為什麼人類看不到月球的背面?月球到底藏著什麼秘密?

鍾銘聊科學 發佈 2020-03-14T21:32:51+00:00

雖然月亮抬頭可見,但你知道嗎?我們能看到的永遠都只有月球的一面,月球的背面始終背對著地球,這究竟是怎麼回事呢?難道月球的背面有不可告人的秘密?月球為什麼只有一面對著人類?很多人以為,月球是外星人派來的監視器,用來監視地球的,月球的背面藏著很多秘密。

雖然月亮抬頭可見,但你知道嗎?我們能看到的永遠都只有月球的一面,月球的背面始終背對著地球,這究竟是怎麼回事呢?難道月球的背面有不可告人的秘密?

月球為什麼只有一面對著人類?

很多人以為,月球是外星人派來的監視器,用來監視地球的,月球的背面藏著很多秘密。然而事實上,這和外星人一點關係也沒有,月球之所以只有一面對著地球,是因為潮汐鎖定

大約在45億年前,當時月球還沒有出現,但太陽系有一個行星叫做忒亞,它一頭撞上了地球的軌道,撞擊產生的碎片一部分留在了地球上,另一部分碎片飄到了地球周圍。

由於地球引力的束縛,這些碎片並沒有跑太遠,而是圍繞著地球運動,後來這些碎片在引力的作用下,逐漸匯聚成了一個天體,這就是月球。

月球剛形成之初,並不是只有一面對著人類,如果那時有人類,人類可以站在地球上看到月球的各個角落(如果你的視力較好的話)。

後來,月球的自轉速度越來越慢,最終導致月球的自轉和圍繞地球公轉一圈的速度相同,因此只有一個面對著地球。

那麼問題來了,月球的自轉速度是怎麼被拖慢的呢?

月球的潮汐鎖定

牛頓在1687年發表了自己的著作《自然科學的數學原理》,在這本書里,他首次提出萬有引力公式。

根據萬有引力公式我們知道,任何物體之間都有引力,它的大小和物體的質量呈正比,和物體的距離的平方成反比。

由此可知,月球也會受到地球的引力影響,所以月球才會圍繞著地球轉動。不僅如此,月球上的物體也會受到地球的引力影響。

事實上,月球形成之初,整個星球呈熔融狀,可以流動,因此非常容易發生形變;後來月球逐漸冷卻,形成堅硬的岩石。而這些岩石在受到地球引力作用時,也會發生形變,導致月球並不是一個規則的球體,而是橢圓體。

在月球形成之初,月球的自轉速度很快,這就導致它們圍繞地球轉一圈的時間,可以自轉好幾圈。然而由於自轉和公轉速度不一致,導致月球自轉的過程中,月球在不停地發生形變,這個過程會消耗掉月球的動能,導致月球自轉速度越來越慢,直到月球自轉速度和公轉速度一致,這種情況就叫做潮汐鎖定

當月球被潮汐鎖定時,此時月球就以同一面對著地球,站在地球上,再也看不到月球的背面了。

事實上,不光地球對月球有潮汐力,月球也可以潮汐鎖定地球,我們看到的地球海洋發生潮汐變化,大部分都是月球引發的。

因為地球質量大,而月球質量小,我們知道引力大小和天體的質量有關,因此月球的引力較小,想要潮汐鎖定地球需要花費更長的時間。

目前來看,月球已經拖慢了地球的自轉速度,在地球剛形成之初地球自轉一圈需要8個小時,前陣子科學家研究發現恐龍時代一天只有23.5小時,而今天地球自轉一圈的速度是24小時。如果地球歷史足夠長,或許未來地球自轉一圈需要花費一個月,那時就是指地球被月球潮汐鎖定了。

月球的背面有什麼?

雖然月球始終以同一面面對著地球,但在1959年時,人類就已經拍攝了第一張月球背面的照片。

月球的正面和背面有著顯著的區別,在月球的正面,有巨大的月海,但是月海上並沒有水,而是平原。但在月球的背面,有密集的隕石坑,這些隕石坑也被稱為馮·卡門撞擊坑

從成分上看,月球的正面約有60%被月海的玄武岩覆蓋,但在月球背面,幾乎都是高地斜長岩。月球上一共有22個月海,其中19個分布在正面,另外3個較小的分布在背面。

之所以有這些差異,目前還沒有確切的答案。

總結

像月球這樣,被自己的主星潮汐鎖定的衛星並不罕見,比如:木星至少已經潮汐鎖定了8顆衛星。

之所以主星容易潮汐鎖定衛星,是因為主星的質量較大,對衛星的潮汐力更大,更容易潮汐鎖定對方。這是一種非常常見的天文現象,因此月球並不是外星人派來監視地球的監視器。

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