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月亮为什么只有一面正对着地球?什么是潮汐锁定?

春天的晚风吹在身上挺舒坦。我们抬头仰望夜空。那轮明月依然安静地挂在天上。几千年前的李白与苏轼,他们举杯邀明月时看到的环形

春天的晚风吹在身上挺舒坦。我们抬头仰望夜空。那轮明月依然安静地挂在天上。几千年前的李白与苏轼,他们举杯邀明月时看到的环形山阴影,与我们今晚看到的画面,完全一模一样。

这事仔细琢磨一下,其实有点渗人。月球从始至终,永远只拿同一副面孔死死盯着地球。月球的背面到底藏着什么?它凭什么连转个身的自由都没有?

天文学界管这种诡异的现象叫“潮汐锁定”。我们今天这篇文章,不光聊浩瀚的宇宙。我们更要看看眼下波谲云诡的国际局势。你会猛然发现,宇宙深处冷冰冰的物理法则,与超级大国的霸权逻辑,简直是一个模子里刻出来的。

拿月球的运转规律来说。月球绕着地球跑完一圈,大概需要27天多一点。让人倒吸一口凉气的情况出现了。月球自身的自转周期,恰好也是27天左右。公转周期与自转周期做到了毫秒级的完全同步。这导致月球永远只能把固定的一面朝向我们。这绝非巧合。这背后站着一双看不见的巨大黑手,也就是宇宙间最无解的万有引力。

地球表面覆盖着广阔的海洋。靠近月球那一面的海水,深切地感受到月球的引力拉扯。海水不受控制地被吸了过去。平静的海面自然就向外鼓起一个巨大的水包。这就是我们常说的涨潮。

常识性的问题来了。地球每天自西向东自转一圈。照常理推断,一片特定的海域每天只该经历一次涨潮。实际观测结果并非如此。地球上绝大部分海域每天都会经历两次涨潮。另一次汹涌的涨潮又是怎么产生的?

这里存在一个根深蒂固的认知误区。我们总觉得地球稳如泰山,月亮像个卑微的小跟班一样围着老大哥转。真实的宇宙景象远比这残酷。地球与月球,是在共同围绕一个“公共质心”疯狂旋转。

地球的质量太庞大了。这个公共质心深深地潜伏在地球内部。你可以在脑海中构想一个画面。一个两百斤的壮汉死死拉着一个三十斤的小孩转圈。壮汉的双脚虽然没怎么大范围挪动,但他的身体为了维持平衡,也会不由自主地往后仰。

整个地月系统在浩瀚宇宙中旋转时,产生了一股极其强大的向外离心力。处于背对月球那一面的海水,受到的离心力极大。这股蛮横的力量远远超过了微弱的月球引力。

成千上万吨的海水直接被向外狠狠甩了出去。地球两头的海水同时被拉长。地球整体的形状看起来就像被一双无形的大手捏扁了一样。这就完美解释了每天两次的涨潮现象。

我们再往深处挖一下物理学的底层规律。地球本身每天都在坚定地自西向东自转。汹涌的海水与粗糙的海底岩石之间,存在着巨大的物理摩擦力。地球快速自转时,顺手就把涨潮鼓起来的那个巨大海水“包”往前强行带了一段距离。结果就是,涨潮的最顶点,脱离了直接对准月球的直线。它超前了那么一点点。

这一超前,月球的引力就开始发怒了。月球拼命想把这个超前的“海水包”给硬生生拽回原位。地球执着地往前转,月球死死地往后拽。这一来一回的激烈拉扯,在太空中形成了一股极其强悍的物理刹车力矩。天文学家把这个现象叫作“月制动”。在漫长的时间长河里,地球的自转速度硬生生地被月球给拖慢了。科学家研究古生物化石发现,在恐龙称霸地球的白垩纪,地球的一天大概只有23个小时左右。

力的作用永远是相互的。地球的引力同样也在疯狂撕扯月球。月球表面虽然干涸无水,但是坚硬的岩石在引力与离心力的双重夹击下,依然会产生微小的形变。月球生生被拉扯成了一个两头尖尖的怪异椭球体。

在几十亿年前的远古时期,月球其实拥有自己狂野且独立的自转速度。地球的引力实在太霸道了。地球死死拽住月球隆起的岩石部分,日复一日地疯狂踩刹车。月球体量太小。它根本扛不住这种星际级别的消耗战。最终,月球的自转被彻底拉停。它沦为了一颗被完全“锁定”的可悲卫星。

潮汐现象里头,还隐藏着一位真正能决定乾坤的大佬。这位大佬就是太阳。引发海洋巨大潮汐的主要力量叫做“引潮力”。物理学定律显示,引潮力与距离的三次方成反比。

太阳距离地球极其遥远。它对地球的引潮力大概只有月球的一半多一点。平时这股力量深藏不露。每当到了农历的初一以及十五,震撼的宇宙奇观就上演了。太阳、地球、月亮精准地排成了一条直线。太阳的引潮力与月球的引潮力完美叠加。那一刻,大洋上就会爆发出惊天动地的大潮。