¿Por qué siempre vemos el mismo lado de la luna desde la Tierra?

La luna está bloqueada en “fase” … esa es una forma elegante de decir lo mismo.

Aquí está mi comprensión, me gusta usar mi comprensión porque no es tan elevada como una respuesta profesional, los profesionales quieren verse bien con otros profesionales y, a veces, complicar demasiado su respuesta.

Estoy seguro de que entiendes la relación de la luna y la tierra con respecto a las mareas oceánicas. Una cosa para ayudar a los humanos con eso, es que mientras las mareas parecen ser algo grande para ti o para mí, que para la tierra son poco más que el soplo de aire de las alas de una mariposa cuando pasan. Sin embargo, esas mismas mareas son capaces de moler montañas para convertirlas en arena en períodos de tiempo geológicos.

Cuando la luna era joven, formándose a partir del anillo de escombros creado por los dos protoplanetas que chocan para darnos la tierra y la luna, estaba muy cerca de la tierra … habría borrado el cielo más o menos. La rotación de la tierra y la luna fue mucho más rápida. La luna es mucho más pequeña y está hecha de un material más ligero … principalmente de corteza continental … se enfría mucho más rápido. Sin embargo, adelantarse aquí. Dado que tanto la tierra como la luna eran mucho más calientes en ese momento y más flexibles, sus interacciones gravitacionales causaron enormes mareas y arrastre interno entre sí. A medida que se enfriaban, la resistencia aumentaba en el objeto más frío … menos maleable, más rígido. Entonces, en un lapso de tiempo muy corto, la luna se enfrió y se endureció mucho más que la Tierra, pero su gravedad aún realizó el mismo truco en nuestro planeta … a medida que nuestro planeta se enfrió y se hizo más rígido, su resistencia también aumentó. Actuando de manera más centrada en la luna. El impulso de las lunas fue finalmente “robado” o absorbido por la tierra. La tierra se desaceleró a nuestro acostumbrado día de 24 horas, pero como la luna no tiene ninguna forma de captar energía de rotación adicional desde el exterior de nuestro sistema, permanece en fase o si es útil “cara” bloqueada a la tierra. La luna todavía gira una vez por órbita, pero no podemos observar eso directamente a simple vista.

Las personas que han tenido la amabilidad de responder han cubierto casi todo. Solo me gustaría agregar un punto sobre la libración lunar.

Básicamente, la Luna “se tambalea” sobre su eje, por lo que en realidad vemos alrededor del 59% de la Luna.

Realmente no se da cuenta de esto porque este efecto es sutil y tiene lugar durante todo el ciclo lunar.

En general, el bloqueo de las mareas ocurre cuando un objeto que orbita alrededor de uno mucho más grande tiene un lado que está constantemente frente al objeto central más grande.

En este caso, la Luna tiene un lado que se enfrenta constantemente a la Tierra:

Una cosa importante para entender es que la fuerza de la gravedad disminuye a medida que te alejas de la Tierra.

Esto significa que la fuerza de gravedad de la Tierra en el lado de la Luna que mira hacia la Tierra es mayor que en el lado que está lejos de la Tierra.

Este desequilibrio de la fuerza de la gravedad en la Luna hace que la Luna se deforme y se estire como una masa de pizza de modo que el eje largo apunte hacia el objeto central:

Sin embargo, tenga en cuenta que, a medida que la Luna orbita alrededor del objeto central, también gira alrededor de su propio eje.

Como resultado, se deforma y estira constantemente, de modo que mantiene la misma forma y orientación en la imagen de arriba. La siguiente imagen también ilustra lo que está sucediendo:

Dentro de la Luna, toda esta deformación provoca la liberación de fricción y energía térmica. ¿De dónde viene esta energía? El movimiento de rotación de la luna.

La rotación de la Luna alrededor de su eje comienza a disminuir, hasta que la Luna está en un estado tal que el eje largo siempre apunta hacia la Tierra.

Ahora tiene bloqueo de marea.

Todas las imágenes son de Wikipedia,

Usted no aunque está tan cerca de ser lo mismo, que la diferencia solo se puede detectar en un telescopio.

Probablemente imagines la vista de la Luna desde la Tierra como algo así:

Donde la Luna obviamente se ve muy diferente de los diferentes lugares de la Tierra.

La geometría real del sistema Tierra-Luna es más como esta:

Entonces, en principio, vemos diferentes vistas de la Luna desde diferentes lugares de la Tierra. Pero no se puede ver la diferencia a simple vista.

