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月球自转与公转周期为什么一样

答

因为月球被地球潮汐锁定了

地球对月球的引力在靠近地球的一端是强于远离地球的一端的这使得月球被拉伸为了一个椭球整体上这种引力差叫做潮汐力地球上的潮汐就是因为受到了月球的潮汐力而使得海水在相对月球的不同位置有不同的涨落如果你能理解地球上的潮汐那么月球上的固态潮汐也就很好理解了

潮汐锁定示意图图源维基百科

当椭球状月球的自转快过公转时例如从上图中右上方的绿色位置转到右下方的红色位置那么它两端受到的来自地球的引力将不再同向于是就会产生一个与自转方向相反的力矩使得椭球的自转趋于与公转同步这种锁定导致我们在地球上基本只能看到月球的一个面

一个月里月球的视运动天平动月球基本上只有一个面朝向地球其自身的微小摆动来自于月球的椭圆轨道和黄白交角图源知乎

这就使得月球的背面是个对人类很神秘的区域为此中国科学家克服重重困难于2018年成功在月球背面的拉格朗日点即引力恰好能维持随地月系统同步公转的平衡点悬停了鹊桥号中继卫星为嫦娥四号及后续卫星的月背探测活动提供了通信保障

再延展一下地球的自转有没有可能也被月球锁定呢当然可以古生物学家推算出44亿年前地球一年有412天比现今多了八分之一说明地球的自转确实变慢了那么这自转的动能去了哪呢都转移到月球的公转动能上了这也导致了月球以大约38cm年的速度远离地球也就是说也许在未来月球的公转周期和地球的自转周期也会达到同步届时地球某个区域的上空将相对静止地停着一个月亮而另一侧的区域将永远失去月夜

by牧鱼