月球与公转同步的自转

月球是自转的，但很多朋友的都不相信，要理解这个问题其实不难，我们画个图出来示意下就明白了：

假设月球不自转，那么根据上图，月球在完成围绕地球一圈的过程中，我们将彻底看到月球的正反面，请注意上图中白色小点的位置。但事实上我们无法看到月球背面，那么它只能以另一种方式自转，即可自转周期=公转周期：

上图是自转与公转一致的运动方式，请注意白色小点的位置，它总是朝向地球，因此从这点来看，在围绕地球一周的同时，月球也刚好公转一周。这个周期是多久呢？

自转=公转=27.32天

所以月球白天和夜间的时间就相当于13.66天，因此嫦娥四号在月面上的日子可不好过，要么晒太阳将近半个月，然后没太阳半个月，有太阳的时候热死，没太阳的时候冻死，在月面的设备必须有降温和保温措施才不至于在月球昼夜交替的恶劣环境中出现故障。

月球为什么会出现公转与自转同步的情况？

其实这种特殊现象有一个专有名词，叫做潮汐锁定，指的就是一个天体在环绕另一个天体公转时，逐渐被另一个天体的潮汐引力锁定，以一面朝向另一个天体的公转方式。当然这很拗口，我们来简单了解下天体潮汐锁定的过程。

天体B在围绕A公转，两者在公转过程中会发生如下过程：

首先天体A和B会在相互引潮汐引力的作用下隆起，就像地球上的天文大潮一样，这和月球围绕地球公转是相关的，但这个潮汐隆起会有一个滞后效应。在尚未潮汐锁定时，隆起会在天体表面移动。而整个天体变成一个带一点点椭球的天体。
由于天体B的自转，这个拖球体的长轴会偏离天体A的方向，此时A的潮汐引力有一种要让B天体的长轴指向A的趋势，这个过程叫做隆起拖拽
在漫长的公转绕行过程中，这个趋势会逐渐让天体的长轴指向A公转，因为在潮汐引力公转中，这个“姿势”公转最“省力”，根据角动量守恒，B天体的自转角动量会转变成B的公转轨道距离抬升。因此从月球早期到现在的距离越来越远是有原因的。
潮汐拖拽的另一个特例是天体A和B的质量相差不大时，会有互相拖拽的过程，也就是说潮汐锁定的另一个特例是互相潮汐锁定。
还有一种比较特殊的情况是偏心率比较大的情况下则可能形成轨道共振的模式，比如水星的自转与公转比例是3:2的轨道共振。

在太阳系中轨道潮汐锁定几乎就是一种普遍现象，刚我们所说的水星自转公转3：2轨道共振，月球潮汐锁定，火卫一二，木卫一二三四...，土卫一二三...，天卫一二三四...，海卫一和八。

在这里必须提一下冥王星的卫星卡戎，因为两者是太阳系最特殊的潮汐锁定案例：互相潮汐锁定，双方永远都是同一面对着对方，就像两个恋人面对面。

冥王星与卡戎的相互公转动图（新视野号于2014年7月19日到7月24日沿黄道面拍摄），可以很容易看出这个这系统的质心在两者天体的半径以外（地月系质心在地球半径以内）。

其实潮汐锁定这种情况在系外行星中也屡有发现，比如位于半人马座的比邻星的行星可能已经被锁定，格利泽581c和格利泽581g也可能被母星锁定。

朝汐锁定无关与阴谋论

很多朋友都认为月球的直径高达3470千米，距离地球又超过38.4万千米，实在是太遥远了，不能出现所谓的潮汐锁定，因此就断定这个月球是被认为放置在地球轨道上的，功能就是为了监视地球，这是在是匪夷所思，如果按照这个逻辑火星有两个被锁定的卫星，而木星、土星、天王星以及海王星统统被监视了，一视同仁吗，太阳系里唯一没有被监视的天体是水星和金星，因为它们没有卫星，而冥王星和卡戎则互相监视？

这实在是一种非常没有内涵的质疑，相信月球一面朝着地球是来监视人类的话，那么可能各位是想多了，如果你坚持，那么很抱歉，我们之间没有共同话题。

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