La razón se conoce como “bloqueo de mareas”.

En resumen, dos cuerpos que giran uno alrededor del otro eventualmente sincronizarán el período de rotación alrededor del propio eje con el período de rotación alrededor del centro de gravedad entre los dos cuerpos. En nuestro caso, el más ligero de los dos (Luna) ya ha alcanzado este punto, mientras que el más pesado (Tierra) todavía gira mucho más rápido alrededor de su propio eje.

Solo miré hacia arriba, aparentemente el bloqueo de las mareas de la Tierra tomará más tiempo que la vida restante del Sol. Nada de qué preocuparse este año.

Actualización: me vino a la mente: la desaceleración de la tierra es responsable del “escape” de la Luna:

El momento angular de todo el sistema A – B se conserva en este proceso, de modo que cuando B se ralentiza y pierde el momento angular de rotación, su momento angular orbital aumenta en una cantidad similar (también hay algunos efectos más pequeños en la rotación de A). Esto da como resultado un aumento de la órbita de B sobre A en conjunto con su desaceleración rotacional. Para el otro caso en el que B comienza a girar demasiado lento, el bloqueo de marea acelera su rotación y baja su órbita.

Lo que me llevó a este artículo: P: ¿Por qué nuestra Luna se aleja mientras caen las lunas de Marte?

Los gustos son diferentes, pero la explicación en este artículo me parece mucho mejor.

Si la luna gira alrededor de la Tierra mientras gira sobre su eje, ¿por qué solo vemos un lado de la luna?

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Aquí hay un experimento simple que puedes hacer por ti mismo para ver cómo funciona.

Encuentre un lugar donde camine en un círculo razonablemente grande, por ejemplo, una habitación grande o un patio. Coloque algo en el suelo, cualquier cosa, siempre que pueda verlo claramente. En nuestro experimento, este objeto es la Tierra.

Ahora, camina unos pasos desde la “Tierra” y gira para enfrentarla. Ahora eres la luna.

Camine alrededor de la “Tierra”, pero asegúrese de enfrentarla siempre. Una vez que hayas dado la vuelta, verás que tienes que hacer un giro completo (como si estuvieras dando vueltas como un patinador artístico) para poder mantener tus ojos en la “Tierra”.

Si no está seguro de eso, inténtelo de nuevo, pero preste atención a la forma en que se enfrenta. Por ejemplo, si estuvieras haciendo esto en tu sala de estar, notarías que pudiste ver todas las paredes en una “órbita”.

La razón por la que podemos ver en un lado de la Luna es que gira, pero de una manera muy específica: una rotación toma exactamente el mismo tiempo que una órbita.

Porque la órbita de la luna está mareada a la tierra.

Eso significa que el centro de masa de las lunas está demasiado lejos del centro de la esfera. Debido a que el centro de la luna no está fundido, el centro de masa no puede moverse al centro de la esfera.

Después de un tiempo de orbitar la tierra, la inercia rotacional del giro de la luna se habría transferido a tambalear la luna hacia arriba y hacia abajo, lo que se habría perdido en distorsiones de la superficie de la luna. El giro de la luna temblorosa se habría ralentizado hasta que un día no pudo hacer otro giro completo, en ese momento se habría balanceado hacia adelante y hacia atrás hasta que se detuviera con un lado apuntando hacia la tierra.

¿Quieres una demostración? Agregue un peso pesado al borde de la rueda delantera de una bicicleta. Levante la rueda del suelo y gire la rueda. La rueda girará, ganando y perdiendo velocidad a medida que el peso baja y luego sube un poco. A medida que se hace más lento, se hace más difícil que el peso llegue a la parte superior y, después de un tiempo, dejará de girar y girará hacia atrás, oscilando en un ángulo cada vez más pequeño hasta que se detenga con el peso en el punto más bajo al que pueda llegar.

Básicamente ocurre debido a las fuerzas de marea de la Tierra que actúan en la Luna.

Cualquier cuerpo grande A causa distorsiones en un cuerpo pequeño B que gira a su alrededor.

Estas distorsiones se conocen como protuberancias de marea .

Se forman dos protuberancias, una muy cerca de la superficie que mira directamente a A, mientras que la otra exactamente en el lado opuesto, lo que se conoce como la protuberancia “posterior”. Posteriormente, estas protuberancias son actuadas por una fuerza de A llamada torque .

Debido a la rotación del cuerpo más pequeño B, las protuberancias se llevan a cierta distancia del eje AB, y debido a que esto sucede, el tirón de A ejerce un par en B.

