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很久很久以前,月球绕地球公转的同时也在快速自转,各个面都会轮流朝向地球。这与现在月球总是同一面朝向地球的状态不同。
地球的引力对月球产生了潮汐力。靠近地球的一侧受到的引力更强,而远离地球的一侧受到的引力较弱。这种引力差使月球变形,在靠近地球和远离地球的两侧形成了两个潮汐隆起,就像被拉伸的橡皮泥一样。
当月球自转比公转快时,潮汐隆起会跑到地月连线的前方。地球的引力会拉住这些跑偏的隆起,尤其是前面那个隆起受到的拉力更大。这就形成了一个减缓月球自转的刹车力矩。这个力矩会持续不断地作用在月球上,逐渐减慢月球的自转速度。
随着时间的流逝,经过数亿年的漫长时间,地球引力持续对月球施加刹车力矩。月球的自转速度逐渐减慢,从最初的快速自转,慢慢接近它的公转速度。这个过程虽然非常缓慢,但却是不可避免的。最终,月球的自转周期会越来越接近它的公转周期。
最终,月球达到了潮汐锁定状态。此时,月球的自转周期恰好等于它的公转周期,约为27.3天。潮汐隆起与地月连线完全对齐,不再产生刹车力矩。这意味着月球永远以同一面朝向地球,地球上的观察者无论何时都只能看到月球的同一张脸。这就是我们今天观察到的月球状态,这种现象被称为潮汐锁定。