虽然月球也进行自转,但是我们在地球上只能看到月球的一面。这是因为月球被潮汐锁定了。那么什么是潮汐锁定呢?潮汐锁定又被称为同步自转和受俘自转,就是重力梯度是天体永远以同一面对着另一天体。通常情况下,只有卫星会被它围绕的更大的天体潮汐锁定。被潮汐锁定的天体自己旋转一周的时间和它公转一周的时间相同。看一下下面这张动图,就对潮汐锁定这种现象就就有比较直观的认识了。
说起来原因其实很简单,就是因为月球的自转与公转时间是同步的,月球虽然也有自转,但实际上它围绕地球公转一圈的时间中,也只是自转了一圈,也就是说公转与自转的时间是相同的,这样一来,月球就只会以一面向着地球了,于是我们也就只能看到月球上“吴刚斫树”或者说“玉兔捣药”的画面了。那么月球为什么只会以一面向着地球呢?原因同样不复杂,就是因为月球已经被地球引力潮汐锁定了。
地球对月亮的潮汐,那是大山。我们知道,无论是对太阳还是月亮,地球上有大量海水的潮汐是对它们万有引力的应付方式,但是地球对月亮的潮汐呢?月亮没有海洋,但有大山。大山成为地球对月亮的潮汐的应付方式,可实际上,说大山也不够准确,准确一点的说应该是月亮不够圆。不圆的月亮,其本身就会有凹下去以及凸出来的地方,凸出来多的一面受到地球的万有引力大,凹下去的一面受到地球的万有引力小。这样的情况就造成了凸出来的一面在转向地球的时候,总是会比凹下去的那一面受到更为强大的牵引力。
潮汐锁定是一种非常普遍的现象,除了地球外,太阳系中被潮汐锁定的天体很多,当然最著名的要数冥王星和卡戎的互相锁定,即双方永远都面对面!太阳系的其它被行星锁定的卫星有土卫一、土卫二、木卫一、木卫二、木卫三......唯一的原因就是距离行星太近!当然还有一种特殊情况,就是当卫星轨道偏心率比较大时则并不会被行星潮汐锁定,而会成为轨道共振的特殊运行模式,比如水星环绕太阳公转就是这种特殊的自转方式(3:2的轨道共振)!