El torque en la protuberancia que mira hacia A actúa para alinear la rotación de B con su período orbital, mientras que la protuberancia “hacia atrás”, que se aleja de A, actúa en el sentido opuesto. Sin embargo, la protuberancia en el lado orientado a A está más cerca de A que la protuberancia trasera en una distancia de aproximadamente el diámetro de B, y por lo tanto experimenta una fuerza gravitacional y un par ligeramente más fuertes. El par neto resultante de ambas protuberancias, entonces, siempre está en la dirección que actúa para sincronizar la rotación de B con su período orbital, lo que finalmente conduce al bloqueo de las mareas.

Dato curioso: a pesar del bloqueo de las mareas, podemos ver aproximadamente el 59% de la superficie de la Luna. Esto se debe a dos fenómenos clásicos: Libración y Paralaje .

Libración: Al igual que la órbita de nuestra Tierra alrededor del sol, la Luna también cuenta con una órbita excéntrica alrededor de nuestro planeta. Esto hace que la Luna experimente una velocidad orbital variable. Por lo tanto, podemos ver 6 grados más a lo largo de su perímetro 🙂

Paralaje: Esto es básicamente un efecto geométrico. Dado que nosotros, en la superficie de la Tierra, no siempre estamos en línea a través de los centros de la Tierra y la Luna, podemos observar un poco más de nuestra Luna (aproximadamente 1 grado).

Fuente: bloqueo de mareas

La Luna está bloqueada por mareas en la Tierra, lo que significa que siempre muestra una cara a nuestro planeta. De hecho, este es el caso de la mayoría de las grandes lunas del Sistema Solar.

Como saben, la Luna está tirando de la Tierra, causando las mareas. De hecho, la atracción de la Luna es tan fuerte que el suelo se eleva 30 cm, aproximadamente un pie, a medida que pasa.

Es aún más poderoso en la Luna. La gravedad de la Tierra distorsiona la Luna en una forma oblonga. Los lados apuntan hacia y lejos del abultamiento de la Tierra hacia afuera, mientras que los otros son empujados hacia adentro para compensar. Hace que la luna tenga forma de fútbol.

No es gran cosa ahora, pero en el pasado antiguo, poco después de su formación, la Luna giraba rápidamente. Esto significaba que la parte de la Luna abultada hacia nosotros estaba cambiando constantemente, como las mareas de agua en la Tierra.

Grandes cantidades de roca necesitan cambiar y cambiar de forma para abultarse hacia la Tierra y luego establecerse nuevamente, y esto lleva tiempo. La posición de los bultos en la Luna siempre estaba un poco desalineada con la fuerza de la gravedad de la Tierra.

Estas protuberancias actuaban como manijas a las que la gravedad de la Tierra podría agarrar y volver a colocarlas en su lugar. Con el tiempo, la gravedad de la Tierra disminuyó la velocidad de rotación de la Luna hasta que se detuvo, para siempre.

Este mismo proceso ocurrió en todas las grandes lunas del Sistema Solar.
Debido a su masa más pequeña, nuestra Luna quedó atrapada por la marea en la Tierra hace miles de millones de años. Ahora el proceso continúa haciendo que la Tierra también quede bloqueada por la Luna.

En un futuro distante y distante, la Luna dejará de moverse en el cielo y quedará inmóvil, visible desde solo la mitad de la Tierra.

Sí, implica la gravedad y los efectos de las mareas.

Nuestra mejor comprensión del origen de la Luna es que una proto-Tierra y otro cuerpo similar colisionaron y la Luna se unió de la salpicadura. La conservación del impulso significaría que todavía estaba rotando, aunque se desconoce cuánto. La parte importante es que se habría fundido durante miles de años después.

Ahora en las mareas, probablemente sepas que la Luna causa mareas en la Tierra, y estas mareas en realidad se quedan atrás del paso de la Luna en lo alto en una pequeña cantidad debido al giro de la Tierra. Esto hace que la Luna extraiga energía de la Tierra (ralentizando ligeramente su rotación), lo que tiene el efecto de hacerla caer hacia arriba y ganar altura.

Sin embargo, un efecto similar habría sido observable con la luna cuando tenía una órbita bloqueada sin marea. Como tal, la velocidad de rotación de la Luna se desangró hacia la Tierra hasta que giró una vez por órbita. Resultando en una cara siempre mirando a la Tierra.

