Почему Луна всегда повёрнута к нам одной стороной?

Выйдите на улицу ясным вечером в полнолуние, и вы увидите те же серые пятна, которые видели ваши прадеды: те же тёмные моря и те же яркие кратеры, сложенные в то же самое лицо. Люди находили в нём кролика, или человека, или женщину с вязанкой хвороста, и картинка ни разу не изменилась. Но ведь Луна — шар, а шары обычно вращаются. Так где же всё остальное?

Короткий ответ

Луна вращается. Просто она делает это ровно в том же темпе, в каком обходит нас по кругу. По данным NASA, Луне нужно 27,3 дня, чтобы облететь Землю, и ровно столько же, чтобы один раз повернуться вокруг своей оси. Попробуйте с другом: обойдите вокруг него полный круг, всё время оставаясь к нему лицом. Когда вы вернётесь в исходную точку, вы тоже один раз повернётесь на месте, а друг так и не увидит вашего затылка. Астрономы называют это приливным захватом.

• 27,3 дня один виток вокруг Земли и один полный оборот Луны
• 59% наибольшая доля поверхности Луны, которую со временем можно увидеть с Земли
• ≈ 4 см настолько Луна отдаляется от Земли каждый год

Как затормозили вращающуюся Луну

Так было не всегда. Земное притяжение тянет Луну достаточно сильно, чтобы совсем чуть-чуть её растянуть и поднять на ней выпуклость, направленную в нашу сторону. Пока Луна вращалась быстрее, эту выпуклость постоянно уносило с прямой линии, потому что породе нужно время, чтобы сдвинуться, а притяжение Земли тянуло её обратно. Всё это сжатие и растяжение превращало энергию вращения в тепло, которое терялось. Понемногу Луна замедлялась, пока выпуклость не перестала двигаться, и одно лицо осталось смотреть на Землю навсегда.

Луна в хорошей компании. NASA отмечает, что все крупные спутники Солнечной системы захвачены своими планетами точно так же, и четыре больших спутника Юпитера в их числе. Плутон и его спутник Харон захвачены друг другом, так что каждый показывает другому одну сторону. Земля медленно движется к тому же: Луна каждый год уходит от нас примерно на 4 сантиметра, и примерно через 50 миллиардов лет, если бы Солнце прожило так долго, Луну видела бы только одна половина нашей планеты.

В чём люди часто ошибаются

Вместе с этим фактом ходят две ошибки. Первая: Луна будто бы не вращается. Она вращается, один раз за виток, и именно поэтому мы видим одну сторону. Вторая — выражение «тёмная сторона Луны». Сторона, которую мы не видим, обратная, а не тёмная. NASA говорит прямо: постоянно тёмной стороны у Луны нет. Обратная сторона получает столько же солнечного света, сколько видимая, и на каждой стороне бывает свой день и своя ночь, пока Луна поворачивается.

И видим мы не ровно половину. Скорость Луны на её пути неравномерна, а ось наклонена, поэтому с Земли кажется, что она слегка покачивается и кивает; это движение называется либрацией. Благодаря ей терпеливые наблюдатели могут со временем увидеть до 59 процентов поверхности, хотя, как отмечает справочник центра NASA Goddard, дополнительная полоска лежит так близко к краю, что подробностей на ней почти не разобрать.

Откуда мы это знаем

Первую часть может проверить любой, у кого есть блокнот: зарисовывайте пятна Луны ночь за ночью, и они останутся на месте, если не считать того лёгкого покачивания. Скрытой стороне пришлось ждать космических аппаратов. Спутники, такие как Lunar Reconnaissance Orbiter агентства NASA, сфотографировали обратную сторону, и съёмка из космоса разрешила старые загадки: деталь на самом краю диска, Mare Orientale, оказалась ударным кратером. Так что лицо на Луне в каком-то смысле настоящее. Это единственная сторона очень вежливого соседа, который ни разу не повернулся к нам спиной.