题目

月球是否一直只有一面对着地球么?为什么?

提问时间：2020-06-15

答案

答案是肯定的.
月亮老是一面朝着地球的原因是:月亮自转与公转的周期相同
细心的你可能早就知道,月球的一面总是朝向地球的,我们永
远无法在地球上看到月球的另外一面（严格的说,由于月球天平
动,我们至多可以看到59%的月面,而不是50%）.这一奇妙的现
象也被拿来当作主张月球中空说人们的证据.他们认为这是“造
月的‘人’让月球永远以一面向着地球,用设在这一面的设备控
制地球.而他们则住在月球背面的内部.他们制造飞碟做些研究
或修护仪器,并注意地球人的动静.”
果真如此吗?月球永远只有一面朝像地球,也就是说,月球
绕地球公转的周期和月球自转的周期是（大致）相等的.听起来
这确实是个不可思议的事实,然而,科学告所我们,这个事实尽
管奇妙,却可以解释,并且在宇宙中并不少见.
回想一下刚才我们谈论的潮汐现象.起潮力把地球上的海水
“拉”成了椭球形,然而地球还在自转——地球和海水之间就形
成了摩擦力.这种潮汐摩擦的结果是使地球自转变慢.一种叫做
鹦鹉螺的化石可以让人们了解到远古年代地球上一天的长度.40
亿年前,这个数字是8.2小时,16亿年前是16.6小时.到了恐龙
繁盛的时代,一天的长度已经和现代差不多了.并且,现在一天
的长度还在变长.潮汐作用是相互的,而且地球对月球的潮汐作
用影响更大.尽管月球上没有海洋,起潮力同样会对月球产生这
种减慢月球自转的影响.在地球的起潮力的作用下,月球终于变
成了一面永远对着地球.
事实上,对于所有行星的卫星,长期的趋势必然是公转和自
转的周期相等.这并不是什么人造的“巧合”,而是万有引力作
用下的行星—卫星的双人舞.对于地月系,地球的自转将继续减
慢,月球则不断远离地球,直到达到一种平衡状态,并将永远保
持下去.我们或许可以称之为地球和月球的华尔兹.
月球不是中空的,那么它的内部结构是怎样的?月球不是外
星人的宇宙飞船,那么它来自何方?我们需要承认,这是两个相
当困难的问题.然而经过科学家的努力,我们还是知道了关于月
球的一些秘密.
首先是月球内部的结构.地震是了解地球内部结构的一把钥
匙,甚至是科学家研究星球内部结构的唯一方法,一个典型的商
业用途就是利用人工地震波寻找石油.这个方法也同样适用于月
球.在阿波罗登月计划中,科学家在月面安放了几架地震仪.通
过地震仪就可以了解到月球内部的结构.一个典型的月球内部模
型如图二所示.月球拥有一个大约65km厚的月壳,这要比地壳厚
的多,因此月震的震级也小的多.深层是1000km以上的月幔.至
于月核是怎样的,现在还不太清楚.它有可能只是一个小的铁核,
因为月球的磁场相当微弱.
至于月球的起源,这是一个引人入胜的话题.迄今为止,人
们熟悉的月球起源学说总共有四种：同源说、俘获说、分裂说和
冲撞说.前三种假说都有无法解释的地方.例如月球很少含铁,
这导致了同源说（地月共同形成）的矛盾.又如分裂说（月球是
从地球赤道上“甩”出去的）,则无法解释月球轨道的倾角和分
离的初速度要求太高.冲撞说是20世纪70年代兴起的一个假说,
现在已经得到了大多数天文学家的认同.它能够很好的解释月球
形成的过程.