02.28 為什麼月球有一面一直對著地球,科學家搞清楚沒有?

劍光飛舞33294970


確實月球總是一面朝向地球,我們把這一面稱為“月球正面”,而背向地球的那一面稱為“月球背面”,我們在地球上永遠都不能看到月球背面的景象。造成這種現象的原因就是“月球自轉的週期和繞地球公轉的週期都是27.32日”,也就是說每當月球繞地球公轉了一定的角度,同時自身也自轉了相同的角度,這樣就保證了一直都是同一個面朝向地球。

我們把這種現象稱為“同步自轉”或者“潮汐鎖定”現象,在太陽系中的衛星世界中“潮汐鎖定”現象時十分普遍的,比如火星鎖定了2顆衛星,木星鎖定了8顆衛星,土星鎖定了15顆衛星,天王星鎖定了5顆衛星,海王星鎖定了2顆衛星。


地理沙龍


這個原因,就像前面網友的回答一樣,是「潮汐鎖定」的結果。這裡我主要說三點,一是為什麼叫做「潮汐鎖定」;二是為什麼會被鎖定;三是給出一個比較形象的例子,希望能夠讓讀者從直覺上理解。

第一個問題,為什麼這個規律的名字中,有「潮汐」兩字。這是因為,如同月球產生海潮一樣,地球也可以在月球上產生「巖潮」,只是這個幅度會小很多,畢竟是堅硬的岩石。

第二個,是為什麼會因此被「鎖定」住。我們想象,在月球還沒有被「鎖定」之前,它不是一個面朝向地球。在某個時刻,它面向地球的那個面,同時受到兩個相反方向的引力,一個是月球自身的引力,一個是地球的引力,那這個方向的岩層,就會被抬起來一點點。同時,那時月球面向地球的方向是會改變的,月球旋轉了一個角度之後,就應該是其他部分的岩層抬起來了。之前抬起的岩層,確實會有彈性勢能釋放過來,來幫助抬起新的方向的岩層,但是這些能量總是會消耗的,消耗久了,月球相對於地球,就沒有自轉了。注意這裡消耗的是月球-地球這個雙星系統的能量,只是因為地球塊頭大、能量高,所以月球先被地球鎖定住。如果時間足夠長,地球與月球會互相「潮汐鎖定」。按照考古的數據來看,幾億年前,地球一天的時間,會比現在短几個小時,就是因為月球的作用——它在不斷地消耗地球本身的能量,使得地球減速。

一個形象而且可以試驗例子,將一個軟球放在煮鍋裡,讓鍋旋轉。開始時,球本身轉速不大——這時與鍋有相對的旋轉。然而鍋給它一個壓力,使得球產生形變,這個形變是會消耗球的能量的。只有當球自轉轉速與鍋的轉速相同時,能量停止消耗,達到最低值——球被鍋潮汐鎖定了。當然,這裡主要表達的是,形變、消耗,如何使得星體被「鎖定」住,而產生潮汐力的機制,是與此實驗不同的,需要注意。


章彥博


“月球一直只有一面對著地球”不就是“潮汐鎖定”嗎,科學家自然解釋清楚了,不是什麼特別複雜的問題。潮汐鎖定在太陽系是很普遍的現象,木星、土星的一些衛星也是這樣。

潮汐鎖定,首先說說什麼是潮汐。天體運行靠相互之間的引力維繫,像地球和月球這樣關係的天體,引力是很大的,會引起地面、海洋的變形,被拉近對方,這就是“潮汐”。由於這個變形的存在,此處的引力就稍大於周邊的引力,因為距離相當於更近,造成扭轉力矩等的變化。

天體自轉時,也還不斷地受到引力作用。而凸起的這部分被更大的力撕扯著,會逐漸降低月球自轉的角動量,長年累月,月球自轉速度和公轉速度趨於一致,最後完全鎖定,只有一面朝向地球。同時月球的軌道距離地球越來越遠,目前的觀測也證實這樣的結論。地球也正在發生這樣的事情,現在地球的自轉速度已經比幾億年前慢了幾小時,也在逐漸遠離太陽,如果持續發展,最後被太陽潮汐鎖定也不是沒可能。

地球對月球的潮汐鎖定並不是未解之謎。月球的未解之謎是它的起源和演化之謎,有助於瞭解太陽系的形成和演變,也有助於瞭解地球的歷史。


來看世界呀


為什麼月球只有一面對著地球?也許你會說是因為月球自轉一圈的時間恰好和它圍地球公轉一圈的時間一樣長。繼續追問:為什麼月球的自轉週期能夠和公轉週期分毫不差?是巧合還是必然

月球含情脈脈的看著地球轉,這種一顆星球單相思另一顆星球的例子,在太陽系中能找到很多。甚至還有更浪漫的雙相思,比如冥王星和它的月亮卡戎,這兩顆星就是一直對著臉轉,好似一對情侶在太陽系這個大舞池裡跳華爾茲。若是在冥王星上過中秋節,冥王星上背對著卡戎的那一面永遠也賞不到月亮。

