我们在夜空中最熟悉的天体莫过于月亮了。
你一定见过满月的样子，满月时我们还能清楚地看到月亮上明暗不同的图案，祖先们颇富创造力地把这些图案想象成兔子、青蛙和桂花树。但是，我们在地面上一直只看到的是月球的同一面。
1959年10月7日，苏联太空船月球3号拍摄的月球背面的第一张照片 | Wikimedia （https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=71082405）
1959年 苏联发射了月球3号探测器，飞到月亮背后拍摄了一张月亮背面的照片发回地球，人类才第一次见到月亮背面的样子；直到中国的嫦娥四号成功软着陆月亮背面，人类才第一次近距离地研究月亮背后的秘密。嫦娥五号在月亮正面采集了岩石和土壤返回地球 ，让我们有机会对月亮有了更深刻的了解。那月亮背面与正面有什么不同吗？月亮不会旋转吗？
答案是，月亮不是不会转，而是转得很巧妙。
嫦娥5号带回的月球样品 | 国家航天局
要想了解月球和地球的关系其实很简单，我们在家就可以做一个模仿小实验。首先，请你邀请一个人站在地上不动，充当地球，而你则是月球。你需要围着他走，但在这个过程中，你必须保持正脸对着他，永远不能让他看见你的后脑勺。
尝试过的小伙伴就会知道，若要完成这个任务，你需要在围着他绕圈的同时，随时调整自己身体的朝向。也就是说，你既要围绕它公转，你还要自转。当公转和自转满足一定条件的时候，你就能一直正脸对着他。这个条件说来也简单，即你公转一圈的时间和你自转一圈的时间相等，这时，你围着别人转完一圈，自己也转完了一圈。
2015年7月16日深空气候观测卫星从距地球100万英里的太空拍摄的月球绕过地球，只能看到月球的一侧 | Wikimedia （https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=42115030）
月球和地球就是如此。月亮绕着地球转一圈的时间是27天7小时41分地球。说到这，你可能有个疑问，这难道是一个巧合吗？
我们能看到的月球表面 | Pixabay
月亮的这个特点还真不是巧合，而是必然的结果。这是因为地球对月亮有引力，所以月球围绕地球旋转，反过来，月亮的引力也会影响地球。比如，地球上的火山爆发和地震就经常和月亮的引力作用有关。科学研究发现，很多特别严重的大地震，都是在月亮、太阳和地球排成一条线的时候发生的，因为这个时候月球对地球的影响力最明显。
另外，月亮还吸引着地球的海水。海水是流动的，有了月亮的吸引，地球的海水就会被拉成一个椭圆的球体，结果就是有的地方海水上涨，有的地方海水就会下落，这就是潮汐。当然，海水涨潮和落潮是一件挺复杂的事，和天气、观察地、和太阳引力都有关系。但是起决定性作用的，还是月亮。在月球的引力作用下，对着月亮方向的海水就会涨潮，侧面的海水就会落潮。
月球引力影响海水潮起潮落 | Pixabay
那么， 潮涨潮落会给地球带来什么影响呢？
首先，海水被潮水充分搅动，增加了能量，也让海底增加了温度。有机物有机会聚集在一起获得更多的能力，演变为最原始的生命。地球上最早的生命诞生在海洋里。那些原始的生命，要想跑到陆地上来居住可不容易，需要漫长的时间进化，得逐渐适应陆地生活才行。涨潮落潮，就提供了一个绝好的机会。
在沙滩上一般会有这么一片区域，在涨潮的时候变成海洋，在落潮的时候又变成陆地。你看，这简直就是一块天然的训练场嘛。海洋生物有机会被冲上陆地，适应陆地的环境，而且过几个小时之后又变回海洋。就这样，这里成为了海洋生物走向陆地的缓冲地带。所以如果没有月亮和潮汐，地球上很可能就不会有今天这么丰富的动植物，当然也就不会有人类了。
涨潮时成为海洋，退潮后又变回陆地 | Pixabay
其次， 每次海水涨落，都会相互摩擦，也和地球本身的地壳岩石相互摩擦。地球自己的形状也像海水一样会发生微微的变化。所有这些变化，就像给地球踩刹车似的，慢慢给地球减速。时间一长，地球就越转越慢了。地球在刚诞生的时候，比现在要转得快多了。那个时候地球8个小时就转完一圈，也就是说一天只有5个小时。在恐龙生活的年代，一天只有20多个小时，也比现在少一些。地球越转越慢，一天越来越长，这就是月亮造成的结果。
还有，力都是相互作用的。月亮的引力给地球减速，地球的引力也给月亮减速。月亮上虽然没有海水，但是月亮的内部岩石结构也会在地球的引力作用下微微改变形状。天文学家发现，地球的引力会造成月亮表面凸起10厘米。岩石被引力改变形状，也是一种张潮，叫固体潮。固体潮给月亮踩了刹车。月亮慢慢被减速，直到围绕地球的时间和自己转的时间保持一致，达到了一种平衡的状态。就好像地球的引力把月亮锁住了。天文学上把这种状态叫潮汐锁定。
海水涨落也塑造了地球的形状 | Pixabay
潮汐锁定状态并非为月亮独有。在太阳系里到处都能找到潮汐锁定的例子。比如，火星的两颗卫星就被火星潮汐锁定；土星有15颗卫星被土星潮汐锁定；天王星潮汐锁定了自己的5颗卫星；海王星潮汐锁定了自己的2颗卫星。矮行星冥王星和它的卫星卡戎之间，甚至已经实现了相互的潮汐锁定——卡戎保持一个面对着冥王星，冥王星也保持一个面对着卡戎。
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不光太阳系里的行星和卫星会这样，天文学家发现太阳系之外的行星也有潮汐锁定的现象。比如有一颗恒星叫 TRAPPIST-1，它身边的7颗行星都被它潮汐锁定了。如果是两颗恒星靠的很近，它们之间的引力强大到影响彼此的运动状态，它们也会潮汐锁定。
现在，只是地球把月亮给潮汐锁定了。地球和月亮继续转下去，再经过漫长的时间积累，月亮也会反过来把地球潮汐锁定。到那个时候，地球比现在转得更慢，一天的时间更长，而月亮也比现在转得更慢，直到月亮保持一个面对着地球，地球也保持一个面对着月亮。也就是说，有半个地球的人永远也见不到月亮出现。当然，这一天还要等上十几亿年，才能达到新的平衡状态。
月亮被减速还有一个结果，那就是月亮离地球越来越远了。月亮远离地球的速度是每年2到3厘米，这个速度就和你手指甲生长的速度差不多。未来很长一段时间，地球和月亮继续通过引力的作用“耳鬓厮磨”，彼此踩着对方的刹车，彼此锁定、彼此远离。月亮离我们将越来越远，我们也会度过越来越漫长的一天。
自古以来月就是文人墨客吟诵的对象 | Pixabay
自古以来，中国人吟诵月亮的诗词歌赋车载斗量，月亮寄托了中国人太多的思愁。今人不见古人月，今月曾经照古人。月亮还是那个月亮，其产生的作用也时时刻刻改变着我们生存的地球。
作者：高爽
编辑：酥鱼
排版：靳小明