为什么月球的自转周期和公转周期相同
地球对月球的潮汐作用,使得月球自转周期变得与其公转周期相同。
月球运动
地球与月球构成了一个天体系统,称为地月系。在地月系中,地球是中心天体,因此一般把地月系的运动描述为月球对于地球的绕转运动。然而,地月系的实际运动,是地球与月球对于它们的公共质心的绕转运动。地球与月球绕它们的公共质心旋转一周的时间为27天7小时43分11.6秒,也就是27.32166天,公共质心的位置在离地心约4671公里的地球体内。
宇宙间天体之间都存在相互间的作用,其中所谓"潮汐作用"是重要的作用形式之一。由于地月间距离相对较近,这种潮汐作用更为明显。太阳系天体中,月球对地球的潮汐作用约为太阳对地球潮汐作用的2.2倍,并远远大于其它天体对地球的潮汐作用。由于月球的潮汐摩擦作用使得地球自转变慢,每天时间变长,平均每一百年一天的长度增加近千分之二秒。同时,由于地球自转变慢,使得月球缓慢向外作螺旋运动,目前月球正以每年3~4厘米的速度远离地球。同样道理,地球对月球的潮汐作用,使得月球自转周期变得与其公转周期相同。月球的自转和公转都是自西向东的。月球的这种自转,称为同步自转。因此,自古以来,人们看到月球总是以同一面朝向我们地球。
月球的自转和公转周期
月球在绕地球公转的同时进行自转,周期27.32166日,正好是一个恒星月。
正是因为月球在绕地球公转的同时进行自转,因此我们总是望不到月球的背面——这是行星对卫星长期潮汐作用的结果。其实在远古时代,月球自转比现在要快,月球的各种位置都能正对地球,也就是说,那时候,我们能看到月球背面,而不必非要飞上太空。
再说月球的所谓“自转”和“公转”,本质上是月球对地球地心公转的相对运动,我们仅是站在月心参照系的角度上去观察,如果去掉此参照系,也就没这些概念了。