據說月球竟然能分毫不差地以同一面對著地球,如此巧合的概率接近為零?是否另有隱情?

伊犁老王


這不是巧合,是必然……只要時間足夠,任何轉動的衛星都會因為引力的作用而漸漸地定格在重心最大的一面面向它的主星球。

至於那些還沒有定格的衛星而言,只是差時間的問題而已,所以現在我們看到的月球永遠是同一面對著地球,真的不是巧合,而是幾十億年來時間夠了它定格罷了。

同樣道理,地球只要經過足夠長的時間,也會以同一面面對著太陽……但這個過程可能要上萬億年啦……

因為任何星球(衛星)的結構和重心都不可能是分佈均勻的完美球體,總會有那麼或多或少偏離球心的位置,導致衛星自轉過程中同時受到引力作用,時快時慢,就像一個轉動中兼有抖動一樣,隨著星球動能損耗而逐漸降低(星球的運轉不是永動機,也是不停地逐漸減少動能的),最後轉動速度會停留在最穩定的不需要抖動的低耗能狀態中(最重的一面對著主星球)……


新會譚生


個人頭條曾經寫過,人類生的地球換,因為換過四次太陽:火星太陽潮溼地微生物;水星太陽水生卵昆蛋動恐龍;火日息滅,地球進入冰河期後,第一次大難,一些物種恐龍滅。

第三太陽月亮升起。只有一個面,不差分毫的,對應直射地球當時一塊大陸面,正是地球遠古時代初起到中期,地球北極上空月日,符合華夏古人蓋天學說,這時地球開始雌雄孕出生命。女媧才造古人,一塊大陸同空月太陽旋轉,人首獸身多為求穩,最初古人應該爬行,伏義才借天地存運,完善給出陰陽時八卦。

宇宙銀河,恆系星間,能差重新;日月地位變。月亮進入黃道十二星座管,隔看地球表面出現陰陽,古老人類才能直行走。月亮太陽渾天照下,黃河兩岸人們,逐漸進入農耕時代,不斷對月太陽南北迴歸;日月季觀察;地氣侯耕管農田業;等也完善當的月太陽曆,今還在應用的陰史。

至到月太陽息,它就變一個岩漿球;內部能量對外釋放,表面冷疑後才形成了多坑,被錯認隕石坑。由於月體積變小,成了地球的衛星。五百萬年前,現在太陽昇起,地球才又從古生;中生;再到新生代未起,國外耶和華造出更新人類,故此人們總把人類文明,禁限幾千不到萬年之內,翻覆求證。

現在的太陽,已入四季星空,對應華夏宣夜學說。遠古一陸,蓋天陰陽;渾日迫二,東道西佛;宣夜再分,四大文明;地三造山,七洲四洋;全新時代,困求多元;信息時代,請問咋辦?

日新月移地變,古今存在認識,國內守月文明,際外新日科技。有望地質年代,人類續文正符,政教觀念給真,續正棄誤好進。若能公開發表,僅供時新參考。


李志勇LZY


人類在地球上發展繁衍了數百萬年,但是到今天為止,從來沒有在地球之上看過月球的背面,月球繞地球的公轉和自轉嚴格相等,大約是28天,這也就意味著月球上是長晝夜。親眼看見月球背面的人可能並不多,上個世紀美國的阿波羅計劃,在準備時期例如阿波羅八號的宇航員乘坐飛船繞月飛行,曾看過月球背面。六次載人登月,每次著陸在月球表面之上的有兩名宇航員,停留在月球指令艙有一名宇航員,需要看守軌道器等待月面宇航員返程。


圖:月球三號拍攝,這是月球背面的第一張照片,也讓地球上的人類第一次看到月球背面

月球背面和月球正面之間是有差別的,月球正面是平坦的,撞擊坑相對較少,而月球背面就剩下密密麻麻的撞擊坑了,這與它的朝向有關,一些向地球襲來的天體大多數被木星吸引過去、逃過木星吸引的還有部分就會撞擊在月球背面。

