月球公轉和自轉時間為什麼一樣

A. 月球自轉為什麼和公轉一樣

這個問題從力學分析上來講比較費勁，可以從能量的角度來考慮。
首先要明白兩個問題，第一是從月球質量分布上來說，月球並不是一個絕對的球體，第二，地球的海洋對月球有一個潮汐作用（岩石，土地等也有潮汐力，但較海洋比較微弱）。
起初，月球的公轉和自傳並不是同步的，這樣當月球圍繞地球做公轉時，潮汐力對月球就有一個作用，這個作用對月球來說有兩個效應，第一就是公轉和自傳的倍率關系，就是說當月球相對地球來看（以地球為參照系）自傳周期是公轉周期的整數倍時，這時潮汐力對月球來說就是一個非常規律的變化作用，這時月球的自轉就會穩定下來，而當自轉與公轉不是倍數關系時，潮汐力對月球的作用就顯得無規律，而這個無規律的效果就是使月球的自轉趨於公轉的倍數，最終月球的自傳會穩定在他公轉周期的一個倍數上，至於是多少倍要看他本身的自轉周期了，比若說自轉是公轉的3。5倍，那麼當月球自轉穩定下來時他肯定是3倍公轉周期，如果是1。2倍最終就是與公轉同步。
既然公轉與自轉的周期相同了，那麼我們看到的月球自然只是同一個面了，所以看不到月球的背部。
剛才提到潮汐力對月球有兩個效應，現在還有第二個效應沒有說，那就是月球在遠離地球，這也是潮汐力使然。那麼我們知道考慮地月系統來說，月球原理地球肯定是機械能變大了（雖然動能小了，但是引力勢能增加的更大），那麼月球是如何獲得這些能量而遠離地球呢？那麼這里就牽扯到了潮汐力對地球的作用了，剛才只考慮潮汐對月球的兩個效應，那麼對於地月系統來說地球並沒有動能，引力勢能剛才已經考慮了，那麼還有什麼能量的參與呢？那就是地球的自轉動能（轉動動能），月球原理地球而去的同時，我們地球的自轉變慢了，也就是說在很久以前地球的一天要比現在短，而到很久的將來地球的一天要比現在長。這就是我們地月系統的現在正在進行的變化。

B. 為什麼月球的自轉周期和公轉周期是相同的

潮汐鎖定（或同步自轉、受俘自轉）發生在重力梯度使天體永遠以同一面對著另一個天體；例如，月球永遠以同一面朝向著地球。潮汐鎖定的天體繞自身的軸旋轉一圈要花上繞著同伴公轉一圈相同的時間。這種同步自轉導致一個半球固定不變的朝向夥伴。
在太陽系中許多值得注意的衛星最值得注意的就是潮汐鎖定，因為它們的軌道非常接近而使潮汐力因為距離的減少而迅速增加 (與距離的三次方成反比)。值得注意的例外是氣體巨行星外圍的不規則衛星，距離比那些知名的大衛星遠了許多。
冥王星和卡戎是潮汐鎖定的一個極端例子。與主星相比，卡戎是一顆相對較大的衛星，軌道也非常靠近，使得冥王星也被卡戎潮汐鎖定。實際上，這兩顆天體彼此相互環繞著 (質心位於冥王星外)，好像是以一根竿子固定著表面的一個點而相對著。
管月球的自轉和公轉完全被鎖定，但是由於天秤動和視差，從地球重復的觀測，仍可以看見月球總表面的大約59%。天秤動主要的成因是月球軌道的離心率造成的軌道速度變化：使地球的觀測者在周場上可以多觀測到約6°。視差是幾何學的效果：是在地球表面上相對於地月中心聯線的偏移量，而因為這個關系，使月球在我們的地平線時，可以多觀察到月球表面的一點邊緣 (大約1°)。

C. 為什麼月球自轉周期和公轉周期正好相等呢

其實並不是偶然!
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本來,月球公轉和自轉是不同步的.這樣,月球和地球之間會存在一種類似「引力摩擦」的機制,從力矩的角度講,就是兩者互相對對方施加一個阻礙對方自轉的力矩.記過長時間的積累,月球已經達到了穩定平衡,也就是所謂「潮汐鎖定」.而地月系角動量是守恆的,兩者自轉角動量會轉化成公轉角動量,這就是月球慢慢離地球遠去的原因.目前地球還沒有出現自轉公轉周期相等這種情況,是因為地球還沒有被月球和太陽潮汐鎖定!

