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為什麼月球總是以同一面朝向我們

Miqo 編輯部 · 1 個來源

月球會自轉,只是和公轉同步

月球看起來好像完全不會轉:每晚都是那些暗色斑塊、同樣的圖案。其實,它繞軸自轉一圈約需27.3天,而繞地球一圈也正好是這麼久。要驗證這個道理很簡單:繞著桌子走一圈,眼睛始終盯著中央的杯子。從旁邊看,你會明顯轉過一整圈,儘管你一直面向杯子。

這種同步不是巧合,而是被迫形成的。地球對月球近側的拉力比遠側更強,月球便沿著這條線略微拉長,形成一個固定的「隆起」。月球自轉得比較快時,隆起會跑到前面,而地球的重力會把它往回拉。這個煞車作用持續了非常久,直到自轉和公轉同步。之後就沒有東西需要再減速了:隆起正好朝向地球。

不過,這個鎖定並不完美。月球的軌道不是圓形,所以它有時移動得快一點,有時慢一點;但繞軸自轉的速度保持均勻。此外,它的自轉軸也有些傾斜。這些因素加在一起,讓月球左右晃動約8度,也會略微上下晃動。月復一月,圓盤邊緣會露出不同的隕石坑。

從地球總共能看到的月球表面

月球背面不黑,只是不同

「暗面」是個不恰當的名稱:那裡接收到的陽光一樣多,也有自己的白天和夜晚,各持續2週。它只是對我們來說很暗。1959年,月球3號探測站傳回第一批影像,畫面令人驚訝:沒有大片黑色的「海」,只有布滿隕石坑的淺色地殼。月海約占可見圓面的三分之一,卻只占月球背面的幾個百分點。

31%正面
2%背面

這種差異確實存在,但解釋仍只是初步結論:月球背面的地殼明顯更厚,因此遠古熔岩更難突破地表、淹沒低地。至於為什麼更厚,至今仍有爭議。

但潮汐鎖定本身已經很清楚:這在太陽系中很常見。冥王星和卡戎彼此以同一面相對,木星的大型衛星也都以同一面朝向木星。

✓ 該做
  • 比較不同月份的滿月照片:圓盤邊緣的隕石坑圖案會略微移動
  • 挑一個正好在邊緣的隕石坑:有些月份看得見,有些月份會沉到地平線下
  • 看看月球背面的照片:顏色淺、布滿隕石坑,和你熟悉的月球不太一樣
✕ 別做
  • 別期待一個晚上就看出晃動:它要經過數週才會累積起來
  • 別把月球背面稱為暗面:那裡接收到的陽光一樣多
  • 別說月球不會自轉:如果它不自轉,我們一個月就能看到它的全部

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來源

  1. 月球的自轉週期、公轉週期與天平動資料:NASA;每年約3.8公分的遠離速度以雷射測距測量(月球雷射測距);月球背面地殼厚度:GRAIL任務。