之所以發生這種情況,主要是因為月球被地球潮汐鎖定,在潮汐力作用下月球的自轉速度逐漸變慢,最終和公轉週期嚴格相等。但是這種事是非常普遍的,僅僅在太陽系內就非常常見,並非是巧合也沒有任何隱情。例如四顆氣態巨行星,它們都有一些衛星被潮汐鎖定。還有水星和太陽之間的限制關係,廣義上來講也可以被稱為潮汐鎖定。

這個問題提問者想得到不同的結論,所謂的隱情或者大概率事件,就是想把月球背面的外星人事件遷入其中。但實際上先不說地外文明,月球有一面正對著你,另外一面在地球上從來看不到。這本來就是一個自然科學的現象,並且也並不是月球特有,太陽系內大多數的衛星都被潮汐鎖定。太陽系外其他恆星系統,也會如此。


科學黑洞


的確,在地球上看月球,每當滿月的時候,我們看到的月球都是一樣的,因為月球永遠只有一面對著地球,而它的背面我們看不到,那麼是什麼原因導致了這種現象呢?

和地球一樣,月球既存在圍繞著地球的公轉,也存在著自轉,但是有意思的是,月球的自轉週期和公轉週期是一樣的,都是27.3天,正是因為月球的自轉週期和公轉週期一樣,所以月球永遠只會以一面對著地球。為了解釋這種現象,這裡舉一個小例子,假如你以一棵樹為圓心圍繞著它旋轉,而你永遠只能以你的正面面對大樹,那麼當你圍繞大樹旋轉一週之後,你的身體其實也發生了360°的旋轉,這跟月球繞地球是一樣的道理。

那麼為了解釋這種現象,這裡需要用到潮汐力的概念。月球在圍繞地球公轉的時候,其實它自身也在自轉,而正是因為月球的存在,地球上才有潮汐,而月球存在了這麼多年,已經被地球的潮汐力鎖定了,被潮汐鎖定的天體,自轉一週跟公轉一週的時間是一致的。所以地球和月球就像是形成了某種默契一樣,導致我們永遠看不見月球的背面,正因為此,月球的背面對於我們來說才更加神秘。

其實月球的這種現象,不能說是巧合,在其它的行星和它的衛星上,我們也可以發現類似的現象,所以月球自轉和公轉週期吻合不是一個巧合,而是具有普遍規矩的現象。什麼是“潮汐鎖定”呢?通俗來講,當一個衛星圍繞著行星運行的時候,如果該衛星表面凹凸不平的話,那麼它的質量就會分佈不均勻,這樣一來行星對該衛星的引力也就不均勻。進而導致衛星的運動不斷髮生改變,直到受力平衡為止。



不同的行星對各自衛星的影響不同,不過時間長了之後,衛星基本上都會徹底被潮汐力鎖定。隨著時間的流逝,地球不斷矯正了月球的受力不均勻,最終導致月球只有一面朝著地球。而其它的行星的衛星之所以自轉和公轉不同步,是因為目前還沒有矯正過來罷了,隨著時間的推移,總有一天會被矯正的。而潮汐力的存在,對地球也是有影響的,潮汐力促使地球的公轉速度越來越慢,以前地球上的一天比現在要短,所以說啊,月球永遠只有一面對著地球,是因為潮汐力的作用。


鏡像科普


首先,要擺正一個思路,月球總是一面對著地球這個事情本身不是奇怪的事情,也不是概率特別低的事情,更不是超自然力量導致的,相反這種事情是宇宙中非常高頻事件(也就是一個天體一面朝著另一個天體的情況),我們還給這種情況取了一個名字叫做潮汐鎖定那這到底是如何造成的呢?