D. 為什麼月球公轉和自傳周期是一樣的

首先要明白兩個問題,第一是從月球質量分布上來說,月球並不是一個絕對的球體,第二,地球的海洋對月球有一個潮汐作用（岩石,土地等也有潮汐力,但較海洋比較微弱）.
起初,月球的公轉和自傳並不是同步的,這樣當月球圍繞地球做公轉時,潮汐力對月球就有一個作用,這個作用對月球來說有兩個效應,第一就是公轉和自傳的倍率關系,就是說當月球相對地球來看（以地球為參照系）自傳周期是公轉周期的整數倍時,這時潮汐力對月球來說就是一個非常規律的變化作用,這時月球的自轉就會穩定下來,而當自轉與公轉不是倍數關系時,潮汐力對月球的作用就顯得無規律,而這個無規律的效果就是使月球的自轉趨於公轉的倍數,最終月球的自傳會穩定在他公轉周期的一個倍數上,至於是多少倍要看他本身的自轉周期了,比若說自轉是公轉的3.5倍,那麼當月球自轉穩定下來時他肯定是3倍公轉周期,如果是1.2倍最終就是與公轉同步.

E. 為什麼月球自轉公轉周期相同

這是地月之間的潮汐力長期作用的結果。液體、固體、氣體都會受到潮汐力，不要以為只有海洋才能受到潮汐力。而且潮汐力是相互的，月球對地球施加潮汐力，地球對月球也施加潮汐力。

潮起潮落（對於月球來說是固體潮——月表岩層周期性的起伏，幅度比液體小）的方向基本上是在地月的連線上，所以從空間上看，地球上潮起潮落的周期就是月球繞地球的公轉周期，這比地球的自轉周期慢很多，於是，潮起潮落通過摩擦力、壓力以及局部引力等方式不斷使地球的自轉速度慢下來，就像一個鬆鬆的剎車片那樣。地球的自轉速度已比遠古時慢了許多，將來的某天，地球的自轉速度也會慢到月球繞地球的公轉速度的程度。

基於同樣的減速機制，月球即使在最初形成時自轉很快，也最終會慢到公轉與自轉周期相同。又由於月球比地球小得多，月球的轉動動能也小得多，所以潮汐力在很早以前就使月球的自轉速度減慢到與其公轉速度相同了。當然，可能最初月球形成時的自轉速度就與公轉速度相差不大，這樣它很快就會在潮汐力的作用下變得同速。

月表有高山和平原，伽利略時代使用的望遠鏡就能看清那些地形的大致分布，長時間觀測後發現這些地貌的分布總也不變，說明月球只把一面展示給地球人，另一面總是藏在背後。

F. 月亮的公轉和自傳周期，是否是相同的

月球的自轉周期與公轉周期基本一致，是潮汐鎖定導致的，可以說是一個必然的結果，對於大多數衛星來說，被行星潮汐鎖定是必然的結局，如果某個衛星還沒有被被其行星鎖定，那其實也只是個時間問題罷了，總會有被鎖定的一天，就連太陽鎖定地球都是遲早的事，

圖

G. 月球自轉周期和公轉周期絕對一致嗎

絕對一致。
月球的自轉周期為27.32166日，正好是一個恆星月，不多也不少。所以我們總也看不到月球的背面。
當然，由於月球圍繞地球公轉也是一條橢圓軌道，有近地點和遠地點之分，在公轉軌道的不同部分，自轉速度與公轉角速度不匹配，所以我們能夠看到的月面實際上並不是50%，而是大約59%。但以整個公轉軌道來看，月球的自轉周期與公轉周期仍然是絕對一致的。

H. 月球的自轉周期和公轉周期為什麼完全一致

因為月球的自轉周期和它的公轉周期是完全一樣的，地球上只能看見月球永遠用同一面向著地球。自月球形成早期，地球便一直受到一個力矩的影響引致自轉速度減慢，這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此，部分地球自轉的角動量轉變為月球繞地公轉的角動量，其結果是月球以每年約38毫米的速度遠離地球。同時地球的自轉越來越慢，一天的長度每年變長15微秒。

I. 為什麼月球公轉與自轉周期相等

這個現在還沒明確統一的答案。我覺得比較有道理的一個給你分享下：是因為地球對月球引力所導致的潮汐力使月球自轉趨向於公轉周期，最終形成「同步」，遠古月球自轉應該是比較快的。其實地球也一樣，遠古的一天比現在要短。
這種「同步自轉」現象相當多見。最典型的就是冥王星與其衛星「冥衛」的關系，二者相互都是同步的。有人說他們是「姊妹行星」。也有人稱地球與月球也是「姊妹行星」

