Question

为什么在地球上永远只能看到月球的同一面呢?

Answer 1

第一从月球质量分布上来说，月球并不是一个绝对的球体，第二，地球的海洋对月球有一个潮汐作用（岩石，土地等也有潮汐力，但较海洋比较微弱）。

起初，月球的公转和自传并不是同步的，这样当月球围绕地球做公转时，潮汐力对月球就有一个作用，这个作用对月球来说有两个效应，第一就是公转和自传的倍率关系，就是说当月球相对地球来看（以地球为参照系）自传周期是公转周期的整数倍时，这时潮汐力对月球来说就是一个非常规律的变化作用，这时月球的自转就会稳定下来，而当自转与公转不是倍数关系时，潮汐力对月球的作用就显得无规律，而这个无规律的效果就是使月球的自转趋于公转的倍数，最终月球的自传会稳定在他公转周期的一个倍数上，至于是多少倍要看他本身的自转周期了，比若说自转是公转的3。5倍，那么当月球自转稳定下来时他肯定是3倍公转周期，如果是1。2倍最终就是与公转同步。

既然公转与自转的周期相同了，那么我们看到的月球自然只是同一个面了，所以看不到月球的背部。刚才提到潮汐力对月球有两个效应，现在还有第二个效应没有说，那就是月球在远离地球，这也是潮汐力使然。那么我们知道考虑地月系统来说，月球原理地球肯定是机械能变大了（虽然动能小了，但是引力势能增加的更大），那么月球是如何获得这些能量而远离地球呢？那么这里就牵扯到了潮汐力对地球的作用了，刚才只考虑潮汐对月球的两个效应，那么对于地月系统来说地球并没有动能，引力势能刚才已经考虑了，那么还有什么能量的参与呢？那就是地球的自转动能（转动动能），月球原理地球而去的同时，我们地球的自转变慢了，也就是说在很久以前地球的一天要比现在短，而到很久的将来地球的一天要比现在长。这就是我们地月系统的现在正在进行的变化。