是什么力量锁住了月球，让其永远一个样子对着地球？

月球永远只让同样的脸对着地球，这不是巧合，也不是月球自愿的，而是地球用一只看不见的手，拉住了月球自转的刹把，最终让其自转周期与公转周期分秒不差。从此，月球就只好一面永远朝着地球，另一面永远不被地球看见。

我们在本文中姑且把月球朝向地球的一面叫正脸，看不见的另一面叫后脑勺吧。而地球这只看不见的手有个正经名字，叫“潮汐力”，这个“刹车”这个过程叫“潮汐锁定”。

潮汐锁定不是抽象公式，抬头就能验证

古人把月面上那些暗色斑块画成玉兔、桂花树，今天用望远镜看，玉兔还在老地方——几千年过去，月面图案纹丝不动。因此，古人们就一直只能看到月球正脸，至于其后脑勺长什么样，则无法知道。

直到1959年，苏联月球3号探测器成功到达月球轨道，才第一次拍到了这个后脑勺。与相对较为平整，只有大块暗色月海的正脸相比，后脑勺却长满了“疤痕”~密密麻麻全是环形山，几乎没有月海。如此难看的后脑勺，难怪羞于露面。

2019年1月3日，中国的“嫦娥四号”是在月球的后脑勺冯·卡门撞击坑软着陆，由于月球被地球潮汐锁定这种特性，后脑勺就无法直接与地球通讯联系，为了解决这个问题，早在2018年5月21日就特别发送了一颗命名为“鹊桥”的中继星，飞到距离月球6.5万公里的地月L2拉格朗日点Halo轨道待命，在那里既能看到月球后脑勺，也能看到地球，由此才实现了嫦娥四号与地球的通讯联系。

潮汐锁定后的月球，在地球上看到月球一直都没动，有人就认为月球停止了自转。其实这是一种误解，如果它自己完全不转，绕一圈下来地球上的人就该把它的全身看个遍。正因为它一边绕圈一边以同样的周期自转，才始终“面朝黄土背朝天”。

月球绕地球一圈约27.3天（恒星月），其自转周期也正好是27.3天。不过，在地球上观察月球，由于地球也在自转，一个朔望月，就是月亮圆缺一个周期为29.53天，阴历就是根据朔望月设定的，大月为30天，小月为29天。

那么，潮汐锁定是怎么一回事呢？

潮汐锁定，就是一个天体的自转周期被引力磨到与其公转周期完全相同，从此永远以同一面朝向被它环绕的天体。潮汐锁定并不等于锁死，月球并没有完全停止自转，只是转得“恰到好处”。

我们站在地球上看月球，它始终一面朝向我们，看起来就好像没转；如果脱离地月这个系统站在更远的地方观察，比如在火星或金星上看月球围绕地球转，就会发现月球围绕地球转了一圈，自己也恰好转了一圈，观察者会既看到它的正脸，也看到它的后脑勺。

简单比喻：如果一个人围绕着某人脸脸相对转圈，圈中的人只能看到这个人的正脸，而看不到他的后脑勺；但远离他们的第三者观察这个转圈的人，就会发现他围绕着中心的人转了一圈，自己也转了一圈，正脸和后脑勺都会被观察者看到。

潮汐锁定的力叫潮汐力，本质是引力差。引力随着距离呈现数量级衰减，月球靠近地球一侧受到的引力比远侧更强，这个差值会把月球轻微拉长，变成一个长轴大致指向地球的“橄榄球”，即潮汐隆起。假如月球自转比公转快，隆起就会被自转带着偏转，不再正对地球；地球于是拉扯这个歪着的隆起，产生一个与自转方向相反的扭矩，像刹车片一样给它减速。

自转越慢，隆起偏转越小，扭矩也越小；直到自转慢到与公转同步、隆起永远正对地球，扭矩归零，刹车结束。这就是“锁定”。耗散这种形变能量靠的是月球内部的摩擦：早期月球又热又软，形变像揉面团，刹车远比今天灵光，锁定过程大约只花了几亿到几千万年。

潮汐锁定并非地月，在宇宙中广为流行

锁定并非单向的，而是双向的，月球相对地球虽然小了很多，但同样对地球有潮汐力，地球海洋的涨潮落潮就主要是月球引潮力导致。地球锁定月球，自身也赔出去了角动量，因此也在被月球慢慢锁定。

观测证据有：其一， 4亿年前的珊瑚化石显示一年约400天——那时地球自转更快，一天不足22小时；之后地球日每隔十年约变长2毫秒；其二，阿波罗宇航员在月面留下的反射镜，让科学家能用激光精确测量出地月距离，发现月球正以每年约3.8厘米的速度远离地球，与潮汐理论预言严丝合缝；其三，激光测月和月面激光反射器已精确证实月球存在物理自转，且其周期与公转周期一致。

不过，地球被月球锁定，理论上还需再演进几百亿年，那时，太阳早就演化到红巨星阶段了，天荒地老，人类早就不知所踪了，永远看不到那一天到来。

太阳系许多卫星都被行星锁定，如：木星四大伽利略卫星都被锁定；土星卫星泰坦（Titan）、瑞亚、恩克拉多斯、墨曼等大部分主要卫星都被锁定；海王星的海卫一也被锁定，冥王星与冥卫一卡戎则是双向锁定，相互永远以同“脸对脸”。

宇宙中，绝大部分靠近恒星的系外行星，都被潮汐锁定，如比邻星b、水牛座51 b、WASP-12b等，TRAPPIST-1 的七颗行星都被潮汐锁定了。

因此潮汐锁定现象在宇宙中是普遍现象，是引力潮汐力的基本属性，月球被锁定一点也不奇怪，只是遵循了“惯例”而已。

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