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一面之缘:“潮汐锁定”如何形成?

潮汐锁定,就是月球始终一个面朝向地球的原因。

地球对月球的引力,正面大于背面。就像月球正面被拴了一根绳子,不论月球公转到哪个方向,都让拴绳子的这一面对着地球。一个人抡动链子锤,链子拽着的锤头一端,一直对着人。也是一样的道理。拴着锤头的绳子,对锤头的拉力,就像是地球对月球的引力。

说流星锤,正好可以说明这个现象。是不是流星锤,只有一面对着人?当然啦,因为这面拴着绳子嘛。可月球为啥只有一面对着我们呢?又不是一根绳子只拴月球一点。引力是作用在整个月球的呀!地球绕太阳公转,就是24小时自己自转一圈。为啥月球不这样自转呢?

概念----潮汐锁定。意思就是,月球的这一面离地球近,受到的引力大,所以总是这一面对着地球。而另一面离得远,引力小,总也转不过来。这是一般理解,实际潮汐锁定是有个漫长过程 的。

两个天体,小的围着大的转,本来各有自转速度。如果小天体是流体,就像地球表面的海洋,受到大天体吸引会被拽向对着另一天体的方向,这方向上会隆起。这隆起部分一直对着远处天体,与本天体其余部分产生摩擦力。

摩擦力的存在,造成动量消耗。就会引起自转变慢。假以时日,自转越来越慢,最终整 个天体与潮汐作用引起的隆起一致,只有一面对着另一天体,锁定就形成了。

不单流体表面是这样,固体表面的卫星,也会在长久的岁月中有这种趋势。所以,月球就被地球潮汐锁定了。不管公转多快,都保持一个面朝向地球,自转与公转一致,保持一面对着地球。

反向摩擦力,让自转变慢

那有没有可能,地球也被月球潮汐锁定呢?

有可能,由于潮汐作用,地球自转也在减慢,只不过月球引力太小,地球的减慢不明显。数百万年后,地球的自转周期,会减少一小时的。

太阳系内两个天体,就是被互相潮汐锁定的例子。冥王星和它的大卫星卡戎。严格来说,冥王星与卡戎,不是卡戎绕着冥王星转,而是互绕的双星系统。

就像跳舞的两人,相互盯住对方的眼睛。不论怎么走,怎么跳,怎么转,一直面对面,相互看着对方。冥王星与卡戎,就是一对亿万年来,一直相互凝视的有情人。

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