我发现月球绕地球公转的时候好像没有自转。月球是太阳系中唯一没有自转的卫星吗？

注意……月球是有自转的。如果你站在月球表面，你可以像在地球上一样，眼观星起星落。不过月球上的一天有大约一个月那么长，就和月球的公转周期一致。也正是因为月球的这两者的一致性，才导致月球一直只将一面朝向我们。有人会觉得，这两个周期接近可能是个巧合，是这样吗？

图解：因为月球是1:1的潮汐锁定，所以从地球只能看见月球正面的一侧。

以上这个问题很有趣。但答案是“不”，月球这两个周期的相似，并不是偶然的，且不是唯一的。在太阳系中，几乎所有的卫星都只把一面朝向它所环绕的行星（土卫七是目前已知的唯一例外）。这说明月球的这种现象可能不是一种巧合，而其中是有特定因素存在的：一个发生在几乎所有卫星上的物理过程，减缓了它们的自转。

这个过程被称为潮汐摩擦。你也许知道月球的引力会影响地球上的海洋。地球引力轻微扭曲了月球的形状，使其朝着地月方向的轴线微微隆起。我们认为，地球使月球产生了潮汐隆起现象。

地球的引力牵拉着月球上最靠近的隆起，极力让它和地球排成一行。这样，月球在旋转时，由于受到地球的引力，在月球内部产生了减缓月球自转速度的摩擦力，直到月球的自转速度和公转速度完全同步为止，这种状态我们称之为“潮汐锁定”。在这种状态下，月球的潮汐隆起永远朝向地球，也就是说，月球总是以一面示人。

其他行星也对其天然卫星具有相似的潮汐作用，所以在太阳系中几乎所有天然卫星的公转周期和自转周期都是一致的。甚至还有一颗（矮）行星与它的卫星周期同步，那就是冥王星和它的卫星卡戎。在太阳系中卡戎的质量（约为冥王星质量的1/8）与其行星质量是最接近的，这导致了它们具有相同的自转速度。当然月球也在逐渐减缓地球的自转速度，但效果微乎其微，每一百年地球自转周期大约只增加几毫秒。

你也许还想知道土卫七为何与众不同。由于受到土星和其他卫星的引力作用影响，土卫七的自转极不规则，这也让它根本没有机会在受到其他卫星引力作用之前与土星完成潮汐锁定。也许还有其他较小的卫星也会和土卫七一样表现异常，但由于很难测量遥远行星周围小型卫星的自转周期，所以我们还不知道除了土卫七以外的任何其他类似情况。

相关知识

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。通常，在给定的任何时间里，只有卫星会被所环绕的更大天体潮汐锁定，但是如果两个天体的物理性质和质量的差异都不大时，各自都会被对方潮汐锁定，这种情况就像冥王星与凯伦。

由于潮汐锁定，在中央天体的居民永远看不见标示绿色的一面。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. curious

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