作者：太空生物学·黄媂
月球的自转和它围绕地球的公转方向相同而且周期完全一致，这个导致了月球永远是那固定的一面面向地球，或许有人会对这件事情感到惊奇，这是一个物理现象叫做——潮汐锁定。所谓潮汐锁定说的是围绕着一个星球旋转的天体因为重力梯度，使得天体永远以同一个面对着另一个天体，月亮就是一个经典的例子，它公转一周是一个月，它自转一周也是一个月，在地球上你永远看不到月球背面的半球，这就好像有个人围着你转圈，他一直面向着你，今天来聊聊潮汐锁定现象。
地球和月球都是流体静力平衡状态的星球
宇宙中的天体但凡质量大一点的星球都是球形的，只有特别小的小行星或者是宇宙中的小石头块才可能是各种奇形怪状的，这是因为当一个星球的质量足够大了以后，它的引力就会超过自己作为固体能够保持原有形状的力量，这样的星球会使得上面的物质都流向自己最低的重力势能的状态，达到一个流体静力平衡的状态，这样就会在外形上变成球形。严格来说，如果这个星球会自转的话，那么它就会是一个椭球形，例如比太阳还要大几倍的织女一自转周期只有12.5个小时，这使得织女一的赤道直径远大于两极的直径，目测织女一就是一颗椭球形星球。在流体静力平衡的星球上，山太高了，重力会把山拉下来，渊太深了，重力会把渊填上，总之但凡质量大一点的星球都是球形的。
对于一般的固体星球，流体静力平衡说的是整体的规模性状态，对于细小的部分还是能给固体一些自由的空间的，但是这只限于一定的区间之内，如果把视角放大，可以把流体静力平衡状态的星球看作是一个有一定粘稠度的液态星球，地球和月球都是流体静力平衡状态的星球。
引力梯度
月球围绕着地球转是因为地月之间的万有引力，万有引力是一个和距离的平方成反比的力，月球作为一个球体，那么月球这个球体靠近地球的那一部分受到的地球引力比较大，而离地球比较远的那一部分受到地球的引力比较小，因此对月球造成了一个引力梯度，近端受到的引力大，远端受到的引力小，这就会造成月球在朝着地球的方向上被吸引出来一个鼓包，对应着的远端也会有一个被甩出去鼓包，这个叫做——潮汐隆起。
月球在朝向地球的方向上会变得细长，就像手里提着一个装满水的气球，水球会被拉长，这种现象，月球对地球也有例如月球引起的潮水，高出来的潮水就是地球在月球的引力梯度下出现的潮汐隆起所造成的，月球会被地球的引力吸出一个鼓包来，如果这个鼓包一直是朝向地球的，也就是说如果月球鼓包的这一面永远朝向地球，但是如果月球的自转周期和它围绕地球的公转周期不一样的话，那就会出现问题，月球的自转会把这个鼓包给转走，虽然地球会在月球上朝向自己的那个最近的地方再吸引起鼓包来，但是吸出来月球的自转也会带走，这种情况下就会使得月球的鼓包偏离地月质点连线，虽然偏离的程度很小，因为这个鼓包离地球比较近所受到的引力比较大，小范围的偏离会使得地球给月球的引力造成了一个转动力距。
如果月球不是保持固有的一面朝向地球的话，也就是说月球的自转角速度和它围绕地球公转的角速度不同的话，那月球上被吸出来的鼓包就会被月球的自转带的偏离地月质点连线，那么地球给鼓包的力距就会迫使月球的自转做出改变，以使得月球上的这个鼓包一直朝向自己，月球自转太慢的话，鼓包滞后了，力距就会加速，月球自转太快的话，鼓包被带的超前了，力距就会减速，日积月累，月球的自转周期和公转周期就会越来越接近，最终相同，月亮就进入了潮汐锁定的状态只有一面面向地球。
如果月球没有被地球潮汐锁定
如果月球没有被地球潮汐锁定，地球引力在月球上造成的潮汐隆起是会移动的，这会在月球的内部造成摩擦转换为内能，造成动能的消耗，严格来说在地球上看月亮是有一些轻微的震荡的，在天文学里这个现象叫做——天平动，这个是因为月球公转轨道不是正圆以及月球的自转轴和它围绕地球的公转面有倾角等原因造成的，这个不是潮汐力造成的震荡。
图解：天平动
是不是所有互相围绕旋转的星球都会被潮汐锁定？
不一定。
潮汐锁定是有一定条件的，条件之一就是星球公转轨道的离心率不能太高，公转轨道离心率简单说就是星球公转轨道的椭圆它有多扁，椭圆可以看作是一个正圆在侧斜一定角度下的投影，倾斜的角度越大椭圆就越扁，倾斜角度的正弦值就是离心率，正圆形轨道离心率是0，椭圆形轨道离心率是>0
