中国科学院紫金山天文台科普主管王科超介绍，月亮不“变脸”并非错觉。月球绕地球公转的平均周期与其自转平均周期一致，均约为27.32天。因此对地球上的观测者来说，始终只能看到月球的一面。面向地球、可以被看见的这一面被称为“月球正面”，而始终背向地球、无法看见的另一面被称为“月球背面”。
月球之所以有相同的公转、自转周期，背后有较为复杂的动力学原理。简单来说，地球对月球各部分施加的引力强度不均，导致的潮汐作用使月球最终只能以同步的周期公转、自转，以同样的一面对着地球。这种现象在天文学上被称为潮汐锁定。
根据天文学家的估算，月球诞生于大约45亿年前。在诞生之初，月球自转速度大于现在，公转、自转周期也并不同步。地球的潮汐力使整个月球发生变形，月球沿着地月连线的两边被拉长。随着月球自转，月球表面被拉长的位置不断变化。这种变化就仿佛在不断给月球自转“踩刹车”，月球自转越来越慢，经过漫长的时间，在公转和自转周期同步时达到平衡，月球也就稳定在只有一面朝向地球了。
“月球的‘后脑勺’始终看不见并非巧合，类似的潮汐锁定案例在太阳系中也并不罕见。比如说火星、木星、土星、天王星、海王星的卫星，普遍存在潮汐锁定现象。最有意思的是冥王星和它最大的卫星‘卡戎’，这两颗星球，互相被对方潮汐锁定。”王科超说。
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