月球一直以同一面对着地球，这种巧合有多罕见？

据说月球竟然能分毫不差地以同一面对着地球，这真的是巧合吗？~

的确，在地球上看月球，每当满月的时候，我们看到的月球都是一样的，因为月球永远只有一面对着地球，而它的背面我们看不到，那么是什么原因导致了这种现象呢？

和地球一样，月球既存在围绕着地球的公转，也存在着自转，但是有意思的是，月球的自转周期和公转周期是一样的，都是27.3天，正是因为月球的自转周期和公转周期一样，所以月球永远只会以一面对着地球。为了解释这种现象，这里举一个小例子，假如你以一棵树为圆心围绕着它旋转，而你永远只能以你的正面面对大树，那么当你围绕大树旋转一周之后，你的身体其实也发生了360°的旋转，这跟月球绕地球是一样的道理。

那么为了解释这种现象，这里需要用到潮汐力的概念。月球在围绕地球公转的时候，其实它自身也在自转，而正是因为月球的存在，地球上才有潮汐，而月球存在了这么多年，已经被地球的潮汐力锁定了，被潮汐锁定的天体，自转一周跟公转一周的时间是一致的。所以地球和月球就像是形成了某种默契一样，导致我们永远看不见月球的背面，正因为此，月球的背面对于我们来说才更加神秘。

其实月球的这种现象，不能说是巧合，在其它的行星和它的卫星上，我们也可以发现类似的现象，所以月球自转和公转周期吻合不是一个巧合，而是具有普遍规矩的现象。什么是“潮汐锁定”呢？通俗来讲，当一个卫星围绕着行星运行的时候，如果该卫星表面凹凸不平的话，那么它的质量就会分布不均匀，这样一来行星对该卫星的引力也就不均匀。进而导致卫星的运动不断发生改变，直到受力平衡为止。

首先，要摆正一个思路，月球总是一面对着地球这个事情本身不是奇怪的事情，也不是概率特别低的事情，更不是超自然力量导致的，相反这种事情是宇宙中非常高频事件（也就是一个天体一面朝着另一个天体的情况），我们还给这种情况取了一个名字叫做潮汐锁定。

那这到底是如何造成的呢？
潮汐锁定
潮汐锁定的原因并不是非常难以理解，我们要想搞清楚，首先要知道地球和月球之间存在万有引力。

由于月球是距离地球最近的天体，而且它的个头还不算小。所以，地球上的潮汐是由于月球引力而引发的。

当然，我们也知道，现在有一些地区就在使用潮汐来进行发电，这说明什么？潮汐是具有能量的，那潮汐的能量到底是从哪里来的呢？
其实这个潮汐是来自于地球的自转，也就是地球自转的动能。那这该如何理解呢？
我们都知道，月球绕着而地球转上一周是一个月，大概30天不到的样子。而地球自转一周只需要一天，不到24小时的样子。两者相差了近30倍。也就是说，月球跑得要比地球自转慢多了，但是它们之间有又是存在引力的。这引力就有的像绳子一样牵引着彼此，如果有一方比较慢，势必就会拖累另一方，所以月球是在给地球拖后腿的。

这个后腿拖得可不是一般有技术含量，实际的效果就是给地球减速，利用的工具就是地球上的海水，海水会发生潮汐，每到潮汐发生时，海水就会发生互相摩擦（当然不仅是海水，实际上海水和地球表面也会摩擦），这一摩擦就会生热，这些热量最后就会散失掉，而摩擦的过程其实就是在消耗地球自转动能的过程，地球也就转得慢了。

在恐龙时期，一天才20个小时左右，10亿年前的一天则只有10个小时。所以，我们现在地球的自转是明显慢了。

那这和潮汐锁定有什么关系么？
其实初高中物理学课上学过相对性的概念，刚才的一切都是站在地球角度上去看。如果我们在占月球上看，也可以理解成地球在绕着月球转。一周也还是一个月。而月球早期的自转速度也是很快的，要比一个月时间短得多，但地球也在给月球拖后腿，这个拖后腿其实也是在消耗月球自转的动能。
可能你要说了，明明月球基本上都是岩石，也没有海水，咋能给月球减速呢？
这里我们要搞清楚，早期的月球是因为有一颗火星大小的行星在地球轨道附近溜达，然后不小心一头撞上了地球，抛洒出来的碎片在引力作用下形成的。因此，早期的月球温度超级高，其中有大量的岩浆，这就类似于海水的作用。

不仅如此，其实岩石也是会相互摩擦或者变形的，这些都会消耗月球的自转动能量，而且由于地球的引力要远远大于月球的引力，因此，地球拖后腿的水平要远远高于月球的水平。所以，早期的月球是在快速减速的，后来冷却下来后，就在慢慢减速。但减速总也有个头啊，这其实也好理解，这种消耗的根本原因来自于地球绕着月球转一圈的慢于月球的自转。（我们这里以月球为参考系。实际上，地球绕月球一圈和月球绕地球一圈只是参考系不同的，但公转周的时间是一样的，都是一个月。）所以，当地球绕月球转一圈的时间等于月球自转一圈的时间时，就不会有减速的作用，而此时就会出现潮汐锁定，这也是为什么月球总是一面朝着地球的原因。

