其實(shí)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(wèn)一下,潮汐鎖定的原理是什么,估計(jì)很多人就不了解了。
對(duì)于一個(gè)答案,我們不光要知道結(jié)果,還要知道這個(gè)結(jié)果是怎么來(lái)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(rèn)為月亮起源的主流說(shuō)法是大碰撞說(shuō),大概在45億年前,一個(gè)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(méi)有跑太遠(yuǎn)。
后來(lái),這些碎片在自身引力的作用下逐漸匯聚成一個(gè)星球,也就是月亮。但因?yàn)樵铝梁偷厍虻馁|(zhì)量相差太遠(yuǎn),所以月亮也沒(méi)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(shí)不光地球?qū)υ铝劣幸?,月亮?duì)地球同樣存在著引力,而月亮對(duì)地球的引力,可以引發(fā)地球海洋的潮汐變化。
具體來(lái)說(shuō)是這樣,因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)一圈只有24個(gè)小時(shí),而月亮繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)一圈是一個(gè)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(duì)地球起到了減速作用,這是因?yàn)榈厍蛏系乃橇鲃?dòng)的,哪里引力比較大,就會(huì)聚集在哪個(gè)地方。所以,海水會(huì)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(huì)以熱量的方式散失掉,無(wú)形之中也在消耗地球自轉(zhuǎn)的速度,所以地球轉(zhuǎn)動(dòng)的也更慢了。
有科學(xué)家研究,在恐龍時(shí)期每天只有20小時(shí)左右,而在10億年前,地球自轉(zhuǎn)一圈只需要10幾個(gè)小時(shí)。由此可見(jiàn),月亮是在給地球減速。
不光月亮對(duì)地球可以產(chǎn)生潮汐變化,地球?qū)υ铝镣瑯佑谐毕兓?。具體是這樣的,月亮上雖然沒(méi)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(dá)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(huì)在地球引力的作用下,慢慢地慢慢地發(fā)生流動(dòng),久而久之,月亮朝向地球和背向的兩側(cè)會(huì)被拉長(zhǎng),呈橢圓球體。這時(shí),月亮雖然也會(huì)自轉(zhuǎn),但每自轉(zhuǎn)一圈時(shí),月亮上的巖石都會(huì)在地球引力下,再次發(fā)生形變,呈橢圓球體。
而巖石在流動(dòng)以及形變的過(guò)程,也會(huì)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(shí)地球的引力就不會(huì)再對(duì)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(shí)上,不光地球可以對(duì)月亮潮汐鎖定,月亮也可以對(duì)地球潮汐鎖定,但因?yàn)榈厍蛸|(zhì)量相比于月亮而言實(shí)在是太大了,因此地球先把月亮給潮汐鎖定了。但如果太陽(yáng)系壽命長(zhǎng)到一定程度,或許有一天月亮也會(huì)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(jiàn),在太陽(yáng)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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