例如月亮围绕地球公转的轨道离心率是0.0549，而超级大扁椭圆轨道的哈雷彗星公转轨道的离心率是0.967，很接近于1了，月球已经被地球潮汐锁定了，而哈雷彗星到它消亡的那一天也不会被太阳潮汐锁定，就算是水星离太阳最近的行星它公转轨道的离心率是0.2056，水星就没有被太阳潮汐锁定。
按理说水星离太阳很近，太阳给它的潮汐力也是很大的，但是水星也没有朝着被潮汐锁定的方向去，而是以一个固定自转、公转周期比在围绕着太阳转动，水星每自转三圈公转两圈，这个现象不是潮汐锁定而是轨道共振，或者也可以说水星的自转周期和公转周期被锁定在了2:3，因为偏心率大了公转的角速度的变化就比较大了，根据开普勒第二定律在万有引力之下椭圆轨道公转的星球在它距离所围绕的星球近的时候角速度比较大，在距离比较远的时候角速度比较小，这就导致了当水星在近日点的时候太阳给水星造成的潮汐力的隆起拖拽倾向于让水星自转的角速度和水星近日点时候的角速度一致，而水星在远日点的时候太阳的潮汐力的拖拽倾向于让水星自转的角速度和水星远日点的角速度一致，水星公转轨道的偏心率是很大的，近日点和远日点的角速度相差很大，对于水星和太阳来讲就是轨道共振。
公转轨道离心率太大的星球都不会出现潮汐锁定，目前太阳系所有已经被潮汐锁定星球有火星的火卫一和火卫二，木星卫星中的8颗，土星卫星中的15颗，天王星卫星中的天卫一~天卫五，海王星的海卫一和海卫八，冥王星的冥卫一，这些星球的公转轨道离心率都是远远小于月球的。
另外，一个天体能被潮汐锁定要有足够大的质量和尺寸，如果只是一个小天体还没有达到流体静力平衡的标准，这样的天体是比较难被潮汐锁定的，这是因为越是接近理想的刚体越难以被潮汐锁定，天体的尺寸越小潮汐力就越小，隆起脱拽的效果就越微弱，理想的刚体天体是无法被潮汐锁定的，因为潮汐力无法在这个理想钢体上吸起来一个鼓包，理想的钢体不会形变了，也就无法产生能影响其自转的转动力矩，而小型的固体天体虽然不是绝对钢体，它会因为地球对它产生的潮汐力而产生弹性形变，严格意义上说也算是对地球的引力产生了那么细微的潮汐隆起，但是因为个头太小，远端和近端受到的这个引力差不多，那这两端的引力差也就是一个潮汐力就太过微弱，想靠这点力量来改变自己的自转状态实在是任重而道远。
黄媂结语·月球能不能把地球潮汐锁定？
答案是：能。
太阳系中已经有了这样的案例，那就是冥王星和冥卫一都被对方朝夕锁定了，冥王星和冥卫一就像是我国传统武术大师在比武之前，互相看着对方绕圈一样，一直看着对方的一面，永远看不到对方的背影。
地月之间，月球的引力也能在地球上造成潮汐隆起，而地球的自转会把隆起拖向自转方向的前方，地月之间的引力也会给地球造成一个减慢自转的转动力距，但是因为地球体积非常大质量也非常大，减慢自转的过程是很慢的，现在地球上的一天每过一年会延长15微秒，而且地球被月球潮汐力造成的隆起会在地球自转的时候给月球施加了一个向着地球自转方向的加速效果，也就是说月球在被地球上的潮汐隆起所加速，月球的公转轨道就会变大，月球会渐渐地离我们越来越远，目前月球在以每年38毫米的速度远离地球，围绕地球的公转周期呢就会越来越长。
如果没有别的因素干扰，地球也会被月球潮汐锁定的，到时候地球上的一天和一个月是一样长的，而且在地球上看月亮会比现在小很多，而且地球上只有一面能看到月亮，地球上的另一面永远看不到月亮，看得到月亮的人们会发现啊，它会永远处在天空中一个位置，只有阴晴圆缺不会有东升西落，但是因为地球的质量很大，月球想要把地球潮汐锁定，把地球自转减速的话还需要大约100亿年左右。
100亿年地球、月亮等得起，太阳却等不起了，因为太阳会在大约50亿年以后演化为红巨星，到那个时候地球的轨道会处于太阳表面的位置上，地球和月亮会被太阳吞噬，以现在人类的科技能力来看，我们在地球上是等不到被月亮潮汐锁定的。
图解：被潮汐锁定后的地球
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