Pourquoi un seul côté de la Lune est-il visible depuis la Terre?

Pourquoi ne voyons-nous jamais que le même côté de la lune?

S'il s'agit de la gravité, y a-t-il des variables qui signifient que nous pourrions un jour en voir plus qu'avant?

La raison en est ce que nous appelons le verrouillage des marées :

Le blocage des marées (ou rotation capturée) se produit lorsque le gradient gravitationnel oblige toujours un côté d'un corps astronomique à faire face à un autre, effet connu sous le nom de rotation synchrone. Par exemple, le même côté de la Lune de la Terre fait toujours face à la Terre. Un corps verrouillé par les marées met tout autant de temps à pivoter autour de son propre axe qu’à tourner autour de son partenaire. Cela amène constamment un hémisphère à faire face au corps du partenaire. Habituellement, à tout moment, seul le satellite est verrouillé autour du corps le plus large, mais si la différence de masse entre les deux corps et leur séparation physique sont faibles, chacun peut être verrouillé sur l’autre, comme c’est le cas entre Pluton et Charon. Cet effet est utilisé pour stabiliser certains satellites artificiels.

    ^{Fig. 1 : Le verrouillage des marées entraîne la rotation de la Lune autour de son axe environ au même moment que pour mettre la Terre en orbite. (Source: Wikipedia )}

Fig. 1, suite : À l'exception des effets de libration , la Lune conserve le même visage tourné vers la Terre, comme le montre la figure de gauche. (La Lune est montrée en vue polaire et n'est pas dessinée à l'échelle.) Si la Lune ne tournait pas du tout, elle montrerait alternativement ses côtés proche et éloigné de la Terre tout en se déplaçant autour de notre planète en orbite, comme indiqué dans le figure à droite.

                         ^{Fig. 2 : Librations lunaires en latitude et longitude sur une période d'un mois (Source: Wikipedia )}

La libration se manifeste par un lent balancement de la Lune vue de la Terre, permettant à un observateur de voir des moitiés légèrement différentes de la surface à des moments différents.

Il existe trois types de libration lunaire:

• La libration en longitude résulte de l'excentricité de l'orbite de la Lune autour de la Terre; la rotation de la Lune entraîne et retarde parfois sa position orbitale.

• La libration en latitude résulte d'une légère inclinaison entre l'axe de rotation de la Lune et la normale au plan de son orbite autour de la Terre. Son origine est analogue à la manière dont les saisons découlent de la révolution de la Terre autour du Soleil.

• La libration diurne est une petite oscillation quotidienne due à la rotation de la Terre, qui entraîne un observateur d'un côté puis de l'autre côté de la droite reliant les centres de la Terre et de la Lune, permettant à l'observateur de regarder d'abord d'un côté de la Lune. et ensuite autour de l'autre - parce que l'observateur est à la surface de la Terre, pas en son centre.

Toutes les citations et images de Wikipedia sur le verrouillage des marées et Wikipedia sur Libration .

Principalement à cause de la façon dont la lune tourne - il tourne à tout le taux droit de nous empêcher de voir un côté de celui - ci. Voici un diagramme fait main pour montrer ce que je veux dire:

La période de rotation de la lune est d'environ 27,322 jours et la période de révolution est également d'environ 27,322 . Cela signifie que pour chaque degré qu'il tourne autour de la Terre, il tourne d'un degré autour de lui-même, de sorte que le même côté nous fait toujours face.

Cela est dû aux forces de marée qui couplent les différents oscillateurs du système (révolution de la lune, orbite de la lune, révolution de la terre). Lorsque les oscillateurs sont couplés, ils ont tendance à s’installer dans un état soit en phase, soit en décalage de phase de 180 degrés *. Les deux cas donnent lieu à un blocage des marées ici.

• Vous pouvez essayer cette expérience en suspendant un pendule à chaque extrémité d’une règle et en leur donnant une petite différence de phase. Au fil du temps, les phases vont correspondre.

Pour compléter les autres réponses, permettez-moi de répondre à la question de savoir pourquoi les planètes tendent vers le blocage des marées. En bref, le couple appliqué par la force de gravitation différentielle entre les deux côtés de la surface de la planète induit des frottements qui dissipent à leur tour l'excès de rotation de la (proto) lune lorsqu'elle n'est pas verrouillée. Lors du verrouillage, la dissipation est minimisée.
Un autre artéfact est que la lune s'éloigne également de la Terre (car elle perd son moment angulaire). Voir par exemple http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=124

Les autres réponses ici sont fantastiques pour expliquer dans un sens technique.

Pour un exemple de tous les jours, imaginez que vous preniez quelque chose d'asymétrique - comme une bille avec de l'argile collée dessus - et que vous la tourniez. L'asymétrie amène finalement l'objet à tourner d'une certaine manière. La lune est comme ça, sauf que c'est beaucoup plus compliqué, puisque son interaction avec la Terre fait partie de l'équation.

RE: Toujours voir le même côté de la lune. Cela peut également être attribué à une différence de densité de la lune. Il a été établi récemment qu'il existait des variations gravitationnelles autour de la lune qui permettraient de penser qu'il existe une densité de matériau plus élevée sur un côté de la lune. La zone de densité supérieure de la lune ferait alors toujours face à la Terre. Cela équivaudrait à coller un poids lourd sur le côté d'une balle sur une surface dure. Le côté le plus lourd de la balle sera toujours face au sol et à la force de gravité. C'est le même résultat du côté plus lourd de la lune qui fait face à la force gravitationnelle émanant de la terre. C’est trop fort que la lune tourne parfaitement pour garder le même côté face à la terre. Surtout que la lune s'éloigne de la Terre et qu'elle change de distance et de temps pour tourner constamment autour de la Terre. J'ai proposé cette théorie il y a environ 10 ans et je n'ai vu aucune autre théorie qui me convaincrait que ce n'est pas une possibilité réelle. Cette théorie expliquerait également pourquoi Mercure fait toujours face au même côté. Mercury n’a pas de marée influant sur son orientation et il semblerait que les deux corps soient affectés par les mêmes forces en maintenant les mêmes côtés dans la même direction. Cette théorie expliquerait également pourquoi Mercure fait toujours face au même côté. Mercury n’a pas de marée influant sur son orientation et il semblerait que les deux corps soient affectés par les mêmes forces en maintenant les mêmes côtés dans la même direction. Cette théorie expliquerait également pourquoi Mercure fait toujours face au même côté. Mercury n’a pas de marée influant sur son orientation et il semblerait que les deux corps soient affectés par les mêmes forces en maintenant les mêmes côtés dans la même direction.