Para obtener una descripción más detallada y gráfica del proceso, consulte este enlace:

Bueno, para comenzar, el lado ‘oscuro’ de la Luna realmente debería llamarse el lado ‘lejano’, porque no está oscuro. La luna es una esfera. Gira alrededor de su propio eje. Y gira alrededor de la Tierra. Ocurre que ambas rotaciones toman el mismo tiempo, así que a medida que la luna se mueve 90 ° en su órbita alrededor de la Tierra, también gira 90 ° sobre su propio eje, lo que da como resultado que el mismo lado mire hacia la Tierra. Por lo tanto, el otro lado nunca se enfrenta a la Tierra, por lo que no podemos ver ese lado. A menos que salgamos de la Tierra. Como hicieron los astronautas del Apolo en el Apolo 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15,165 y 17. Vieron toda la Luna.

Porque Moon está “bloqueado” por la marea con la Tierra. El bloqueo de marea es el nombre dado al fenómeno cuando el período orbital de un objeto coincide con su período de rotación. La luna tarda 27.30 días en dar la vuelta a la Tierra y 27.30 días en girar una vez alrededor de su eje. Esto da como resultado la misma cara de la Luna siempre mirando a la Tierra. Esto no siempre fue cierto, pero durante miles de millones de años el acoplamiento de las mareas de la Tierra y la Luna ha llevado a esta sincronización.

[Al medir la distancia entre dos objetos que interactúan gravitacionalmente, usamos el centro de cada cuerpo como punto de partida para esa medición. Dado que el radio de la Tierra de 6.371 kilómetros es mayor que la distancia de 4.800 kilómetros entre la Tierra y el baricentro del sistema Tierra-Luna ; el baricentro se encuentra dentro de la Tierra, a unos 1.600 kilómetros debajo del lugar donde la Luna se encuentra sobre la cabeza.]

Al igual que la Luna causa mareas en los océanos de la Tierra, la fuerza del campo gravitacional de la Tierra aumenta las “mareas” de cuerpo sólido en la Luna, lo que hace que la Luna se deforme ligeramente en un cuerpo no esférico. Cuando se formó la Luna por primera vez, estaba más cerca de la Tierra de lo que está ahora, por lo que la amplitud de las mareas fue bastante mayor, además, la Luna estaba fundida en ese momento, por lo que respondió aún más fuertemente a la deformación de las mareas impuesta. sobre él por el campo gravitacional de la Tierra. Como resultado, la forma de la Luna no es realmente una esfera perfecta. La Luna originalmente giraba más rápido de lo que es ahora, por lo que hace 3-4 mil millones de años giraba en su eje mucho más rápido que en su órbita.

El bloqueo de mareas funciona por la fuerza gravitacional más fuerte en el lado del satélite que lo enfrenta en comparación con el lado lejano. Este tirón gravitacional diferencial hace que el objeto se hinche ligeramente, experimentando un torque que lo obliga a permanecer frente al cuerpo principal. Durante un período de tiempo, el satélite que inicialmente giraba sobre su eje a alta velocidad se desaceleró y finalmente se bloqueó por mareas.

En realidad, en el caso del sistema Tierra-Luna, la sincronización aún no está completa. La Tierra está disminuyendo lentamente su período de rotación y, finalmente, la Tierra y la Luna tendrán exactamente el mismo período de rotación, y estos también serán exactamente iguales al período orbital. Al mismo tiempo, la separación entre la Tierra y la Luna aumentará lentamente de tal manera que conserve el momento angular para todo el sistema.

Por lo tanto, dentro de miles de millones de años, la Tierra siempre mantendrá la misma cara volteada hacia la Luna, así como la Luna ya siempre mantiene la misma cara volteada hacia la Tierra.

Mientras que la luna gira alrededor de su eje, el período de rotación de la luna es el mismo que su período de revolución alrededor de la tierra, es decir, ~ 29.5 días. Entonces, mientras la luna gira y gira alrededor de la tierra, la coincidencia de la duración hace que el mismo lado de la luna sea visible desde la tierra.

Se entiende que la luna solía girar a un ritmo más rápido hace millones de años, pero el tirón gravitacional de la Tierra hizo que esta rotación se desacelerara hasta el punto en que coincide exactamente con su revolución.

El folklore popular se refiere al otro lado de la luna como el “lado oscuro” de la luna, sin embargo, esto es inexacto ya que el “lado exterior”, es decir, el lado que no es visible para nosotros, todavía recibe luz solar.

