月球为何始终“正面”对地球？

梅林

对人类在太空中遇到的奇闻异事感兴趣的读者，一定曾听说过“月球背面”这一词汇，因为它经常出现在与太空探索有关的故事中，是一片有着“离奇现象”和“诡异声音”的神秘地带。

我国“嫦娥四号”探测器已成功降落在位于月球南极艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑，成为第一台在月球背面实现软着陆的地球探测器。此举在引起全世界瞩目的同时，也让“月球背面”这一词汇出现在更多人的視线中。

于是，很多第一次看到这个词的人，便感到疑惑不已。我们都知道，月亮和地球与宇宙中很多星球都差不多，都呈球型，且会旋转，旋转中的球还分正面和背面吗？只要它转起来，难道不是每一面都有面对地球的机会？

其实，“月球背面”这一词汇绝不是空穴来风，因为科学家经过观测早已发现，月球确实始终只有一面朝向地球，人类在地球上无论如何也看不到月球背对我们那另一面，所以才有专门的“月球背面”之说！

产生这种现象的原因，究竟是什么呢？

月球竟然不是一个正圆！

假如告诉你，满月时节看上去圆溜溜的月亮，其实并不是一个标准的正圆形，你会不会有点小遗憾？其实，这才是正常的天体形状。

万物皆存在相互作用的引力，两个物体之间距离越接近，引力越大;距离越远，引力越小。这就是万有引力。月球与地球之间，同样存在万有引力。

物体有大有小，月球表面靠近地球的一侧，和远离地球的一侧，各自到地球的距离不同，导致所受来自地球的引力也不一样大。这种效益，对地球而言同样如此。这样一来，地月两个球体由于两端所受力不一样大，均由一个端端正正的圆球，被逐渐“扯”成了椭圆形球体。

这便是天文学界普遍认为的、造成“月球背面”不可见的重要因素之一——潮汐力作用。

月球受地月引力的“合力”影响

既然月球不是一个正圆球体，而是一个椭圆球体，这就会导致一些有趣现象的发生。

我们都知道，月球和地球以及太阳系其他所有星球一样，也会自转和公转，它一直在围着地球公转，同时又兢兢业业地自转。然而，正是它和地球之间的两股引力处于一种微妙的平衡，导致它虽然不停自转，却始终不会将其“项背”展现给地球上的人类！

在地月诞生之初，这种平衡并不一定存在。我们在这里做两个假设，来验证这种说法。

首先，我们假设月球最初的自转速度比公转速度快，为公转速度的1.5倍。那么当月球绕地球转了30°时，其自身已经转了45°，这两个角度的不同，直接导致月面上任意一个点所受的来自地球的引力，和其所受的来自月球的引力，不在同一条垂直的直线上一一因为来自月球的引力指向月心，而来自地球的引力则指向地心。假设月球自转比公转快，地球引力和月球引力之合，就会使月面上任意一个点受到一个阻碍月球自转的合力，正是这个始终指向与月球自转方向相反的合力，阻碍了月球的自转，日积月累，逐渐将月球自转速度拖慢！

根据相同的原理，我们可以做第二个假设，即在地月诞生之初，月球的自转速度要比公转速度慢。若是这样的话，地月引力之合使月面上任意点所受的合力，就会始终指向与月球自转相同的方向;也就是说，若月球自转比公转慢，这个月面任意点所受的合力，与第一种情况相反，不但不会阻碍月球自转，反而会促进自转，在不知不觉中让月球自转得越来越快！

既然月球一开始自转快了，会因受引力影响而减速;一开始自转慢了，会受引力影响而加速。那么经过很长一段时间，月球的自转公转便会稳定在一个状态，处于一种奇妙的平衡——自转和公转速度变得一样快。

自转和公转一样快，意味着什么？在相同的时间内，月球自转的角度将和公转角度一样大，月面上某个点所受的月球引力，将和其所受地球引力几乎处于同一条垂直的直线上一一这样一来，月球就只会有一个面始终面对地球了。

神秘的万有引力，居然能够把两个天体之间的相对运动规律牢牢锁定在一个恒定的数值上，这就是科学界所说的“潮汐锁定”现象。