周禮勇解釋說(shuō),,這是因?yàn)榈厍蛘龑?duì)月亮的那面,,受到的月球引力更強(qiáng);背對(duì)月亮的那面,,受到的月球引力較弱,。引力的方向都朝著月球。而地球在繞月球轉(zhuǎn)時(shí),,無(wú)論哪個(gè)點(diǎn)的離心力都一樣,。離心力的方向與月球施加于地球的引力方向相反。
如此一來(lái),,地球背對(duì)月球的那面,,受到的月球引力稍小于離心力,面對(duì)月球的那面月球引力稍大于離心力,,最終兩面都感受到一個(gè)離開(kāi)地心方向的力,。所以地球兩側(cè)的海水就漲起來(lái)了。
“月球在繞地球轉(zhuǎn)時(shí),,同樣會(huì)受到地球帶來(lái)的潮汐力,。”周禮勇說(shuō),,地球潮汐力的作用,,是讓月球正對(duì)和背對(duì)地球的面都鼓起來(lái),,讓月球變扁了。
盡管月球上沒(méi)有海水,,月殼,、月幔和月核卻依然可以感受到潮汐力,并在月球內(nèi)部形成不斷涌動(dòng)的固體潮,。這種固體潮導(dǎo)致月球幔層之間不斷摩擦,,轉(zhuǎn)變?yōu)樵職?nèi)部的熱能。這在幾十億年時(shí)間內(nèi),,可以耗散月球部分動(dòng)能,。
力矩才是直接剎車機(jī)制
不過(guò),潮汐力帶來(lái)的摩擦耗散可能是有限的,。
中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員平勁松和同事們研究發(fā)現(xiàn),,月核與月幔之間的流體屬于超低粘性層,這意味著潮汐力所引發(fā)的月核與月幔之間的摩擦力很小,,不至于耗散月球太多動(dòng)能,。
“關(guān)鍵在于潮汐作用引起的摩擦作用發(fā)生在月球內(nèi)部,這種過(guò)程只能耗散掉地球,、月球這個(gè)系統(tǒng)的總機(jī)械能,,而不能直接給月球自轉(zhuǎn)踩剎車?!敝芏Y勇說(shuō),。
兩位天文學(xué)者都認(rèn)為,最直接的剎車機(jī)制是地球與月球之間的力矩作用,。力矩是指作用力使物體繞著轉(zhuǎn)動(dòng)軸或支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨向,。
周禮勇解釋說(shuō),月球在逐漸變扁的過(guò)程中,,依然要在繞著地球公轉(zhuǎn)的同時(shí)自轉(zhuǎn),。想象在月球內(nèi)部,有一條與地心和月心連線方向一致的長(zhǎng)軸,。長(zhǎng)軸在瞬間是指著地心的,,但由于月球要自轉(zhuǎn),下一瞬間這條長(zhǎng)軸就會(huì)偏過(guò)去,,不再指著地心,。
這時(shí),來(lái)自地球的潮汐力對(duì)月球這個(gè)長(zhǎng)軸的兩端都會(huì)產(chǎn)生力矩,。這個(gè)力矩與長(zhǎng)軸偏移過(guò)去的方向相反,,也就是跟月球自轉(zhuǎn)方向正好相反。這會(huì)直接改變?cè)虑蜃赞D(zhuǎn)的角動(dòng)量,導(dǎo)致月球自轉(zhuǎn)速度逐漸減慢,。
天長(zhǎng)月久,,月球自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期變得相差無(wú)幾,最終有了我們?cè)诘厍蛏峡床坏降摹氨趁妗薄?/p>
本報(bào)記者劉園園