大家多多少少都听说过，月亮是只有一面朝向地球的，而且月球的轨迹是一个近乎完美的圆形轨道，而面对这两个问题，有很多人进行猜测，比如有些人猜测月球是外星人的飞船，或者背面是外星人的基地等等。所以这是巧合？还是必然呢？
我直接给出结果，这是天体系统演化的必然结果，前提是天体系统不会被毁掉。
不过呢，这个近乎完美圆轨道的说法是有问题的，至于为什么有问题，文章后面会有说明。
先一步一步来，首先就是先搞定第一个问题：为什么月亮只有一面朝向地球？
在这个问题提出之前，有人可能会想，你是怎么知道月亮只有一面朝向地球的？很显然，观测呗。
于是发现月亮只有一面朝向地球，那么为什么会这样呢。
这里就从物理上分析造成这个结果的原因。
在“非惯性系：潮汐力”中，介绍了关于潮汐力的知识，我们知道在双星系统中，一个星体在沿着连线方向上会有潮汐现象，那么放在星球尺度上看，星体就在连线方向上被拉长。
在星体O的潮汐力的作用下，固态星体A被拉长了，当然A对O也有影响，但是先只考虑一个星体。
我们都知道，星体有自转，还有公转，我们要弄清楚什么是自转，什么是公转，才能继续往下分析，单看概念的话，自己绕着轴心转就是自转，绕着别人就是公转，不过还是看图片更易理解。
但是呢，实际上的天体都是既有自转又有公转的，所以合起来是长这样的：
转动是使用角度和角速度以及角加速度描述的，上图中有两个角度，一个是α，一个是β，如果经历了任意长度的时间t后，α和β始终相等，那么星体A不就只有一面朝向星体O了吗？
换算成表达式就变成了：
如果，t任意，也就是t可以取无穷小，就能得到
这意味着星体A的自转角速度与公转角速度相同时，那么它就只有一面朝向中心星体O。
很巧，我们的月球就是自转角速度和公转角速度是相同的，所以月球只有一面朝向地球。
如果角速度是相同的，那么周期也是相同的，我们平常也都是说旋转周期，而月球的自转周期和公转周期恰好都是大约27.32天。
但是上述分析只给出了表面原因，并没有给出形成原因，而且在文章开头也说了，这是演化的必然。
这时候潮汐力就派上用场了。
一旦A的公转与自转不一致，那么就意味着潮汐力在OA连线上是变的，就会产生额外的扭矩，这个东西具体的计算似乎比较繁琐，在此不做介绍，可以理解为一种改变转动快慢的合力矩。
如果A的自转速度小于公转速度，那么这种矩就会加速A的自转，如果A的自转速度大于公转速度，这种矩就会减慢A的自转。
A的自转速度小于公转速度，会加速A的自转
A的自转速度小于公转速度，会减慢A的自转
这意味着，只要时间足够长，最终都会到达自转与公转速度相等的状态，而这个状态叫做潮汐锁定，也叫同步自转。
所以月球是被地球锁定了。但是作用是相互的，地球会不会被月球锁定呢？答案是会的，只不过还需要好久好久，到那时就只有其中一半的地球才能看得到月亮了，如果地球还在的话。
而太阳系中现在就有这么一个极端的例子：冥王星和冥卫一（卡戎）它们两个是互相锁定的。
既然被锁定了，月球只有一面朝向地球，那么另一面长什么样子呢？
我国的嫦娥4号是首个抵达月球另一面的人类探测器，首次实现了人类月球背面软着陆和巡视勘察工作，发现月球背面也并没有神秘的外星人，它就是一个空旷的充满坑坑洼洼的半球。（关于外星生命的探索参考文章：探寻宇宙中的生命）
嫦娥4号
在这之前，也有几个探测器只是飞过了月球背面。
现在我们知道潮汐锁定是天体系统演化的必然，并且通过天文观测，发现这个现象在宇宙中很常见，在太阳系中也非常常见。
比如观测的事实火卫一、火卫二都与火星处于锁定状态，甚至太阳系内各大行星也有很多被锁定的卫星，所以潮汐锁定不是巧合、不是偶然，而是一个很常见的、随着时间演化必然的结果，当然前提是星体没有被毁掉。
再说月球轨道问题，月球轨道的偏心率是0.0549，偏心率是什么，偏心率在数学上对应的就是离心率，读过高中的都知道，离心率是在0和1之间的，离心率越接近0，或者说越小，轨迹越圆，离心率越大，轨迹越扁。
乍一看，0.0549仿佛已经很小了，但很不幸的是，太阳系内行星的卫星的轨道离心率比月球还小的星体数量用两只手都数不过来……
列出几个来：
火卫一和火卫二都被火星锁定了，而木卫一、木卫二、木卫三还有木卫四也都被木星锁定了，而且它们的轨道都比月球圆。
用手握住水杯，把手臂向前伸直，然后自己转圈，那么杯子就只有一面朝向你，杯子的轨迹还是个圆。
月球被地球潮汐锁定，可以说是偶然；火星卫星也被火星潮汐锁定，可以说是巧合；那么宇宙中被锁定的天体那么多，还能是巧合吗？当然不是。
巧合的多了，也就成了必然。