J. 為什麼月球自轉和公轉的時間是相同的

月球為什麼不自轉
月球為什麼不自轉，科學家們始終沒有找到答案。地球膨裂說認為，要想找到這個原因，必須搞清地球為什麼自轉。地球膨裂說認為，太陽系是一個旋轉體，因為一個公轉物體外側的速度大於內側的速度，所以地球背對太陽一側的速度大於地球面對太陽一側的速度。因為地球背對太陽一側的速度大於地球面對太陽一側的速度、地球外側的公轉半經大於地球內側的公轉半經、地球比較均勻內外側質量相等，所以根據角動量公式L＝mrv可以看出，地球外側的角動量大於地球內側的角動量。因為太陽系不是鋼體，地球處於懸浮狀態，所以地球剛開始公轉時，就在地球外側的角動量大於地球內側的角動量的作用下，地球外側的角速度大於了地球內側的角速度，產生了自西向東自轉。這就像兩個輪子的馬車，如果一個輪子走的得快，馬車就會自轉。
如何判斷一個物體是否發生了自轉，就是我們在我們所在的位置既能能看到一個物體的正面，而且還能看到這個物體的背面，這就是說相對於我們所在的位置，這個物體發生了自轉。如果在我們所在的位置只能看到物體的正面，但不能看到物體的背面，這就是說相對於我們所在的位置，這個物體沒有發生自轉。
任何理論都是相對的，月球自轉不自轉，關鍵看相對誰而言。我們在太陽上既能看到月球的正面，還能看到月球的背面，所以我們說月球相對太陽發生了自轉。我們在地球上只能看到月球的正面，但不能看到月球的背面，所以我們說月球相對地球沒有發生自轉。一般說月球是否自轉是指相對地球而言。
月球為什麼不自轉呢？這個問題最近有了答案。繞月飛行的人造衛星測出月球靠地球這一面密度較大，因此月球永遠以同一面朝著地球。地球膨裂說認為，盡管月球外側的公轉半經大於內側的公轉半經，月球背對地球一側的速度大於月球面對地球一側的速度、但因為月球剛開始公轉時靠地球這一面的密度較大，也就是質量大，所以根據角動量公式L＝mrv可以看出，月球內側的角動量等於月球外側的角動量，不自轉。冥王星的衛星查龍也不自轉。
金星為什麼自東向西自轉（逆轉）呢？地球膨裂說認為，盡管金星外側的公轉半經大於內側的公轉半經、金星背對太陽一側的速度大於金星面對太陽一側的速度、但因為金星剛開始公轉時靠地球這一面內側的密度比外側的密度大得多，所以根據角動量公式L＝mrv可以看出，金星內側的角動量大於金星外側的角動量，金星就自東向西自轉（逆轉）。
為了驗證我的公轉產生自轉的理論，我作做了一個地球公轉產生自轉的模擬實驗。在一個大洗衣盆里放滿水，用手掌沿盆沿逆時針攪水。當水轉起來後，把暖水瓶的塑料蓋口朝上放在靠盆沿的水上。這時發現塑料蓋在隨水逆時針轉動（公轉）的同時，自身也在逆時針旋轉（自轉）。這就是無可辯駁的地球公轉產生自轉的實驗。因為地球公轉是自西向東的，所以地球自轉是自西向東的（逆時針）
再做一個月球公轉不產生自轉的模擬實驗。在一個大洗衣盆里放滿水，用手掌沿盆沿逆時針攪水。當水轉起來後，把暖水瓶塑料蓋里的一側放一枚硬幣，放硬幣的一側靠近盆心，口朝上放在靠盆沿的水上。這時發現塑料蓋在隨水逆時針轉動（公轉）的同時，自身並不旋轉（自轉）。這就是無可辯駁的月球公轉不產生自轉的實驗。
再做一個金星公轉產生逆向自轉的模擬實驗。在一個大洗衣盆里放滿水，用手掌沿盆沿到盆心的一半處逆時針攪水。當水轉起來後，把暖水瓶的塑料蓋口朝上放在靠盆沿的水上。這時發現塑料蓋在隨水逆時針轉動（公轉）的同時，自身在順時針旋轉（逆向自轉）。這就是無可辯駁的金星公轉產生逆向自轉的實驗。
作者：賴柏林