是所謂的潮汐鎖定。月亮對地球有潮汐力的影響,而地球對月球也有潮汐鎖定,這一切的原因恰恰也是因為地球對月球的潮汐力導致的,這個潮汐力是相互的。
在很久很久以前,月球自轉的速度其實要比現在快很多的,而現在的月球一個月就繞著地球轉一圈,我們知道潮汐力的本質是整個月球上的不同位置,受到地球上的引力會不一樣,引力不一樣會導致什麼後果呢?我們可以從兩個層面來看這個問題。首先,如果把月球當成一個整體的話,我們來看看它會有什麼效果。首先離地球近的那一側,要比離地球遠的那一側感受到更大的來自於地球的引力,這樣的情況下,整個月球的感受,就好像是有一個沿著地球和月球連線方向的力一直在兩端拉伸它。這樣的情況下,月球其實就不是一個完整的星球了,這個時候我們要再來思考一下月球是由什麼物質構成的。
月球明顯不是一個均勻材質構成的一個均勻球體,如果是一個均勻的球體倒是沒什麼,它可能就不會被鎖定,正是因為月球是一個材料豐富、元素各異的天體才會被潮汐鎖定,我們可以把月球想像成一個內部比較鬆軟的球,因為內部都是一些石頭、沙子、土,甚至可能會有一點點液體,這個時候由於月球在地球潮汐力的作用下,它就不是一個圓形了,而且月球還沒有被鎖定,還有自轉的時候,被拉伸的部分也是一直在變的,這會導致一個什麼效果呢?月球被地球的潮汐力全身作用了一遍之後,它就變得非常鬆軟,而且也會作用在月球的內部。那麼在這樣穿透性的潮汐力的作用下,月球就像受了內傷一樣,發生了內部結構的變化,整個土質就比較鬆軟,這是第一部分。
第二層我們怎麼來看接下來會發生什麼事,由於有潮汐力,靠近地球的那一面一定是受到比較大的引力,所以月球相對來說,這些鬆軟的物質都會有往地球那一面跑的趨勢,就等於整個月球的重心不在正中央了,但是潮汐力的作用,方位是一直在變的,因為月球還在自轉,月球內部的這些物質,本質上也在經歷地球海洋一樣的潮汐,那麼這些物質在月球看來就是在動來動去,那會產生什麼效果呢?明顯是會在內部產生一種摩擦力,因為位置不斷在變,本來月球轉動比較快的話,它就是需要能量的,但是能量會逐漸被消耗在摩擦力所產生的熱量上,久而久之,轉動的動能就會越來越弱,轉得也就越來越慢。
這種摩擦什麼時候才能停呢?當然是在月球不再轉動的時候,自然就不會再摩擦了。這就是所謂的潮汐鎖定,月球就這樣被地球的潮汐力鎖定了。那麼問題來了,後面的事情是很可怕的,你想想,我們地球也是球,地球上面也有海洋,海洋在進行漲潮和退潮的過程當中,也在和地球的表面不斷地發生摩擦,那地球會不會被月亮潮汐鎖定了呢?會的,但是非常非常久,而且同樣的事情太陽也會作用在地球上,太陽對地球也有潮汐力,也會產生潮汐鎖定。但是太陽對地球的潮汐鎖定作用只有月球的一半,因為太陽離我們太遠了,鎖定了之後也是很恐怖的,因為鎖定了之後,地球只有一面對準太陽,這一面就只有白天,這一面上的生物可能都沒有辦法生存。
地球的另外一面可能也沒有辦法生存,因為獲得不到陽光,萬物沒有辦法生長,所以說如果這個事情發生的話,地球上應該就很難有生命再存在,可能只有白天跟黑夜交界的那一圈還會有一些生命,但是你也不用太擔心,因為地球還是比較大的,這種潮汐鎖定就算發生估計也要過75億年,而且在那之前,我相信人類應該已經移民外星了。不過在逐漸被鎖定的過程當中,我們地球的轉速會越來越慢,越來越慢的情況下,我們一天的時間就會變長,當然可能減速的速度也非常慢,一年可能只會慢0.000001秒, 所以在我們現在的有生之年,還是不需要擔心這些現象的。