每一次月圓之夜,我們(men) 都會(hui) 看到月亮表麵上有塊麵積巨大的陰影。在我國的民間傳(chuan) 說中,這塊巨大的陰影是月亮上的桂花樹。民間傳(chuan) 說由來已久。這也意味著千百年以來,月球總是一個(ge) 麵對著地球的。難道月球不能自轉嗎?

月球是地球的衛星。它在圍繞地球公轉的同時也在自轉。月球也在自轉?那我們(men) 為(wei) 什麽(me) 永遠看不到月球的背麵呢?這是因為(wei) 月球的自轉有些特別。月球自轉的周期和它圍繞地球公轉的周期是相同的,都是27.32天。所以我們(men) 就看不到月球的背麵了。這種現象叫做“同步自轉”或者是“潮汐鎖定”。下麵這張動圖可以很好地幫助我們(men) 理解月球的自轉。

從(cong) 圖中我們(men) 可以看出,月球圍繞地球公轉一周的同時剛好自轉了一周。這樣的自轉方式使得月球始終一個(ge) 麵朝向地球。
那潮汐鎖定是怎麽(me) 來的呢?地球的表麵覆蓋著大麵積的海洋。我們(men) 發現海水會(hui) 有周期性的漲落現象。這種現象叫做“潮汐”。潮汐現象的發生是因為(wei) 地球上的海水受到了太陽和月球的引力影響。這其中受到月球引力的影響更大一些。當地球上某一麵的海洋靠近月球時,它們(men) 受到的月球引力就大一些,而此時背對月球的一麵引力就小一些。這個(ge) 引力差就造成了潮汐現象。

後來科學家把潮汐的含義(yi) 給擴展了出來。宇宙中所有因為(wei) 引力差導致的天體(ti) 變形都叫做潮汐。雖然月球的潮汐力能夠讓地球上的海洋潮起潮落,但是地球對月球的潮汐力影響更大。
月球上沒有海洋,地球的潮汐力直接作用於(yu) 月球的岩石上。它會(hui) 使得整個(ge) 月球發生變形。月球麵向地球的一麵會(hui) 被拉長。最初的時候月球的自轉是很快的。但是隨著月球的自轉,月球表麵被拉長的位置會(hui) 不斷地變化。這種變化仿佛就是不斷地給月球的自轉“踩刹車”,月球的自轉也就越來越慢。直到有一天,月球的自轉慢到始終以一個(ge) 麵朝向地球時,這種狀態就穩定了。它也就被地球潮汐鎖定了。

地球的潮汐力讓月球的自轉慢了下來,最終被潮汐鎖定。其實同樣的道理,月球也在給地球的自轉“踩刹車”。科學家發現,大約在5億(yi) 年前地球上的一年大約有400天。這意味著當時的地球自轉比現在要快得多。月球的潮汐力讓地球的自轉逐漸慢了下來。隻是地球的質量比月球大太多,月球想要真正的潮汐鎖定地球還得需要幾十億(yi) 年的時間。
月球被地球潮汐鎖定這並非個(ge) 例。在太陽係中,這樣的潮汐鎖定的例子還有很多。例如木星的衛星木衛一、木衛二、木衛三和木衛四,它們(men) 也被木星潮汐鎖定了。它們(men) 都是始終一個(ge) 麵朝向了木星。這些衛星的自轉周期也是和它們(men) 圍繞行星的公轉周期是一致的。

在宇宙中,一些非常靠近恒星的行星也會(hui) 出現潮汐鎖定的現象。例如,距離太陽最近的恒星比鄰星的身邊有一顆行星叫做比鄰星b。比鄰星b距離比鄰星隻有大約750萬(wan) 公裏左右,因此科學家認為(wei) 這顆行星很可能被潮汐鎖定了。
這樣的話,比鄰星b永遠的都是一麵朝向比鄰星。這一麵是永遠的白天,天空中的比鄰星永遠不會(hui) 落下。而另一麵則是永遠的黑夜。
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