月球真的在远离我们吗？

Question

如题所述

Answer 1

在尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林登陆月球时，他们留下了一面镜子。我们可以用这面镜子反射月球上的激光束。这使得我们可以测量到月球的距离。我们已经发现月球正在缓慢地远离我们。它正以每年几厘米的速度向后移动。你可能认为一天有24个小时。但这并不完全正确。平均每天有24小时60毫秒。

然而这个数字正在变化。由于地球自转速度在变慢，我们的一天已然在缓慢地变长。它的速度变慢到每100年我们的一天会变长2毫秒。数十亿年前，地球上的一天只有现在的一天的一半长。那时月球离我们远比现在近。为什么月球正在远离我们？为什么地球自转速度在减慢？这是由于潮汐力。月球的引力拉引着地球，而地球的一边离月球更近。

所以月球对那一边的引力较大，对相反那边引力较小。这导致月球附近出现了一个凸起。现在地球和月球都在移动。地球每天自转一圈。月球每27天转一圈。地球向月球伸展，形成一个凸起，但是地球仍然在自转因此凸起也随之旋转。地球向月球伸展需要时间，而由于地球一直保持旋转，没有时间完成伸展。所以突起的部分永远不会与月球完全对齐。它一直在月球前面旋转。这就是地球自转减慢的原因。

突起的一边离月球更近。所以引力在那边较大而在另一边较小。这会产生一个减慢地球自转的旋转力或力矩。这也影响着月球。月球上的引力并不直接指向地心。它稍稍指向凸起的地方。现在我们把这个力分成两个正交的分量。一个分量指向地心。

另一个分量是垂直的。第一个分量是用来维持月球在轨道上运行的。第二个分量与月球运动的方向一致，所以这个力会推动着月球前进。它推动月球进入一个更高的轨道，并导致月球慢慢飘移。现在来概括一下，因为地球的一侧有一个隆起，月球向这个隆起移动时略微加速，这将推动月球进入一个更高的轨道，导致它漂移。最终，如果我们等待数十亿年，没有别的变数的话，那么最终地球的自转速度将大大减慢，它将与月球一起自转。

地球上的一天将持续一个农历月那么长，地球永远以同一面对着月球。这是由潮汐锁定引起的。潮汐锁定已经发生在月球上。这就是为什么我们只能看到月球的一面。很久很久以前，月球可能旋转得非常快，但是潮汐力使月球的自转速度慢了下来，直到它的自转速度与轨道速度相同，所以月球的一面被锁定在适当的位置，这一面永远面向地球。月球的这一面是你见过的唯一一面，月亮还有另一面，但你从未见过，这很正常。太阳系中的每个大卫星都被潮汐锁定。理论上，这有一天也将会发生在地球上。如果地球被月球潮汐锁定，月球就不会再升起和落下。它不会在天上移动，并且地球上将只有一面能看到月亮。

相关知识

潮汐锁定（或同步自转、受俘自转）发生在重力梯度使天体永远以同一面对着另一个天体；例如，月球永远以同一面朝向着地球。潮汐锁定的天体绕自身的轴旋转一圈要花上绕着同伴公转一圈相同的时间。这种同步自转导致一个半球固定不变的朝向伙伴。通常，在给定的任何时间里，只有卫星会被所环绕的更大天体潮汐锁定，但是如果两个天体的物理性质和质量的差异都不大时，各自都会被对方潮汐锁定，这种情况就像冥王星与凯伦。

这种效应被使用在一些人造卫星的稳定上。

Answer 2

是的，很多天文学家都有发现月球在一点点远离我们，是由于月球跟地球的引力互相导致的。月球一边自己旋转一边照亮地球，让我们觉得即使在黑夜也不至于全部都是黑暗的。

Answer 3

我们知道，潮汐的强度（以及衰退率）也取决于地球与月球之间的距离。因此，我们可以假设，当月球刚形成时，月球离地球很近，这时潮汐的力量更大一些。但是月球早期衰退的速度很快，潮汐力量会变得越来越小，潮汐衰退的速度也越来越慢。

Answer 4

是的。因为月球正在以每年3厘米的距离远离地球，所以月球真的在远离我们。