Почему с Земли видна только одна сторона Луны?

Почему мы видим только одну и ту же сторону Луны?

Если это связано с гравитацией, есть ли переменные, которые означают, что мы можем однажды увидеть больше, чем раньше?

Причина этого в том, что мы называем приливной блокировкой :

Приливная блокировка (или захваченное вращение) происходит, когда гравитационный градиент заставляет одну сторону астрономического тела всегда сталкиваться с другой, эффект, известный как синхронное вращение. Например, одна и та же сторона Луны Земли всегда обращена к Земле. Тидально заблокированное тело вращается вокруг своей оси так же долго, как и вращается вокруг своего партнера. Это заставляет одно полушарие постоянно сталкиваться с партнерским телом. Как правило, в любой момент времени только спутник приливно привязан к большему телу, но если разница в массе между двумя телами и их физическим разделением невелика, каждое из них может быть приливно привязано к другому, как в случае с Плутоном и Харон, Этот эффект используется для стабилизации некоторых искусственных спутников.

    ^{Рис. 1 : Приливная блокировка приводит к тому, что Луна вращается вокруг своей оси примерно за то же время, что и на орбите Земли. (Источник: Википедия )}

Рис. 1, продолжение : За исключением эффектов либрации , это приводит к тому, что Луна сохраняет то же лицо, повернутое к Земле, как показано на рисунке слева. (Луна показана в полярном виде и не показана в масштабе.) Если бы Луна вообще не вращалась, она попеременно показывала бы свою ближнюю и дальнюю стороны к Земле при движении вокруг нашей планеты на орбите, как показано на рисунке. фигура справа.

                         ^{Рис. 2 : Лунные либрации по широте и долготе в течение одного месяца (Источник: Википедия )}

Освобождение проявляется в медленном раскачивании взад-вперед Луны, если смотреть с Земли, позволяя наблюдателю видеть немного разные половины поверхности в разное время.

Есть три типа лунного либрации:

• Освобождение по долготе происходит из-за эксцентриситета орбиты Луны вокруг Земли; вращение Луны иногда приводит, а иногда и отстает от своего орбитального положения.

• Освобождение по широте происходит из-за небольшого наклона между осью вращения Луны и нормалью к плоскости ее орбиты вокруг Земли. Его происхождение аналогично тому, как времена года возникают из-за земной революции вокруг Солнца.

• Суточная либрация - это небольшое суточное колебание из-за вращения Земли, которое переносит наблюдателя сначала в одну сторону, а затем в другую сторону прямой линии, соединяющей центры Земли и Луны, позволяя наблюдателю сначала смотреть вокруг одной стороны Луны. а затем вокруг другого - потому что наблюдатель находится на поверхности Земли, а не в ее центре.

Все цитаты и изображения из Википедии о блокировке приливов и Википедии по освобождению .

В первую очередь из - за того , как Луна вращается - он вращается на только с правильной скоростью , чтобы держать нас видеть одну сторону. Вот диаграмма ручной работы, чтобы показать, что я имею в виду:

Период вращения Луны составляет ~ 27,322 дня , а период вращения также ~ 27,322 . Это означает, что для каждого градуса, который поворачивается вокруг Земли, он поворачивается на градус вокруг себя, поэтому одна и та же сторона всегда обращена к нам.

Это связано с приливными силами, связывающими различные осцилляторы в системе (вращение луны, орбита луны, вращение Земли). Когда осцилляторы связаны, они имеют тенденцию к установлению в состояние, которое находится либо в фазе, либо на 180 градусов против фазы *. Оба случая вызывают здесь приливную блокировку.

• В этом эксперименте вы можете попробовать подвесить маятник с каждого конца линейки и дать им небольшую разность фаз. Со временем фазы будут совпадать.

В качестве дополнения к другим ответам позвольте мне обратиться к вопросу о том, почему планеты стремятся к приливной блокировке. Короче говоря, крутящий момент, приложенный дифференциальной гравитационной силой между обеими сторонами поверхности планеты, вызывает трение, которое, в свою очередь, рассеивает избыточное вращение (прото) луны, когда она не зафиксирована в тидале. Когда происходит блокировка, рассеивание сводится к минимуму.
Другим артефактом является то, что Луна также удаляется от Земли (поскольку она теряет момент импульса). Смотрите, например, http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=124

Другие ответы здесь фантастичны при объяснении в техническом смысле.

Для повседневного примера представьте, что вы берете что-то асимметричное - например, мрамор с прилипшей к нему глиной - и вращаете его. Асимметрия в конечном итоге заставляет объект вращаться определенным образом. Луна такая, за исключением того, что она более сложная, поскольку ее взаимодействие с Землей является частью уравнения.

RE: Всегда видеть одну и ту же сторону Луны. Это также может быть связано с разницей в плотности Луны. Недавно было установлено, что существуют гравитационные колебания вокруг Луны, которые подтверждают возможность того, что на одной стороне Луны имеется более высокая плотность материала. Область с более высокой плотностью Луны всегда будет обращена к Земле. Это было бы похоже на приклеивание тяжелого груза к одной стороне шара на твердой поверхности. Тяжелая сторона мяча всегда будет обращена к полу и к силе гравитации. Это тот же результат, когда более тяжелая сторона Луны обращена к гравитационной силе, исходящей от Земли. Это слишком большое совпадение, что луна вращается идеально, чтобы всегда держать одну и ту же сторону лицом к земле. Тем более что луна удаляется от земли и меняет расстояние и время, чтобы постоянно вращаться вокруг земли. Я выдвинул эту теорию около 10 лет назад, и я не видел никаких других теорий, которые убедили бы меня, что это нереальная возможность. Эта теория также объясняет, почему Меркурий всегда обращен к Солнцу одной и той же стороной. На Меркурии нет приливов, которые бы влияли на его ориентацию, и может показаться, что на оба тела воздействуют одни и те же силы, и одни и те же стороны обращены в одном направлении. Эта теория также объясняет, почему Меркурий всегда обращен к Солнцу одной и той же стороной. На Меркурии нет приливов, которые бы влияли на его ориентацию, и может показаться, что на оба тела воздействуют одни и те же силы, и одни и те же стороны обращены в одном направлении. Эта теория также объясняет, почему Меркурий всегда обращен к Солнцу одной и той же стороной. На Меркурии нет приливов, которые бы влияли на его ориентацию, и может показаться, что на оба тела воздействуют одни и те же силы, и одни и те же стороны обращены в одном направлении.