La Luna es lo que llamamos “bloqueado por la marea” a la Tierra. Esto significa que la influencia gravitacional de la Tierra, un cuerpo mucho más grande y masivo que la Luna, ha ralentizado la rotación de la Luna hasta un punto en el que mantiene, y siempre mantendrá, la misma cara permanentemente frente a la Tierra.

Este fenómeno ocurre con todos los cuerpos que están gravitacionalmente unidos entre sí. Durante un período de varios miles de millones de años (suponiendo que nada más le suceda a la Tierra y la Luna), de hecho, la Luna disminuirá la rotación de la Tierra lo suficiente como para que la Tierra también quede bloqueada por la marea, y ambos cuerpos presentarán el misma cara a la otra en todo momento. Esto ya sucedió con Plutón y su luna más grande (¿o tal vez un compañero planeta enano?), Caronte. No solo están bloqueados mutuamente, sino que también son un verdadero sistema dual, ¡con Plutón y Caronte orbitando un baricentro fuera de la superficie de Plutón!

Hay otros fenómenos que pueden ocurrir por los efectos de las mareas. Por ejemplo, Mercurio no está bloqueado por la marea al Sol, pero tiene una resonancia de 3: 2: por cada tres veces que Mercurio gira sobre su eje (aproximadamente 59 días terrestres cada uno), completa dos órbitas del Sol (aproximadamente 88 Días de la Tierra cada uno). Existen relaciones similares en todo el sistema solar. Plutón (y Charon) también está en una resonancia 3: 2 con Neptuno, completando dos viajes alrededor del Sol por cada tres de Neptuno.

La Luna orbita alrededor de la Tierra en la dirección programada y completa una revolución en relación con las estrellas en aproximadamente 27.323 días (un mes sideral). La Tierra y la Luna orbitan alrededor de su baricentro (centro de masa común), que se encuentra a unos 4,600 km (2,900 millas) del centro de la Tierra (aproximadamente 3/4 del radio de la Tierra). En promedio, la Luna está a una distancia de aproximadamente 385,000 km (239,000 millas) del centro de la Tierra, que corresponde a aproximadamente 60 radios de la Tierra. Con una velocidad orbital media de 1.022 km / s (2.290 mph), la Luna parece moverse con respecto a las estrellas cada hora en una cantidad aproximadamente igual a su diámetro angular, o aproximadamente medio grado. La Luna difiere de la mayoría de los satélites de otros planetas en que su órbita está cerca del plano de la eclíptica, y no del plano ecuatorial de la Tierra. El plano de la órbita lunar está inclinado hacia la eclíptica en aproximadamente 5 °, mientras que el plano ecuatorial de la Luna está inclinado solo 1.5 ° hacia la eclíptica.

La luna gira una vez alrededor de su eje de rotación durante el mismo período que orbita la Tierra una vez . Esto es causado por las fuerzas de las mareas que “frenan” las tasas de rotación de la Tierra y la Luna (estas fuerzas también causan las mareas oceánicas de la Tierra, por lo tanto, el término “bloqueo de las mareas” ).

En otras palabras, la velocidad de rotación de la luna coincide con su período orbital, también conocido como rotación sincrónica . Aquí hay un clip ilustrativo de YouTube :

Se llama bloqueo de mareas. La luna gira una vez en la misma cantidad de tiempo que orbita la tierra una vez, lo que nos permite ver solo un lado. Miré una foto para mostrarla un poco mejor de lo que puedo explicar.

Picture gracias a Everything Is Electric

La velocidad orbital de la luna de más de 27 días es EXACTAMENTE el mismo tiempo que su velocidad de rotación en su eje. Esto da como resultado que un lado siempre se presente a la Tierra.

Esto no es una coincidencia. La masa de la luna no es igual a ambos lados. El lado que mira hacia la tierra es más pesado que el otro lado. Esto hace que la gravedad en un lado de la luna sea ligeramente más fuerte que en el otro lado. Entonces, un lado está más atraído por la Tierra que el otro. Esto ha resultado en un bloqueo gravitacional entre la Tierra y la luna. Esto ha causado que la velocidad de rotación de las lunas coincida con su velocidad orbital con precisión. Es por eso que solo podemos ver un lado de la tierra.

Una imagen vale (solo) mil palabras, mientras que un GIF vale un millón de palabras.

Como puede ver, la Luna gira solo una vez a lo largo de una revolución completa alrededor de la Tierra debido a un fenómeno llamado ‘Bloqueo de mareas’, por lo que solo vemos un lado de la Luna.