潮汐鎖定

潮汐鎖定的原因並不是非常難以理解,我們要想搞清楚,首先要知道地球和月球之間存在萬有引力。

由於月球是距離地球最近的天體,而且它的個頭還不算小。所以,地球上的潮汐是由於月球引力而引發的。

當然,我們也知道,現在有一些地區就在使用潮汐來進行發電,這說明什麼?潮汐是具有能量的,那潮汐的能量到底是從哪裡來的呢?

其實這個潮汐是來自於地球的自轉,也就是地球自轉的動能。那這該如何理解呢?

我們都知道,月球繞著而地球轉上一週是一個月,大概30天不到的樣子。而地球自轉一週只需要一天,不到24小時的樣子。兩者相差了近30倍。也就是說,月球跑得要比地球自轉慢多了,但是它們之間有又是存在引力的。這引力就有的像繩子一樣牽引著彼此,如果有一方比較慢,勢必就會拖累另一方,所以月球是在給地球拖後腿的。

這個後腿拖得可不是一般有技術含量,實際的效果就是給地球減速,利用的工具就是地球上的海水,海水會發生潮汐,每到潮汐發生時,海水就會發生互相摩擦(當然不僅是海水,實際上海水和地球表面也會摩擦),這一摩擦就會生熱,這些熱量最後就會散失掉,而摩擦的過程其實就是在消耗地球自轉動能的過程,地球也就轉得慢了。

在恐龍時期,一天才20個小時左右,10億年前的一天則只有10個小時。所以,我們現在地球的自轉是明顯慢了。

那這和潮汐鎖定有什麼關係麼?

其實初高中物理學課上學過相對性的概念,剛才的一切都是站在地球角度上去看。如果我們在佔月球上看,也可以理解成地球在繞著月球轉。一週也還是一個月。而月球早期的自轉速度也是很快的,要比一個月時間短得多,但地球也在給月球拖後腿,這個拖後腿其實也是在消耗月球自轉的動能。

可能你要說了,明明月球基本上都是岩石,也沒有海水,咋能給月球減速呢?

這裡我們要搞清楚,早期的月球是因為有一顆火星大小的行星在地球軌道附近溜達,然後不小心一頭撞上了地球,拋灑出來的碎片在引力作用下形成的。因此,早期的月球溫度超級高,其中有大量的岩漿,這就類似於海水的作用。

不僅如此,其實岩石也是會相互摩擦或者變形的,這些都會消耗月球的自轉動能量,而且由於地球的引力要遠遠大於月球的引力,因此,地球拖後腿的水平要遠遠高於月球的水平。所以,早期的月球是在快速減速的,後來冷卻下來後,就在慢慢減速。但減速總也有個頭啊,這其實也好理解,這種消耗的根本原因來自於地球繞著月球轉一圈的慢於月球的自轉。(我們這裡以月球為參考系。實際上,地球繞月球一圈和月球繞地球一圈只是參考系不同的,但公轉周的時間是一樣的,都是一個月。)所以,

