为什么月亮总是一面朝着地球?

2024-11-19 阅读 10
更新于 2024年11月21日
为什么在地球上只能看月亮正面。而看不到月亮背面呢?​www.zhihu.com/question/418359864?utm_psn=1841601129240199169
月球是距离地球最近的星球,也是地球夜空中最明亮、也最容易观察到的天体。有意思的是,因为月球一直都以相同的一面朝向地球,所以对于我们这些生活在地球上的人类而言,就始终只能观察到月球固定的一面。
我们通常会将月球朝向地球的一面称为月球的正面,而将另一面称为月球的背面,按照这样的定义,在地球上的我们就始终看不到月球的背面。那么问题就来了,为什么会出现这样的现象呢?这到底是巧合还是另有隐情?
宇宙中确实存在着很多巧合,别的不说,就说我们人类的出现,其实就是大量的巧合的叠加效果。然而“月球一直以相同的一面朝向地球”这种现象却不能算是巧合,而应该算是“另有隐情”,不过所谓的“隐情”并没有想象中的那么神秘,这其实就是一种被称为“潮汐锁定”的现象,下面我们就来具体了解一下。
首先我们需要了解一下宇宙中的众多星球为什么都是类似球体的形状,简单来讲就是,这是星球自身引力的作用,由于引力可以无限叠加,因此当一个天体的质量达到一定程度的时候,其自身的引力就会强大到使星球的物质在整体上表现为一种类似流体的状态。
在理想情况下,当构成星球的物质达到流体静力平衡时,星球的形状会成为一个完美的球体,但实际上,这样的情况并不会发生,因为宇宙中会存在各式各样的因素来影响星球的形状,月球当然也不例外。
在月球围绕地球公转的过程中,月球会受到地球引力的影响,另一方面来讲,由于月球自身的惯性,月球还会具备一个远离地月系统质心的运动趋势,我们可以将其称为“离心力”,其方向与地球引力的方向正好相反,也就是说,当地球引力和“离心力”达到平衡时,月球就可以稳定地围绕着地球公转。
(需要注意的是,“离心力”是一种为了方便讨论而引入的虚拟力,它其实是物体惯性的一种体现,请大家注意区分)
根据与地球的距离的不同,月球不同部位所受到的地球引力和“离心力”就会存在着一定的差异,具体表现为距离地球越近,地球引力就越大,而“离心力”则越小,反之亦然。
由于月球的体积足够大,因此在月球上相距较远的部位,其受到的地球引力和“离心力”就会存在着明显的差异,而月球距离地球最近的部位,受到的地球引力最大,而距离地球最远的部位,受到的“离心力”最大。