月球?yàn)楹问冀K“正面”對(duì)地球

梅林

我國(guó)“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器已成功降落在位于月球南極艾特肯盆地的馮·卡門撞擊坑，成為第一臺(tái)在月球背面實(shí)現(xiàn)軟著陸的地球探測(cè)器。此舉在引起全世界矚目的同時(shí)，也讓“月球背面”這一詞匯出現(xiàn)在更多人的視線中。

于是，很多第一次看到這個(gè)詞的人，便感到疑惑不已。我們都知道，月亮和地球與宇宙中很多星球都差不多，都呈球形，且會(huì)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)中的球還分正面和背面嗎？只要它轉(zhuǎn)起來(lái)，難道不是每一面都有面對(duì)地球的機(jī)會(huì)？

其實(shí)，“月球背面”這一詞匯絕不是空穴來(lái)風(fēng)，因?yàn)榭茖W(xué)家經(jīng)過(guò)觀測(cè)早已發(fā)現(xiàn)，月球確實(shí)始終只有一面朝向地球，人類在地球上無(wú)論如何也看不到月球背對(duì)我們的那另一面，所以才有專門的“月球背面”之說(shuō)！

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，究竟是什么呢？

假如告訴你，滿月時(shí)節(jié)看上去圓溜溜的月亮，其實(shí)并不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的正圓形，你會(huì)不會(huì)有點(diǎn)小遺憾？其實(shí)，這才是正常的天體形狀。

萬(wàn)物皆存在相互作用的引力，兩個(gè)物體之間距離越接近，引力越大;距離越遠(yuǎn)，引力越小。這就是萬(wàn)有引力。月球與地球之間，同樣存在萬(wàn)有引力。

物體有大有小，月球表面靠近地球的一側(cè)，和遠(yuǎn)離地球的一側(cè)，各自到地球的距離不同，導(dǎo)致所受來(lái)自地球的引力也不一樣大。這種效應(yīng)，對(duì)地球而言同樣如此。這樣一來(lái)，地月兩個(gè)球體由于兩端所受力不一樣大，均由一個(gè)端端正正的圓球，被逐漸“扯”成了橢圓形球體。

既然月球不是一個(gè)正圓球體，而是一個(gè)橢圓球體，這就會(huì)導(dǎo)致一些有趣現(xiàn)象的發(fā)生。

我們都知道，月球和地球以及太陽(yáng)系其他所有星球一樣，也會(huì)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，它一直在圍著地球公轉(zhuǎn)，同時(shí)又兢兢業(yè)業(yè)地自轉(zhuǎn)。然而，正是它和地球之間的兩股引力處于一種微妙的平衡，導(dǎo)致它雖然不停自轉(zhuǎn)，卻始終不會(huì)將其“項(xiàng)背”展現(xiàn)給地球上的人類！

地月誕生之初，這種平衡并不一定存在。我們?cè)谶@里做兩個(gè)假設(shè)，來(lái)驗(yàn)證這種說(shuō)法。

首先，我們假設(shè)月球最初的自轉(zhuǎn)速度比公轉(zhuǎn)速度快，為公轉(zhuǎn)速度的1.5倍。那么當(dāng)月球繞地球轉(zhuǎn)了30°時(shí)，其自身已經(jīng)轉(zhuǎn)了45°，這兩個(gè)角度的不同，直接導(dǎo)致月面上任意一個(gè)點(diǎn)所受的來(lái)自地球的引力，和其所受的來(lái)自月球的引力，不在同一條垂直的直線上——因?yàn)閬?lái)自月球的引力指向月心，而來(lái)自地球的引力則指向地心。假設(shè)月球自轉(zhuǎn)比公轉(zhuǎn)快，地球引力和月球引力之合，就會(huì)使月面上任意一個(gè)點(diǎn)受到一個(gè)阻礙月球自轉(zhuǎn)的合力，正是這個(gè)始終指向與月球自轉(zhuǎn)方向相反的合力，阻礙了月球的自轉(zhuǎn)，日積月累，逐漸將月球自轉(zhuǎn)速度拖慢！

根據(jù)相同的原理，我們可以做第二個(gè)假設(shè)，即在地月誕生之初，月球的自轉(zhuǎn)速度要比公轉(zhuǎn)速度慢。若是這樣的話，地月引力之合使月面上任意點(diǎn)所受的合力，就會(huì)始終指向與月球自轉(zhuǎn)相同的方向;也就是說(shuō)，若月球自轉(zhuǎn)比公轉(zhuǎn)慢，這個(gè)月面任意點(diǎn)所受的合力，與第一種情況相反，不但不會(huì)阻礙月球自轉(zhuǎn)，反而會(huì)促進(jìn)自轉(zhuǎn)，在不知不覺(jué)中讓月球自轉(zhuǎn)得越來(lái)越快！

既然月球一開(kāi)始自轉(zhuǎn)快了，會(huì)因受引力影響而減速;一開(kāi)始自轉(zhuǎn)慢了，會(huì)受引力影響而加速。那么經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間，月球的自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)便會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)狀態(tài)，處于一種奇妙的平衡——自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度變得一樣快。

自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)一樣快，意味著什么？在相同的時(shí)間內(nèi)，月球自轉(zhuǎn)的角度將和公轉(zhuǎn)角度一樣大，月面上某個(gè)點(diǎn)所受的月球引力，將和其所受地球引力幾乎處于同一條垂直的直線上。這樣一來(lái)，月球就只會(huì)有一個(gè)面始終面對(duì)地球了。

（節(jié)選自《奧秘》2019年第4期）

閱讀練習(xí)

⒈月球?yàn)楹问冀K正面對(duì)著地球？（不超過(guò)20字）

⒉選文第一、二段有什么作用？

⒊作者在文中做了兩個(gè)假設(shè)，意在說(shuō)明什么？

⒋選文是按照什么順序介紹說(shuō)明對(duì)象的？

（張希波 設(shè)計(jì)）

（參考答案見(jiàn)77頁(yè)）