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月球的一面始终分毫不差地朝向地球,这一切是巧合还是另有隐情?

很多人可能都知道,月球存在正面和背面,那是因为月球的正面始终朝向地球,而背面一直背对地球,为什么会这样?这一切只是巧合吗?还是另有隐情?

当然不是巧合,而是必然,当然这种必然也是有隐情的,这个隐情就是“潮汐锁定”,地球对月球的潮汐锁定,死死地把月球给锁住了。

实际上就相当于地球用一根很长的绳子把月球给拴住了,然后用力拉着月球转圈圈。地球和月球很大,再加上我们本身生活在地球的某个狭小范围内,很难直观地感受到这一点。但是如果我们把地球和月球缩小到平时我们看到的物体大小,就很好理解了。

我们先来了解一下潮汐力,然后再讲解潮汐锁定。

假设你用一根绳子把一个气球拴起来,然后拉着这根绳子用力转,你能想象到,球的形状肯定会发生变化,它会变扁,从原来的圆形变为椭圆形。为什么会这样?

这就牵扯到气球受到的拉力和离心力作用了。在旋转的过程中,气球一直会受到你的拉力,气球转动过程也会受到离心力作用,这两个力的方向正好相反,就像两个力朝两个方向不断拉扯气球一样,当然气球会被拉扁了。

而地球和月球,还有其他天体也是如此,地球和月球之间有引力,就相当于你拉拽气球的拉力,只不过地球和月球之间没有可见的绳子,而是无形的绳子,同时月球的公转也会产生离心力。

太阳与地球之间的关系也是如此。由于地球受到的离心力是相同的,但是地球各部受到的太阳引力却不一样,因为引力会随着距离增加而变小。结果就是地球背对太阳的一侧引力比离心力小,而朝向太阳的一面引力会大于离心力,结果就会表现出海水会朝着这来年各个方向“隆起来”,这就是潮汐力的作用,表现出海水的涨潮落潮。

当然,地球海水的潮涨潮落会同时受到太阳和月球的影响,这里就不再详述了。

明白了上面的潮汐力,重点就来了,下面说说潮汐锁定。

上面说了,太阳对地球的潮汐力会让地球上的海水隆起,月球围绕地球公转时也会受到地球的潮汐力,只不过月球上没有海水,但潮汐力同样会让月球隆起,只不过隆起得不太明显,毕竟是固体,所以月球严格来讲是椭圆的,并不是圆形。

既然月球是椭圆的,那么当地球用力拉拽椭圆形的月球时,会发生什么呢?

如果不好理解,不妨再次把地球和月球缩小,地球就是你,月球就是你手里的气球,一个扁气球。

想象一下,你通过绳子拉着一个扁气球旋转,绳子系在气球比较长的一端,无论原来气球的哪一面朝向你,最终的结果都会是这样的:气球都会朝着拉力的方向保持竖直。

地球与月球也同样如此。因为椭圆形的月球不同的部位受到地球引力强度并不一样,比较长的部位受到的引力更强,所以月球自然会朝着强引力的方向竖直,时间长了,月球比较长的一面就会始终对着地球,这就是所谓的“潮汐锁定”。

说到这里,可能你还有疑问。地球在拉拽月球,同时月球也在来拽地球,地球也应该因为月球的引力而被锁定啊,为什么地球没有被锁定呢?

主要是因为地球的质量比月球大,很难锁定,这就像你拉着一个比你重很多的物体,就很难对这个物体锁定。不过根本原因还在于时间不够长,足够长的时间过后,地球也会被月球锁定。当然这里是理想情况,并没有考虑到太阳的影响。

比如说冥王星和它的卫星卡戎就是这样的,我们经常说卫星围绕行星公转,其实冥王星和卡戎之间并不是谁围绕谁公转,它们的关系更像是双星系统,各自都围绕彼此旋转。

这是因为冥王星和卡戎的质量相差不是很大,它们围绕着系统的质心旋转。在这样的系统里,冥王星和卡戎都被对方“潮汐锁定”了,其中的一面都始终朝向对方。

事实上,地球和月球也是围绕着系统的质心旋转,只不过地球与月球质量相差很大,看起来好像月球围绕地球旋转。

那么,地球被月球“潮汐锁定”需要多长时间呢?根据科学计算,时间非常漫长,直到太阳死亡之后演化为白矮星,地球也不能被潮汐锁定!

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