中國古人在賞月的時候把月球上較為陰暗的部分結(jié)合自己的想象描述成了嫦娥居住的“廣寒宮”
月球正面
現(xiàn)代天文學家告訴我們月球上的暗部是由許許多多的隕石坑和環(huán)形山構(gòu)成的“月海”,這些由大量小行星撞擊形成的廣闊地域無時無刻不在訴說著過去幾十億年來的故事。
結(jié)合古代神話傳說和自身從小到大的經(jīng)歷后我們不難發(fā)現(xiàn),千百年來古人眼中的月亮和現(xiàn)代人眼中的月亮似乎并沒有什么不同之處,換言之就是說人類一直以來看到都只是月球的正面。
熟悉又陌生的月球
現(xiàn)代天文學家告訴我們在地球上確實只能看到月球的正面而看不到背面,雖然說如果考慮到天秤動和視差的話從地球上最多能重復(fù)觀測到59%的月球表面,但委實說除了職業(yè)天文學家和專業(yè)天文愛好者,現(xiàn)代社會大部分人都很少將目光聚焦于夜空那一輪明月。
曾經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上有這樣一種說法:“我們看不到月球背面是因為月球背面有外星人基地,它們正在月球背面監(jiān)視地球”
潮汐鎖定動態(tài)演示
但這種說法本身是經(jīng)不起任何推敲的,因為“在一顆星球上只能看到另一顆星球的正面”這一現(xiàn)象在宇宙天體系統(tǒng)中是普遍存在的,天文學界把這種現(xiàn)象命名為“潮汐鎖定”。
除了月球和地球存在潮汐鎖定外,火星的兩顆衛(wèi)星與火星也存在潮汐鎖定關(guān)系,木星有八顆衛(wèi)星與它存在潮汐鎖定關(guān)系,土星有十八顆衛(wèi)星與它存在潮汐鎖定關(guān)系,天王星有五顆衛(wèi)星與它存在潮汐鎖定關(guān)系,海王星有兩顆衛(wèi)星與它存在潮汐鎖定關(guān)系,冥王星則和冥衛(wèi)一互相潮汐鎖定,除了太陽系內(nèi)的例子外,天文學家還在很多系外行星系和恒星系中發(fā)現(xiàn)了疑似潮汐鎖定現(xiàn)象。
從物理學角度來看,“潮汐鎖定”就是由于行星和衛(wèi)星間質(zhì)量體積以及引力強度不同導(dǎo)致的。
兩者相距38萬公里
月球引力作用在地球海洋上形成了潮漲潮落,而地球引力則作用到了月球的巖石上形成了潮汐隆起,所以說月球其實是在被地球引力“逐漸拉長”的,實際上月球引力導(dǎo)致的潮漲潮落以及地球內(nèi)部巖漿運動還在不斷消耗地球自轉(zhuǎn)速度,而且由于地月系是一個整體,所以地球自轉(zhuǎn)變慢的同時月球也會因為角動量守恒而逐漸遠離地球,具體速度是每年3.8厘米。
這種地月之間的彼此引力影響最終使得月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期趨于一致,也就是說月球圍繞地球公轉(zhuǎn)一周需要一個月,而它的自轉(zhuǎn)周期也被地球引力“減緩”至了一個月,所以在地球上的我們只能看到月球的正面。
陰晴圓缺
然而相比月球被地球潮汐鎖定背后的清晰原理,目前科學界對月球起源這個關(guān)于月球的“根本問題”卻遲遲沒有一個令人信服的理論
忒伊亞假想圖
在經(jīng)歷了早期的“分裂說”和“俘獲說”后,目前最廣為接受的月球起源是“忒伊亞說”。該學說認為在45億年前地球剛誕生而太陽系也尚未穩(wěn)定之時,一顆火星大小的天體“忒伊亞”和早期的原始地球發(fā)生了碰撞,撞擊產(chǎn)生的大量碎片最終被地球捕獲并在引力作用下慢慢聚攏成了早期月球,且該次碰撞還導(dǎo)致地軸與軌道面形成了一個66°34′的夾角,這個夾角的存在使得不同地區(qū)受到的太陽直射角度變得不同,所以地球就有了一年四季。
忒伊亞軌道
由于月球剛誕生時距離地球還很近,也還并沒有來得及被潮汐鎖定,所以早期的地球是可以看到月球背面的,然而“忒伊亞”說目前也還沒有強有力的證據(jù)來支撐,科學家希望未來能在月球或者地月系內(nèi)找到45億年前“忒伊亞”大撞擊的證據(jù)。
如今月球的視直徑大致與太陽相當都是0.5度
日環(huán)食
按照每年3.8厘米的遠離速度最多再有一億年天空中的月亮看起來就會比太陽小,這意味著一億年后的人類(如果還有人類的話)將無法看到日全食,只能看到日環(huán)食。