普遍即意味著不是偶然的巧合。為什麼會這樣呢?先舉個例子:

用一根繩拴住小球,晃動手臂,讓小球在水平面上做圓周運動。這種情況下,小球就是隻有打著繩結的一面朝向圓心處的手,另一面永遠揹著圓心。

月球圍著地球轉,和繩拴著小球轉是一個道理,只不過拴月球的是用萬有引力這種無形的繩。

我們知道,月球的引力可以引起地球上的潮汐,近期越來越多的研究也顯示,月球的引力也能影響地球上的固體土壤、岩層,引發地震。同樣,地球對月球的引力也能在月球上產生類似的效果。

在長期引力的作用下,月球質量的集中點質心的位置就會偏離它的幾何中心。地球對月球的萬有引力可以認為集中在月球質心上,當質心偏離幾何中心時,萬有引力拴在質心上就好像上圖中繩子拴在小球表面的結上,最終的結果就是月球和被繩拴住的小球一樣,只有一面對著中心轉。

月球對地球的引力引起的潮汐、地震會消耗地球自轉的能量,會使地球的自轉週期慢慢變長。直到地球的自轉週期變得和月球的自轉週期一樣時就會達到一種平衡,那時候地球月球就會像冥王星和卡戎一樣彼此對著臉在太陽系裡跳華爾茲。或許多少億年後,地球和月球之間就會告別今天月球的單相思,變成彼此恩愛的互相對著臉轉。收穫這個愛情正果真是太漫長了!


刁博


這是潮汐鎖定的結果。

天體之間有潮汐力,潮汐力引發的最普遍的天文現象是潮汐鎖定,一個天體被另一個鎖定,或者二者互相鎖定。比如月球永遠以一面朝向地球,就像你用繩子拴著一個球,讓它繞著你旋轉;冥王星和其衛星凱倫互相鎖定,就像中間有一根竹竿把它們串在一起,在太空裡遨遊。一般來說,潮汐鎖定發生在行星和其衛星之間,或者恆星將它的行星鎖定。

要理解這個現象,我們先要理解潮汐力是怎樣鎖定天體的。想象一個籃球,放在籃筐下的底線中間,在三分線上有一個檯球,這大致就是我們地球和月球之間的距離尺度和大小比例。假設這個檯球是8號球,我們把8字對準地球,用27天沿三分線繞行一圈,這就是地月系統之間的運動關係。月球自轉一週也剛好27天,它的自轉週期和繞地球公轉的週期完全相同,所以它是被地球潮汐鎖定的。那麼這個潮汐鎖定是如何發生的呢?

地月之間的潮汐鎖定是必然不是偶然。現在把檯球換成一個兩頭尖的橄欖球,把其中一端對準籃球繞行,這個橄欖形就是地球對月球潮汐力作用的結果,它使一個天體在面向其主星的軸線方向上變得細長。準確一點形容應該是像一個氣球裝滿水,你用繩子拉著它轉圈,很容易就可想象出這個氣球是什麼形狀。月球剛形成的時候,這個橄欖球的尖端並未對準地球,而是左右晃動,但最終在潮汐力作用下慢慢穩定下來,我們就說月球被地球潮汐鎖定了。在這個過程中,地球也受到月球潮汐力的作用,引發海洋的高低潮,自轉速度也漸漸變慢,而月球也在逐漸遠離地球。據推算,地月系統形成初期,地球上的一天大約只有五六個小時,月球離地球的距離只有數萬公里。


徐德文科學頻道


科學家們早已解釋清楚,而且也不難理解,原因很簡單,就是地球的“潮汐引力鎖定”造成了月球有一面一直背對著地球,另外一面一直對著地球!

舉個現實中的例子,很多人都做過旋轉木馬,月球就像那個旋轉木馬上的你,你的一支手臂一支對著旋轉木馬的中心,而另一支手臂一直背對著中心!

那麼為什麼“潮汐引力”會造成月球一面一直背對著地球呢?還是和旋轉木馬一樣,月球的公轉和自轉週期一直,都只有27.3天!事實上這種一致性愛你不是我獨有的,木星和土星的很多衛星都有著類似的現象,它們的一面一直背對著母星!

而對於月球的這種“潮汐引力鎖定”現象不理解的或者不願意接受這種解釋的人來說,經常會接受一些“陰謀論”,比如有“外星人”或一種“神”的力量在雷猴操控著這一切!

甚至有人說月球背面有“不可告人”的神秘現象存在,那裡有外星飛船遺址,甚至有外星人警告曾經登陸月球的美國宇航員不準再來月球!

但事實上呢,所有的這些傳言也只是傳言而已,沒有可靠的證據給予支撐!月球的背面一直背對著地球只是一種普通的自然現象,沒有什麼過於特殊的地方!


