文／山羊

月球在形成後的早期階段，就因潮汐作用而被地球鎖定，至今始終以同一面望著地球，我們看不到它的「背面」（見本版2024年6月7日〈月球僅一面之緣？〉）。

看到美國「阿提米絲2號」（Artemis II）太空人拍攝的美麗地球，有白色雲層環繞著藍色海洋，甚至在大氣層邊緣還能隱約見到綠色極光，小明不禁好奇：地球會不會也被月球「潮汐鎖定」（tidal locking）？從月球看，是否也永遠只看到地球的同一面？

時間不夠 不會發生

在太陽系中，潮汐鎖定是一種相當普遍的現象，多半是小天體（衛星）被大天體（行星）鎖定。用拔河來比喻，就像是一場「誰力氣大，誰就贏」的比賽。

以地球與月球為例，月球的質量約只有地球的1/80，較容易受到地球重力影響，最終讓它的自轉週期與公轉週期趨於一致，約27.32天，形成潮汐鎖定。因此，我們總是看到「月面」，看不到「月背」。

地球情況則不同，因它自轉一圈只需24小時，遠比月球快得多，且質量約是月球80倍，因此不容易被月球迅速「鎖住」。

不過，月球的潮汐作用確實也在逐漸減緩地球的自轉——每100年，地球的一天會增加約0.002秒。科學家估計，若時間夠長（約500億年左右），地球最終仍有機會被月球鎖定，形成兩者永遠「面對面」的狀態，也就是所謂的「雙向潮汐鎖定」（mutual tidal locking）。

問題是：太陽的壽命只剩約50億年，之後將進入紅巨星階段。到時候地球很可能早已遭到毀滅，因此這種「雙向鎖定」在現實宇宙中幾乎不可能真正發生。

不過，在太陽系中確實存在一個經典例子——冥王星與其最大衛星冥衛一（Charon，凱倫）之間，就已經達成了雙向潮汐鎖定。

那是因為冥衛一的質量達到冥王星的約1/8，兩者距離又相當接近，彼此的潮汐作用足以讓它們互相鎖住，永遠面對彼此，就像兩個人互相拉著雙手，緩緩共舞一樣。

固定掛著 持續轉動

既然地球不會被月球鎖定，那麼，在月面看地球，又是什麼景象呢？

先說一下，在地球上看不到月背，反過來說，站在月背的人，也永遠看不到地球，只能看到太陽與滿天星辰。

站在月面看地球，最特別是：地球在月球的天空中，位置幾乎是固定的。它不會像我們看到的月亮或太陽那樣升起或落下，而是彷彿被釘在天空中的某個位置。

不過，地球還是會像一顆懸掛在天空中的藍色大理石圓球，持續緩慢旋轉。站在月面遠眺，只要間隔幾個小時，非洲、亞洲、太平洋、美洲等便會依序、重複映入眼簾，地球的每一面貌都會大方地呈現在你眼前，不會有什麼「看不到的背面」。

所以如果未來我們真能住在月面上，地球就會像一個「永遠掛在住家窗外、還會自己轉動」的超大型天然時鐘！

有趣的是，從月球看地球，也會出現類似月相的「盈虧變化」，週期約為29.5天，但景象會壯觀很多。

更有趣的是，月球的盈虧與地球的盈虧剛好完全相反。也就是說，當地球上出現「新月」時，在月面上看到的正好是一個最明亮的「滿地」（Full Earth）。當我們看到「滿月」時，月面上看到的則是近乎全黑的「新地」（New Earth）。

讓人驚喜的是，由於地球有藍色海洋、白色雲層與綠色森林，加上大氣層折射出的淡淡紅光，所以在月面上看到的地球盈虧將是彩色景象。另外，在「新地」期間，地球看起來雖然黑黑的，但反射的光芒還是能照亮月球表面，閱讀都不成問題。

這時，小明突然說他不會想移民月球，因為當我們在中秋節欣賞皎潔的明月時，月球上的居民卻得面對一顆黑漆漆的「新地」，沒有過節的氣氛。