看着月亮,它好像永远长着同一张脸,不管是新月弯弯还是满月圆圆,咱们看到的纹路、阴影,似乎从来没换过样子。莫非月亮真的不会转身?它没偷懒,咱们居住的地球和它之间,被一种叫潮汐锁定的引力关系绑在了一起,这场约定,已经持续了数十亿年。
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最初的月亮可不像现在这么沉稳。它刚形成时自转速度特别快,转得让人看不清轮廓。但地球的引力悄悄给它使了点劲儿,没有拽着它跑,反而捏出一点点变形,像极了捏着软乎乎的糯米团子,指尖一用力就会鼓出小凸起。这种变形带来的内部摩擦,才是关键,它给月亮的自转装了个隐形刹车,一点一点减慢它的速度。直到有一天,月亮自转一周的时长,刚好和它绕地球公转一周的时间对上了,这下就再也没变过,从此只把同一面朝着我们。
那是不是咱们永远只能看月亮的半张脸?它偶尔会轻轻晃一下,恰似坐不住的孩子在椅子上挪了挪身子,这就是天文学家说的天平动。经度上的±6°摆动,根源在于它绕地球的轨道不是完美的圆,速度时快时慢,才有了这细微的晃动,纬度上的±6.7°摆动,又因为它的自转轴本身就有点倾斜,像人歪着头看东西。算下来,咱们实际能看到的月表,差不多有59%,比一半还多一点。
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在太阳系里,潮汐锁定可不是月亮的专属技能。火星的两个小卫星,火卫一和火卫二,早就被火星收服了,它们绕着火星转的时候,始终只将自身的一面朝向火星,像两个黏着主人的小跟班。木星的四大伽利略卫星也一样,乖乖把固定的一面朝向木星。冥王星和卡戎,这对搭档质量差不多,谁也没本事单方面锁定谁,反倒成了相互对着脸转的样子,冥王星永远看到卡戎的同一面,卡戎也永远看到冥王星的同一面,在遥远的太阳系边缘,一起慢慢转。
关于月背,有个误会得说清楚。很多人觉得它是黑暗面,永远晒不到太阳,其实不是。太阳的光,照样会照到月亮背面,只是咱们从地球看不到而已。每个农历月里,月球的背面都会迎来一次慢悠悠的日出,再送走一次漫长的日落。只是这一昼一夜,都要持续约14个地球日,比咱们的半个月还长。也正因为这样,月背的温差格外剧烈,白天能热到127℃,塑料放在上面都能化,晚上又能冷到-173℃,比南极的极寒天气还要冷上不少。
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要去月背探索,可比在正面难多了。受这种引力锁定的影响,月背和地球之间隔着一整个月亮,无线电信号根本穿不过去,探测设备到了那儿就成了哑巴。这时候就需要一颗鹊桥中继卫星,如同架在中间的信号中转站,把月背探测器的消息传给地球,再把地球的指令送过去。1959年,苏联的月球3号先迈出一步,第一次拍到了月背的模糊影像,人类才第一次知道,月亮背面长这样。2019年,中国的嫦娥四号更牛,直接在月背软着陆,还放出了玉兔二号探测车,让它在月背上慢慢跑,收集数据,这可是人类探测设备第一次在月背留下痕迹。
这场引力的互动,从来不是地球单方面影响月亮。月亮的引力也在给地球踩刹车,它引起的潮汐摩擦,让地球自转渐渐变慢,慢到每过1000年,一天的时长便会增加1秒。1秒看着短,积累起来可不少,几亿年前的地球,一天可能只有20个小时左右。同时月亮也在缓缓远离地球,每年约3.8厘米,差不多是咱们指甲盖长一周的速度,虽然慢,但未来的人看到的月亮,会比咱们现在看到的小一点。
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月亮,它对着咱们的这一面,是和地球跳了几十亿年的慢舞,每一次公转,每一次自转,都是它们用引力相互塑造的结果,并非偶然,是宇宙中的一份约定。
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