为什么月亮始终只能以同一面朝着地球？

月亮始终以同一面朝向地球的原因主要有两个:

1. 月亮的自转和公转周期相同。月亮绕地球公转一周需要约27.3天,而月亮自转一周也需要约27.3天。这意味着月亮自转的速度正好可以使同一面始终面向地球。这种现象被称为月球的同步自转,它使我们永远只能在地球上观察到月亮的同一面。

2. 月球的质量分布不均匀。月亮的质量分布大致呈椭球体,其中远离地球的一面被称为月球背面,质量较小;而朝向地球的一面被称为月球正面,质量较大。由于月球的自转会受到质量分布的影响,质量较大的一面会稍微领先自转。这使得月球的同一面始终能朝向地球。

除此之外,月球的轨道也不是完美的圆形,而是稍微椭圆的。当月球更靠近地球时(近地点),它自转的周期会略长一些以固定其面向;当月球更远离地球时(远地点),它自转的周期又会略短一些。这也有助于月球同一面朝向地球。

综上,月亮始终以同一面朝向地球主要是因为:1) 月球的自转周期与公转周期精确同步;2) 月球的质量分布不均匀,使同一面稍微领先自转;3) 月球椭圆的轨道会稍微影响其自转周期。三者共同作用,使我们永远只看到月球的同一面。

这种特性给古人观测月相带来很大难度,也增加了月球背面考察的神秘感。1968年,人类初次环绕飞行月球,才真正看到其背面全貌。