月亮自转周期(月亮自转吗？)

月亮是自转的，但是自转周期和绕地球公转的周期是一样的，所以我们每天晚上看到的月亮表面几乎都是一样的，所以很容易给人月亮不自转的错觉。

我们称月球目前的状态为“潮汐锁定”，即被地球产生的潮汐力锁定，导致月球自转周期与公转周期一致。

那么什么是潮汐力呢？

简单来说，考虑到客观物体体积的存在，质量是分布在体积中的，所以“粒子”的概念严格来说是不存在的，而万有引力定律告诉我们，引力与物体间距离的平方成反比，也就是说，物体的正面和背面由于距离的不同而存在差异。

物体本身也会受到这种重力差异的影响，比如月球对地球的影响。由于地球表面覆盖着大面积的海水，海水作为液体，重力差的影响更加明显。这种影响的结果就是海洋中会出现潮汐，所以我们简单的把这种重力差称为引潮力。

同样，月球对地球有潮汐力，所以地球对月球也有潮汐力。然而，由于月球表面没有海洋，我们不容易观测到月球表面的引潮力变形效应，但这并不意味着没有这种东西。实际上，月球的形状在地球引潮力的作用下，趋向于类似橄榄球式的长椭球体(当然这只是一个比喻，实际上不可能像橄榄球那样夸张)。

潮汐锁定是如何产生的？

虽然潮汐力拉长了月球的形状(我们称拉长的部分为潮汐隆起)，但这并不能立即使月球的自转周期与公转周期一致。因此，我们需要考虑这样一个过程:

当月球自转周期与公转周期不一致时，月球两端潮汐隆起的连线不会一直对着地球，会导致一个力矩迫使其对着地球，如下图所示:

显然，这个过程会直接改变月球的自转周期，最终在长期的磨合下，月球两端山脊的连线会一直指向地球，这样我们每次在地球上只能看到月球的同一面。此时月球自转周期与公转周期一致，即形成了潮汐锁定。

地球和月球会发生潮汐锁定吗？

听起来不可思议。毕竟月球的质量只有地球的1/81，但答案是肯定的。只要时间足够长，地球就会被月球潮汐锁定，然后两者环环相扣。

而地球被潮汐锁定的原理其实和月球是一样的。以海洋的潮汐为例。由于地球自转周期比月球长得多，潮汐隆起会被地球带动旋转，而月球的潮汐力是保证潮汐隆起面向月球本身，这就好像月球和地球在进行拉力竞争，所以海洋和地壳会通过摩擦产生热量，导致地球自转的动能降低，也就是地球自转速度变慢。

久而久之，地球会被月球的潮汐锁定而互锁，然后地球的自转周期就会和月球公转周期一致。

最后，我解释一下，地球自转速度的降低意味着地球自转角动量的降低。考虑到地月系统的角动量守恒，月球轨道的角动量会增大，其结果是月球轨道每年会以离地球约3.8厘米的速度上升。

不过地球被月球潮汐锁定还需要几十亿年，所以不用担心。