37 为什么我们看不到月球的背面?
众所周知,月球绕地球公转时,一直是同一面对着地球。从古到今,人类看到的月球表面,只有一副面孔。为什么月球只有一面对着地球呢?
这叫作潮汐锁定。月球并非一直如此,很久以前,月球的背面也会转过来。月球绕地球公转是受到了地球的万有引力。万有引力的规律是,你离一个天体越近,感受到的引力就越大,离得越远,感受到的引力就越小。月球上靠近地球的点受到地球的引力,就比远离地球的点受到地球的引力更大。月球内部是较松软的沙石,在地球引力的作用下,月球内部的沙石会整体向靠近地球的那一面偏移。这时如果月球在自转的话,转过去一些角度的沙石,在引力作用下会运动到正对着地球的方向。在这个过程中,沙石会在月球内部摩擦,这会消耗月球的自转动能,于是月球越转越慢。当月球变得只有固定的一面对着地球的时候,内部沙石相对月球就没有运动了,摩擦也没了,这时月球就被锁定了。
这种由于引力的差异产生的力量叫作潮汐力。地球上有潮汐,正是因为月球对地球海水的引力在靠近月球那一面大,在远离月球的那一面小,海水就好像被月球“拎”起来了一些,且地球在自转,这个被“拎”起来的海面位置,一直在随着地球自转而变化,于是就形成了潮汐。月球被潮汐锁定也是因为地球作用在月球上的引力差导致的,因此叫作潮汐锁定。
有一个很自然的问题,既然月球会被地球锁定,那么地球本身会被锁定吗?根据牛顿第三定律,有作用力就必有反作用力,地球最终也会被月球锁定。只是因为地球质量大,要被彻底锁定还要等很久,大约100亿年的时间。实际上,地球现在自转一圈是24个小时,在几十亿年前,地球上的一天大约只有14个小时。由于自转速度很快,当时的地球极端天气应该非常多。地球上有地转偏向力,大气旋和台风的产生,就跟地转偏向力有关,并且地转偏向力的大小是正比于地球自转速度的。不难想象,当地球的一天只有14个小时的时候,应该经常狂风大作,暴风骤雨。 了不起的物理