实际上引力还会使得月球产生形变，这会影响到我们看到的月球表面大小，让我们看到月球的表面不仅仅是一面，而是要稍微多一些。

诸多影响因素
不过月球也并不是完全一面对着我们，月球的实际轨道和受力其实很复杂。
举个例子，因为月球绕行地球并非是完全圆周运动的轨道，实际上是一个椭圆，如果下图所示，这种轨道的偏心率，就会使得我们多看到一部分的月球。
除了轨道这身的问题，还有月球的自转轴和地球自转轴，以及两个轨道并不在一个平面上都会对我们看到月球产生影响。
除此之外，由于我们在地球不同位置去看月球的视角是不同的，这就好像你歪着头看一个样东西和正视这个东西其实看到的是不一样的，这也会对我们看到月球表面大小产生影响。

以上三点也被称为：天平动。这使得我们看到的月球的这个面会在一定的范围内波动，而不是一个固定的情况。总体来说，平均下来，我们大概是可以看到月球表面面积的59%。

如果我们在每个满月期间仔细观察月球，都会看到完全一样的月面，月球一直以相同的一面在“注视”我们。

但月球是球体，本身在自转的同时，还在环绕地球公转，那么，为什么我们所看到的满月都是一样的呢？这种巧合非常罕见吗？月球的另一面是怎样的呢？

月球确实在自转和公转，但两者的周期却是“出奇”一致。月球自转1度的同时，它也会在轨道上环绕地球运动1度，从而使月球能够以完全相同的一面朝向地球。这种现象在天文学中被称为潮汐锁定，它由潮汐力引起。

潮汐锁定

在数十亿年前，早期月球的自转角速度远快于公转角速度。但由于地球引力对月球产生的潮汐作用，月球的赤道两侧被拉变形，产生潮汐隆起。当月球自转时，潮汐隆起部分会被地球引力往后拉拽，从而让月球自转减速。

长此以往，月球的自转角速度会降到与公转角速度同步，从而达到潮汐锁定。在潮汐锁定前夕，对着地球的月球一侧，此后一直对着地球，另一侧在地球上则始终无法看到。

月球背面

然而，这种潮汐锁定也不是分毫不差。由于天平动现象的存在，月球会出现轻微幅度的摆动，这让我们能够看到超过一半的月面，达到59%。不过，大部分的月球背面仍然是未知的。

直到人类进入太空时代之后，探测器飞到月球背面，我们才首次目睹到了月球背向地球的那一侧。与月球正面相比，月球背面缺乏月海，取而代之的是遍布陨石坑。由此可见，月球曾经为地球挡住了不少陨石的撞击。

普遍的潮汐锁定现象

潮汐锁定是天体之间长期引力作用的结果，这种巧合并非罕见，在太阳系中其实很普遍。尤其是当行星远大于卫星时，卫星很容易被潮汐锁定。

虽然火星本身不大，但它的两颗卫星都很小，它们都已被潮汐锁定。对于木星和土星这样的气态巨行星，它们都有多颗卫星被潮汐锁定，例如，木星的四大卫星，土星的最大卫星——土卫六。另外，天文学家还观测到有些太阳系外的行星被其主恒星潮汐锁定，因为那些系外行星太过于靠近主恒星。

潮汐锁定最为极致的例子是冥王星和卡戎（冥卫一）系统，卡戎不但被冥王星潮汐锁定，而且冥王星也被卡戎潮汐锁定，它们始终都是以相同的一面朝向彼此。事实上，这种互相潮汐锁定的情况也将会出现在地月系统中。

地球也将被潮汐锁定

潮汐作用是相对的，月球的引力也会让地球的自转减速。经过数十亿年，地球的自转周期从最初的6小时，已经延长至如今的24小时。再过上百亿年的时间，地球的自转周期将会进一步延长至47天。到了那时，月球的自转周期和公转周期也将延长到47天，地球和月球将被互相潮汐锁定。

在那时的地球上，只有某些地方能够看到月球。对于同一个地方的观测者来说，月球将会一直悬挂在空中的某处不会动。观测者仍能看到月相的变化，只是周期会达到47天。

不过，地球也有可能等不到被月球潮汐锁定的那一天。因为太阳将在50亿年后演化为红巨星，它的体积经过剧烈膨胀之后，将有可能会吞噬地球和月球。

我觉得并不罕见，太阳系里对着地球的行星多了去了。

这只是因为地球对月亮潮汐作用所产生的，还是比较常见的。

两者都是球体都在运动，可能就是运动的轨迹不一样吧。这种巧合也不罕见吧

这是潮汐锁定，是天体之间长期引力作用的结果，这种巧合并非罕见，在太阳系中其实很普遍。尤其是当行星远大于卫星时，卫星很容易被潮汐锁定，甚至还会相互锁定。

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