其實我們都知道月亮為什么總是以一面朝著地球,而且我們也能給出答案,那就是潮汐鎖定。但是你再問一下,潮汐鎖定的原理是什么,估計很多人就不了解了。
對于一個答案,我們不光要知道結(jié)果,還要知道這個結(jié)果是怎么來的,所以今天我們就聊一下潮汐鎖定的原理。
目前科學(xué)家認為月亮起源的主流說法是大碰撞說,大概在45億年前,一個和火星大小差不多的行星忒亞,一頭撞上了地球,其中一部分落在了地球上,還有一小部分碎渣被拋向了宇宙,但由于地球引力的存在,這些碎片并沒有跑太遠。
后來,這些碎片在自身引力的作用下逐漸匯聚成一個星球,也就是月亮。但因為月亮和地球的質(zhì)量相差太遠,所以月亮也沒有逃脫地球的引力,并在地球的引力下圍繞著地球自轉(zhuǎn)。
其實不光地球?qū)υ铝劣幸?,月亮對地球同樣存在著引力?strong>而月亮對地球的引力,可以引發(fā)地球海洋的潮汐變化。
具體來說是這樣,因為地球自轉(zhuǎn)一圈只有24個小時,而月亮繞著地球轉(zhuǎn)動一圈是一個月,大概30天左右。這樣,月亮跑的就比地球慢多了。
結(jié)果呢,月亮的引力就對地球起到了減速作用,這是因為地球上的水是流動的,哪里引力比較大,就會聚集在哪個地方。所以,海水會在月亮引力的作用下,引發(fā)潮汐變化。
而每次海水相互碰撞,以及和地球摩擦?xí)r,部分能量都會以熱量的方式散失掉,無形之中也在消耗地球自轉(zhuǎn)的速度,所以地球轉(zhuǎn)動的也更慢了。
有科學(xué)家研究,在恐龍時期每天只有20小時左右,而在10億年前,地球自轉(zhuǎn)一圈只需要10幾個小時。由此可見,月亮是在給地球減速。
不光月亮對地球可以產(chǎn)生潮汐變化,地球?qū)υ铝镣瑯佑谐毕兓>唧w是這樣的,月亮上雖然沒有海水能夠引發(fā)潮汐變化,但早期月亮內(nèi)部有熔漿,能夠引發(fā)潮汐變化,并消耗月亮能量,達到給月亮自轉(zhuǎn)速度減速效果。
其次還有,月亮上的巖石也會在地球引力的作用下,慢慢地慢慢地發(fā)生流動,久而久之,月亮朝向地球和背向的兩側(cè)會被拉長,呈橢圓球體。這時,月亮雖然也會自轉(zhuǎn),但每自轉(zhuǎn)一圈時,月亮上的巖石都會在地球引力下,再次發(fā)生形變,呈橢圓球體。
而巖石在流動以及形變的過程,也會消耗自身的能量,讓自己的自轉(zhuǎn)速度緩慢下降,直到月亮自身自轉(zhuǎn)速度=圍繞地球公轉(zhuǎn)速度, 這時地球的引力就不會再對月亮產(chǎn)生減速作用,而是兩者同步,因此月亮也就被潮汐鎖定了。
事實上,不光地球可以對月亮潮汐鎖定,月亮也可以對地球潮汐鎖定,但因為地球質(zhì)量相比于月亮而言實在是太大了,因此地球先把月亮給潮汐鎖定了。但如果太陽系壽命長到一定程度,或許有一天月亮也會把地球潮汐鎖定。
衛(wèi)星與行星彼此相互潮汐鎖定的例子并不罕見,在太陽系內(nèi),冥王星不僅潮汐鎖定了它的衛(wèi)星卡戎,卡戎也把冥王星潮汐鎖定了。
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