Question

为什么月球的自转周期与月球的公转周期相同

Answer 1

潮汐锁定（或同步自转、受俘自转）发生在重力梯度使天体永远以同一面对着另一个天体；例如，月球永远以同一面朝向着地球。潮汐锁定的天体绕自身的轴旋转一圈要花上绕着同伴公转一圈相同的时间。这种同步自转导致一个半球固定不变的朝向伙伴。
在太阳系中许多值得注意的卫星最值得注意的就是潮汐锁定，因为它们的轨道非常接近而使潮汐力因为距离的减少而迅速增加 (与距离的三次方成反比)。值得注意的例外是气体巨行星外围的不规则卫星，距离比那些知名的大卫星远了许多。
冥王星和卡戎是潮汐锁定的一个极端例子。与主星相比，卡戎是一颗相对较大的卫星，轨道也非常靠近，使得冥王星也被卡戎潮汐锁定。实际上，这两颗天体彼此相互环绕着 (质心位于冥王星外)，好像是以一根竿子固定着表面的一个点而相对着。
管月球的自转和公转完全被锁定，但是由于天秤动和视差，从地球重复的观测，仍可以看见月球总表面的大约59%。天秤动主要的成因是月球轨道的离心率造成的轨道速度变化：使地球的观测者在周场上可以多观测到约6°。视差是几何学的效果：是在地球表面上相对于地月中心联线的偏移量，而因为这个关系，使月球在我们的地平线时，可以多观察到月球表面的一点边缘 (大约1°)。