宇宙探索


為什麼月球有一面一直對著地球,科學家搞清楚沒有?

地月系這種奇特的運行狀況可以解釋為潮汐鎖定,簡單的理解就是兩個相距比較近的天體,質量比較小的天體由於質量比較大的天體的引力作用,變成一面永遠朝向另一個天體的情況!

當然月球被潮汐鎖定這種情況不是一朝一夕所能發生的,即使在兩個距離足夠近並且條件可以構成潮汐鎖定,那麼其也需要數百萬年才能最終形成朝汐鎖定!不過有很多人認為朝汐鎖定的月球是不自轉的!其實這是一種誤解,而且有這非常大的誤解!

這是地月系朝汐鎖定自轉的特徵,可以看到作為參考的白色斑點在月球圍繞地球公轉一週時也完成自轉一週的運動,因此我們在理解這個運動的時必須考慮對方的運動特性,而不只是光看月球一面朝著地球就認為它是不動的!必須要注意下哦,否則會貽笑大方的!

這是地月系月球不自轉示意圖,其實月球在不自轉的情況下反而會讓我們看到月球的正反面,這不是月球公轉軌道不同相對位置造成的,儘管這問題理解似乎有些搞腦子,但只要靜下心來想一想根本就不是什麼障礙!

這是地月系運動的動態示意圖,各位請忽略兩者的比例,僅供示意!

地月之間的距離變化!

太陽系裡還有另一種比較奇特的狀況,就是冥王星和它的衛星卡戎處在一個互相潮汐鎖定的運動中,簡單的理解就是兩者互相有一面永遠朝向對方!猶如一對情侶手拉手在轉圈,互相只能看到對方的一面!!

不過另有一個比較好玩的情況是,水星儘管距離太陽比較近,但依然沒有被潮汐鎖定,這可能是因為水星軌道的偏心率稍大,即使如此水星的自轉-鎖定到與公轉太陽週期為3:2的共振比例上,不過這原因可能與早期水星被小行星撞擊相關!

水星表面巨大的撞擊坑,當然這些只是猜測中,真相如何仍然有待研究!!


星辰大海路上的種花家


月球呈橢圓形雞蛋狀,其中一端為什麼總朝向地球?簡單地說,面向地球這一面分佈著大小不一的19個月海,月海沒有水,是熔解後的岩石形成的,含有大量純金屋鈦,高純度的鐵,月海下非常堅硬,海面呈黑色非常平滑,質量出奇地大。而背向地球一面的是密密麻麻地分佈著大小不一的30萬個環形山,環形山中心是平原(個別大型的環形山中心有聳起高山) 環形山下實為中空,每個環形山都有通過月心通向月海的通道,所以背向地球的一面質量很輕。月球是繞地球轉動的,地月互相吸引,月球質量重的月海自然會始終面向地球。形像地說,不倒翁的底部是始終朝向桌面的,任你如何撥動!本人對月球有專門研究,這裡只能簡要地回答這個問題,至於因何月海質重而環形山質輕並和月海有通道不在此題討論範圍,不多說。


宇宙微塵4


那我就通俗的講了啊,這就不嚴謹了,僅僅是為了便於你理解。


上圖是月球和地球,希望我畫的還算清楚。月球繞著地球轉。後來,由於地球的引力和月球不完全標準的球型,導致時間久了被地球吸變形了,成了下圖這樣。

呀,不圓了,突出來一部分,這就導致瞭如果月球自己轉自己的,就會產生力矩。

於是月球就被這個力矩拉的最終只有一面衝著地球了。

當然這是潮汐鎖定,咱還不能說月球不自轉了,月球還是在自轉的。比如一顆人造衛星,如果自旋穩定的話,那麼它就不能保證天線或者鏡頭對著地面了,因為你繞著地球轉方向不變的話,到了背面就是屁股衝著地球了。所以衛星都是自轉的,和月球一樣,自轉效果是有一面始終衝著地球。



蛋科夫斯基


月球跟地球是幾乎同在,當時的月球沒有形狀的稜角月球,高級人類用了智慧的高科技的製作了月球的原貌,月球的70%都是金屬製成,而且是空心的,它是一個小宇宙的監控站是一個維修站更是一個通往宇宙經路,也就是時空隧道,四通八達,它是一個能量庫而且月球心是空心,月球很神奇能大能小但它的作用很大,月球也是地球的平衡作業運行方式平衡作用,(如同汽車的輪胎有動平衡作用道理)更是海水的平衡控制器,潮起潮落的穩定。當時高級人類設置月球時考慮夜間的照明,利用了這一點,有了一個環保性的照明器,很科學,為什麼它一面總是朝著地球方向這就是它的自然道理,這就是神奇的現實,月球內部有很高的高科技都是為地球服務的,這都是高級人類的傑作。所以月球是人造的,包括太陽也是被控制了。謝謝!


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