|
我们来说说月球吧。没错，古诗词里的常客“月”，漂浮在天空中友好的邻居，也是人类唯一踏足过的天体（当然，地球除外！）。  关于月球，或许我们了解的最重要的一点是，当它绕地球旋转时，面对我们的总是同一面。这也是我们在地球上能看到月球的全部面容。实际上，直到1959年，我们才看到传说中的月球暗面。当时我们把一个航天器送入月球轨道，给神秘的暗面拍了照片。在那之前，人们也想像过月球背面有着城市和湖泊。 是什么让月球背面如此完美的躲过我们在地球上的目光呢？这是因为，月球自转一周的时间和它绕地球公转一周的时间正好相等。所以每当它在绕地球公转的轨道上旋转一度，它就在自己的自转轴上旋转一度，永远用同一面面对地球。  左：月球用一面面向我们,右：看似月球完全不自转 一定程度上，大家只知道这些，因为地球没有什么别的卫星自转和公转如此精确地同步了。这怎么可能？毕竟，实在太巧合了。  这是何方神圣？答案其实不难。 走进潮汐力 一个物体各个位置的引力不同导致了潮汐力。牛顿定律告诉我们，引力与两个物体之间距离的平方成反比。就算是最微小的物体，引力在近的地方也比远的地方要大。还有，既然我们谈到的都是行星和卫星那么大的东西，这个差别自然可以大到在行星上产生潮汐。 当月亮在你正上方时，地球上比土壤更容易被“拽起”的水，被月球拽向了它的方向。这导致水平面升高，也进一步导致了首次高潮。同时，在另一面，地球上的土被束缚的更紧了。记得水比土壤更容易被拉起来吗？此时，因为土壤被向内束缚，水平面相对来说就更高一些了（其实只是土壤平面变低了）。这被称为第二次高潮。 在两个高潮区域之间的水被吸过去了，所以这些“缺水”的地方有着低潮。  “被吸上去的水会让我看起来更胖吗！” 等等…这好像和月球的暗面无关吧？ 其实，我们看到潮汐能产生如此大的效应的原因在于水是液体，也比土（固体）容易形变得多。不过我们看不到不代表土没有发生形变。正如月球的潮汐力作用在地球上，地球也在对月球施加着自己的引力。因为地球施加的引力远比月球施加的大（别忘了，引力随质量增加），最终我们在月球表面离地球最近的地方拉起了一个肿块。地球一直如此，把月球的形状 变成了一个略扁长的球体，有点想很圆的橄榄球。  现在想象一下“小时候”的月球。在月球刚诞生时，它应该是没有潮汐锁定的现象的。当时它自转的速度和现在不同，要么快些，要么慢些。这并不重要，我们马上就知道了。就现在而言，那个地球拉起的大肿块肯定离地球正上方那个点不远。如果月球自转的速度比公转快一些，这肿块就会靠前一点。地球的吸引力会在月球上施加一个力矩（可以想成一个扭动的力），直到月球旋转得慢一些。在肿块路过地球的正下方时，不平衡的力消失，这个肿块也就被锁在面对地球的角度了。肿块被强行留在这个角度。就算它只移动了一点点，也会被拽回来的。假如它自转得慢了些，道理也是一样，不过是方向反了下，结果都是一样的。  潮汐力矩 在月球回来面向我们之前总有个旋转，最终结果也总是差不多，这也是我们在地球上望向月亮只熟悉它一面的原因。如果你站在月球上的一个点，地球会总是在你头顶上方。啊哈！旋转是同步的！ 如你所见，月球这个行为好像不是卫星中的特例。实际上，大多数卫星（除了一些围绕木星和土星旋转的小卫星）都有潮汐锁定现象。对于冥王星和它的“月球”——冥卫一——来说，情况甚至更极端。它们俩质量非常接近，近到它俩对对方都有潮汐锁定现象——它们都用同一面朝向对方。相比而言，这倒不太像一个卫星绕行星公转了（准确地说，矮行星），举个更贴切的例子：更像两个球被绑在一根棒子上旋转。 一个共存的关系  冥王星好像不咋地，是吧？呃..我们也没什么好得意的。冥王星这个现象可能使它和冥卫一的自转速度慢得像蜗牛，而且它被太阳系“开除”了。但是，我们也面临一些同样的问题。月球施加的潮汐力其实也在减慢地球的自转。当地球形成时，当时的一天相当于我们现在的四分之一左右（差不多6小时）。就算是现在，月球导致的效应仍然以每年15微秒的速度减少我们一天的时间。不过别担心，在月球永久潮汐锁定地球之前，太阳会先变成一个红巨星，然后暴躁地把我们吃掉。我们貌似可以少忧虑一件事了。 参考资料 1.WJ百科全书 2.天文学名词 3. 飞鱼- Team Science ABC 如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 翻译：天文志愿文章组-飞鱼 审核：天文志愿文章组- 终审：天文志愿文章组-PN结 排版：天文志愿文章组-零度星系 美观：天文志愿文章组- 参考资料 1.WJ百科全书 2.天文学名词 3.原文来自：http:///1QI8s （必须保留原文链接！！，请自行插入原文链接） 本文由天文志愿文章组-飞鱼翻译自Team Science ABC的作品，如有相关内容侵权，请于三十日以内联系运营者删除。 注意：所有信息数据庞大，难免出现错误，还请各位读者海涵以及欢迎斧正。 结束，感谢您的阅读与关注全文排版：天文在线（零度星系） 转载请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底 |
|
|