當地球繞月球轉一圈的時間等於月球自轉一圈的時間時,就不會有減速的作用,而此時就會出現潮汐鎖定,這也是為什麼月球總是一面朝著地球的原因。

實際上引力還會使得月球產生形變,這會影響到我們看到的月球表面大小,讓我們看到月球的表面不僅僅是一面,而是要稍微多一些。

諸多影響因素

不過月球也並不是完全一面對著我們,月球的實際軌道和受力其實很複雜。

舉個例子,因為月球繞行地球並非是完全圓周運動的軌道,實際上是一個橢圓,如果下圖所示,這種軌道的偏心率,就會使得我們多看到一部分的月球。

除了軌道這身的問題,還有月球的自轉軸和地球自轉軸,以及兩個軌道並不在一個平面上都會對我們看到月球產生影響。

除此之外,由於我們在地球不同位置去看月球的視角是不同的,這就好像你歪著頭看一個樣東西和正視這個東西其實看到的是不一樣的,這也會對我們看到月球表面大小產生影響。

以上三點也被稱為:天平動。這使得我們看到的月球的這個面會在一定的範圍內波動,而不是一個固定的情況。總體來說,平均下來,我們大概是可以看到月球表面面積的59%。


鍾銘聊科學


由此可知,由於地球與月球之間的引力作用,將導致地球內部的岩漿“波動”,從而加大地震頻率。由於月球的內部幾乎已經沒有熾熱的岩漿了,故而月球的地震現象也就幾乎都消失了。地球形成的早期幾乎是一個火熱的液態型星球,在固化的過程中,地表的火山噴發現象十分激烈,地震更是頻繁發生,如今地球的地震烈度已經越來越弱了。


普慈賢


誰告訴你如此巧合的摡率接近為零了,這個人可以絕交了!

潮汐鎖定在宇宙中太常見了。

這個概念按照物理語言解釋有點兒拗,讓我通俗點兒解釋的話,就是一個不對稱的玩意兒圍著一個質心轉的時候,有一面會朝向質心。

要想要畫面感的話,你可以想象一下自己在空中拽著老婆小手,美滋滋的愛情魔力轉圈圈,那肯定是一直面對面了,要不面對面的話,那才詭異呢!

要是單身沒經驗不理解的話,那還可以自己來個掌上乾坤,自己拿繩子綁個小物件,掄起來轉圈圈,看看是不是有一面永遠朝向自己的小手!

別跟我說你說的和月球地球不一樣,人家中間沒東西抻著,你說的要不就是手拽著,要不就是繩兒拉著。嘿嘿,手拽也好繩兒拉也好引力也好,都一碼事兒,實質都是力。

也別跟我說人家月球還自轉呢。想想看,在空中手拽著的自己老婆、繩兒拉著的小物件也有自轉,並且自轉的時候也不耽誤深情脈脈地看著你。

潮汐鎖定,嘿嘿,這玩意兒其實實質沒那麼看起來高大上,想明白了的話,也就他大舅他二舅都是他舅,高桌子低板凳都是木頭。

覺著解釋的到位的話,可以點我個關注,更多好玩兒有趣的解釋等著你。


坐而論道之異想天開


如果我們在每個滿月期間仔細觀察月球,都會看到完全一樣的月面,月球一直以相同的一面在“注視”我們。

上圖為筆者在今年中秋拍攝的滿月

但月球是球體,本身在自轉的同時,還在環繞地球公轉,那麼,為什麼我們所看到的滿月都是一樣的呢?這種巧合非常罕見嗎?月球的另一面是怎樣的呢?

月球確實在自轉和公轉,但兩者的週期卻是“出奇”一致。月球自轉1度的同時,它也會在軌道上環繞地球運動1度,從而使月球能夠以完全相同的一面朝向地球。這種現象在天文學中被稱為潮汐鎖定,它由潮汐力引起。

潮汐鎖定

在數十億年前,早期月球的自轉角速度遠快於公轉角速度。但由於地球引力對月球產生的潮汐作用,月球的赤道兩側被拉變形,產生潮汐隆起。當月球自轉時,潮汐隆起部分會被地球引力往後拉拽,從而讓月球自轉減速。

長此以往,月球的自轉角速度會降到與公轉角速度同步,從而達到潮汐鎖定。在潮汐鎖定前夕,對著地球的月球一側,此後一直對著地球,另一側在地球上則始終無法看到。

月球背面

然而,這種潮汐鎖定也不是分毫不差。由於天平動現象的存在,月球會出現輕微幅度的擺動,這讓我們能夠看到超過一半的月面,達到59%。不過,大部分的月球背面仍然是未知的。

直到人類進入太空時代之後,探測器飛到月球背面,我們才首次目睹到了月球背向地球的那一側。與月球正面相比,月球背面缺乏月海,取而代之的是遍佈隕石坑。由此可見,月球曾經為地球擋住了不少隕石的撞擊。

