梅林
①我國“嫦娥四號”探測器已成功降落在位于月球南極艾特肯盆地的馮·卡門撞擊坑,成為第一臺在月球背面實現(xiàn)軟著陸的地球探測器。此舉在引起全世界矚目的同時,也讓“月球背面”這一詞匯出現(xiàn)在更多人的視線中。
②于是,很多第一次看到這個詞的人,便感到疑惑不已。我們都知道,月亮和地球與宇宙中很多星球都差不多,都呈球型,且會旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)中的球還分正面和背面嗎?只要它轉(zhuǎn)起來,難道不是每一面都有面對地球的機會?
③其實,“月球背面”這一詞匯絕不是空穴來風,因為科學(xué)家經(jīng)過觀測早已發(fā)現(xiàn),月球確實始終只有一面朝向地球,人類在地球上無論如何也看不到月球背對我們那另一面,所以才有專門的“月球背面”之說!
④產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因,究竟是什么呢?
⑤假如告訴你,滿月時節(jié)看上去圓溜溜的月亮,其實并不是一個標準的正圓形,你會不會有點兒小遺憾?其實,這才是正常的天體形狀。
⑥萬物皆存在相互作用的引力,兩個物體之間距離越接近,引力越大;距離越遠,引力越小。這就是萬有引力。月球與地球之間,同樣存在萬有引力。
⑦物體有大有小,月球表面靠近地球的一側(cè),和遠離地球的一側(cè),各自到地球的距離不同,導(dǎo)致所受來自地球的引力也不一樣大。這種效益,對地球而言同樣如此。這樣一來,地月兩個球體由于兩端所受力不一樣大,均由一個端端正正的圓球,被逐漸“扯”成了橢圓形球體。
⑧既然月球不是一個正圓球體,而是一個橢圓球體,這就會導(dǎo)致一些有趣現(xiàn)象的發(fā)生。
⑨我們都知道,月球和地球以及太陽系其他所有星球一樣,也會自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),它一直在圍著地球公轉(zhuǎn),同時又兢兢業(yè)業(yè)地自轉(zhuǎn)。然而,正是它和地球之間的兩股引力處于一種微妙的平衡,導(dǎo)致它雖然不停自轉(zhuǎn),卻始終不會將其“項背”展現(xiàn)給地球上的人類!
⑩在地月誕生之初,這種平衡并不一定存在。我們在這里做兩個假設(shè),來驗證這種說法。
首先,我們假設(shè)月球最初的自轉(zhuǎn)速度比公轉(zhuǎn)速度快,為公轉(zhuǎn)速度的1.5倍。那么當月球繞地球轉(zhuǎn)了30°時,其自身已經(jīng)轉(zhuǎn)了45°,這兩個角度的不同,直接導(dǎo)致月面上任意一個點所受的來自地球的引力,和其所受的來自月球的引力,不在同一條垂直的直線上一一因為來自月球的引力指向月心,而來自地球的引力則指向地心。假設(shè)月球自轉(zhuǎn)比公轉(zhuǎn)快,地球引力和月球引力之合,就會使月面上任意一個點受到一個阻礙月球自轉(zhuǎn)的合力,正是這個始終指向與月球自轉(zhuǎn)方向相反的合力,阻礙了月球的自轉(zhuǎn),日積月累,逐漸將月球自轉(zhuǎn)速度拖慢!
根據(jù)相同的原理,我們可以做第二個假設(shè),即在地月誕生之初,月球的自轉(zhuǎn)速度要比公轉(zhuǎn)速度慢。若是這樣的話,地月引力之合使月面上任意點所受的合力,就會始終指向與月球自轉(zhuǎn)相同的方向;也就是說,若月球自轉(zhuǎn)比公轉(zhuǎn)慢,這個月面任意點所受的合力,與第一種情況相反,不但不會阻礙月球自轉(zhuǎn),反而會促進自轉(zhuǎn),在不知不覺中讓月球自轉(zhuǎn)得越來越快!
既然月球一開始自轉(zhuǎn)快了,會因受引力影響而減速;一開始自轉(zhuǎn)慢了,會受引力影響而加速。那么經(jīng)過很長一段時間,月球的自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)便會穩(wěn)定在一個狀態(tài),處于一種奇妙的平衡——自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度變得一樣快。
自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)一樣快,意味著什么?在相同的時間內(nèi),月球自轉(zhuǎn)的角度將和公轉(zhuǎn)角度一樣大,月面上某個點所受的月球引力,將和其所受地球引力幾乎處于同一條垂直的直線上——這樣一來,月球就只會有一個面始終面對地球了。
(節(jié)選自《奧秘》2019年第4期)
1.月球為何始終正面對著地球?(回答不超過20字)
答:
2.選文第①②段有什么作用?
答:
3.作者在文中做了兩個假設(shè),意在說明什么?
答:
4.選文是按照什么順序介紹說明對象的?
答:
(河北? 張希波供稿)
(參考答案見第64頁)