作者：一毫秒的永恒

几十年前，天文学家只能在梦中瞥见月球的另一端（图为NASA的示意图） | credit: NASA's Scientific Visualization Studio

抬头望月，你可能会感到月亮一如既往的熟悉，和以前并没有什么不同。没错，你欣赏的月亮和我们的祖先欣赏的月亮没有什么差别，日落之后，你可以和全世界欣赏同一个月亮，而且是同样熟悉的阴影和形状。如此看来，古代诗人借月亮表达思乡思亲之情再合适不过了。

从古至今，人类在地球上只能看到月球的“正面”。直到1959 年苏联的“月球 3 号”飞船绕月飞行并发回照片，人类才第一次能够看到月球的“背面”。

1959年，苏联的月球3号探测器拍摄到了月球背面的第一张照片 | credit: NASA's Scientific Visualization Studio

造成这种现象的原因是“潮汐锁定”。由于月球与地球距离较近，地球对月球不同部位的引力并不相同，从而产生明显的潮汐效应，其强度随距离减小而迅速增强。潮汐效应会在月球上形成潮汐隆起，并在地球引力作用下产生转动力矩，使月球的自转逐渐减慢，最终使其自转周期与绕地球公转周期相同(约27.3 天)。因此，在排除天秤动(也称天平动) 影响后，月球始终以同一面朝向地球。需要注意的是，这种现象并非因为月球不自转，而恰恰是由于其自转周期与公转周期一致所致。

潮汐锁定的结果是造成卫星绕轴自转的周期和绕着行星公转的周期有着大约相同的时间。排除天秤动的影响，月球会像左图一样，始终用同一面朝向地球（从月球自转轴的上方鸟瞰，并且未依比例绘制）。如果月球没有自转，在它环绕地球公转时会和右图一样，它的正面和背面会交替地朝向地球

如果自转的频率大于轨道（公转）频率，抵制的小扭矩将会浮现，最终达成频率锁定（绿色描述的情况）

月球朝向地球的一侧我们已经进行过很多研究了。我们可以看到它，宇航员们降落在月球的近地一侧，这样他们就可以与地球上的美国宇航局联系，并且阿波罗任务的所有样本都来自近地一侧。

不过借助现代卫星，天文学家已经完整地绘制出了月球表面的地图。2019年1月3日，中国的“嫦娥四号”探测器在月球背面南极-艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑成功着陆并进行探测，这是人类探测器首次在月球背面软着陆。“嫦娥四号”有助于回答有关陨石坑表面特征的问题，并对月球土壤进行了大量的测试，探寻其中是否能生长生物。

那么远离人类文明的月球背面有啥特性呢？远离文明当然就意味着月球背面是名副其实的“无线电暗区”，在那里月球能够屏蔽来自地球的无线电干扰，研究人员可以测量来自宇宙的微弱信号，而不会被各种电磁干扰“淹没”。例如，“嫦娥四号”将能够观测到来自太阳或其他天体的低频无线电信号，而由于人类活动( 如电视和无线电广播以及其他形式的通信信号)，这些信号在地球上是无法被探测到的。低频无线电可以观测到宇宙最早期的恒星和黑洞，让天文学家对宇宙结构是如何形成的有更深入的了解。除此之外，“嫦娥四号”也可以进行月基低频射电天文观测与研究、月球背面巡视区形貌和矿物组份探测与研究等其他与月球背面相关的研究。

现在的科学家们正在为未来的太空旅行做准备，各个月球探测器调查了月球的各个方面，寻找月球的资源来帮助人类到达火星。例如，2009 年由美国国家航空航天局(NASA) 的LCROSS 卫星在月球南极北极发现的水，可以分解成氢气和氧气，用于燃料和呼吸。

研究人员也正积极地探索月球的极地陨石坑，其中有些陨石坑“永不见天日”，被称为月球“永暗面”。这些陨石坑很深，正好位于一个永远不会被太阳照射到的位置。不过，月亮虽然有“不见天日”的部分，但不是整个月球背面都是“永暗面”哦。

月之背面～都有啥？

参考资料