普遍的潮汐鎖定現象

潮汐鎖定是天體之間長期引力作用的結果,這種巧合並非罕見,在太陽系中其實很普遍。尤其是當行星遠大於衛星時,衛星很容易被潮汐鎖定。

雖然火星本身不大,但它的兩顆衛星都很小,它們都已被潮汐鎖定。對於木星和土星這樣的氣態巨行星,它們都有多顆衛星被潮汐鎖定,例如,木星的四大衛星,土星的最大衛星——土衛六。另外,天文學家還觀測到有些太陽系外的行星被其主恆星潮汐鎖定,因為那些系外行星太過於靠近主恆星。

潮汐鎖定最為極致的例子是冥王星和卡戎(冥衛一)系統,卡戎不但被冥王星潮汐鎖定,而且冥王星也被卡戎潮汐鎖定,它們始終都是以相同的一面朝向彼此。事實上,這種互相潮汐鎖定的情況也將會出現在地月系統中。

地球也將被潮汐鎖定

潮汐作用是相對的,月球的引力也會讓地球的自轉減速。經過數十億年,地球的自轉週期從最初的6小時,已經延長至如今的24小時。再過上百億年的時間,地球的自轉週期將會進一步延長至47天。到了那時,月球的自轉週期和公轉週期也將延長到47天,地球和月球將被互相潮汐鎖定。

在那時的地球上,只有某些地方能夠看到月球。對於同一個地方的觀測者來說,月球將會一直懸掛在空中的某處不會動。觀測者仍能看到月相的變化,只是週期會達到47天。

不過,地球也有可能等不到被月球潮汐鎖定的那一天。因為太陽將在50億年後演化為紅巨星,它的體積經過劇烈膨脹之後,將有可能會吞噬地球和月球。


火星一號


簡單來說,潮汐鎖定才是月球始終正對著地球的根本原因,這不是巧合,而是必然


1、潮汐鎖定的準備知識

月球繞地球飛行的這種運行姿態,有個專業術語叫潮汐鎖定,即:小天體圍繞大天體運行時,小天體的一面始終朝向大天體。如下圖所示。


神奇的大自然,為什麼會出現這種神奇的潮汐鎖定呢?知道了其原理,也就不神奇了,不需要複雜的理論,經典力學就可以解釋這一現象

我們知道,月球雖然名字有球,但是並不是真正的球體。月球平均半徑1737.1km,極半徑1,735.97 km,其扁率0.0012,扁率就代表著球體的橢圓性,值越小越是正圓。雖然,月球扁率很小,但是它不是正圓。這就為月球的潮汐鎖定埋下了基礎。

2、潮汐鎖定原理

為什麼叫潮汐鎖定?月球上並沒有海水。其實,之所以叫潮汐鎖定,是因為如果是流體,這個效果會更加明顯。如下圖,假設黃色的天體繞綠色天體旋轉,同時也在自轉,黃色天體上存在著流體(水),由於流體的流動性,

受引力和離心力影響其會變成下圖藍色的樣子。整體外觀上,變成了橢圓。當黃球轉到下一時刻,海水受應力作用流動,但是由於水流動的滯後性,會降低黃球的自轉

回到月球本身。如下圖,月球本身並不是正圓。其受力有引力和離心力。初始,月球的自轉和公轉並不一致,自轉較快,如圖中黃色箭頭。橢圓的角並未正對著地球,此時,近遠兩處的受力如下,

並不在同一直線上。這就形成了一對力偶,讓月球有紅色箭頭的旋轉趨勢。與自轉方向相反,這對力偶就實際上起到了減緩月球自轉的作用,最終把自轉速度將為公轉速度一樣,即月球的一側永遠朝向地球。

這種狀態,也是穩定的狀態。假設一旦偏離了,不管往哪個方向,引力和慣性力就會形成力偶,把月球拉回正位


3、總結

通過上述介紹,我們知道:

  1. 月球不是正圓,所以才會有可能有潮汐鎖定。

  2. 潮汐鎖定名詞不僅僅是因為有流體才會,而是流體的效果更明顯。

  3. 潮汐鎖定是因為引力與慣性力的影響造成的,鎖定的位置也是一種穩定的狀態。


力學Nerd王小胖


你說對了,月球始終以同一面對準地球,這當然不會是一種巧合,這件事確實內有隱情,而隱情就是“潮汐鎖定”。

要弄清楚潮汐鎖定,我們首先需要大致瞭解一下潮汐力是怎麼回事。

想象一下你手中有一個圓形的氣球,你拽著繩子用力甩動,讓它在頭頂上旋轉,它會是不是會被拉長成橢圓形?

這是在繩子的拉力和環繞運動的離心力共同作用下產生的結果。氣球被繩子拉住的一側會受到向內的作用力,而慣性會讓其餘部分產生向外的作用力,這兩個相反的作用力一個向內拉扯,一個向外拉扯,於是便導致氣球的形狀發生了改變。

天體圍繞另一個天體運動也會產生類似的現象。

譬如地球圍繞著太陽公轉,也會同時受到引力和離心力的共同作用。地球既不跌入太陽,也不會飛走,正是由於離心力和引力正好達到了平衡,但這種平衡僅僅侷限於地球的中心。

由於引力會隨距離衰減,地球各部分受到的離心力卻是相同的,

這就使得地球面向太陽的一側引力大於離心力;背向太陽的一側引力小於離心力,於是海水就在這兩個方向朝相反方向“隆起”了,其具體的表現就是海水漲潮了,這就叫做潮汐力。

當然,地球潮汐會同時受到太陽和月球的影響,因此會有“大潮期”和“小潮期”之分,但這是另一個話題,就不展開描述了。

我們要討論的重點是潮汐鎖定。

就如海水受潮汐力影響而隆起一樣,月球圍繞地球運行時也會受到潮汐力的影響,雖然月球上沒有海水,但固體在長時間的影響下同樣會發生形變而隆起,因此月球實際上是橢圓形的。

橢圓形在受到引力拉扯時,會是怎樣的表現呢?

我們不妨用個誇張一些的例子來想象一下:

假如一個氣球本來就是橢圓形的,而繩子系在長的一端,那麼無論它原本是什麼方向,我們只要一拉繩子,它都會立刻朝受力的方向豎直

同樣的道理,橢圓形的天體在各部分受到的引力強度不同時,長的一段受到的引力是最強的,故此它也會傾向於朝向引力的方向“豎直”,久而久之,橢圓形的月球便一直以“豎直”的姿態朝向地球了。

儘管上圖的例子有些誇張,但這就是月球始終以同一面朝向地球的原因——朝向地球的一面是它較長的一段。

這裡可能有人會產生疑問:

地球和月球相互拉扯對方,受到的引力強度是同等的,並且地球的固體部分也會發生形變,那為什麼地球沒有被月球潮汐鎖定而始終以同一面朝向月球呢?

這是多方面因素造成的,地球的質量比月球大得多是原因之一,但主要是因為時間不夠長,當時間足夠長之後地球也會被月球或太陽潮汐鎖定。

例如冥王星和它的衛星卡戎就同時將對方潮汐鎖定了,它們都以同一面“望向”對方,這與雙方的質量差異不大,導致相互環繞的質心位於冥王星之外有一定關係。

大家可以看看下圖,左側是地球和月球所環繞的質心,右側是冥王星和卡戎環繞的質心,可以明顯看出雙方的差異。

冥王星和卡戎的運動方式,將使得冥王星更容易被“甩”長,越瘦長的形狀自然就越容易被潮汐鎖定。

而地球和月球的運動方式,使得地球的形變並不十分嚴重,被潮汐鎖定的時間就特別長,因此據科學家的計算,即便直到太陽已經衰竭成紅矮星時

地球也無法被潮汐鎖定。


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