Warum ist nur eine Seite des Mondes von der Erde aus sichtbar?

Warum sehen wir immer nur die gleiche Seite des Mondes?

Wenn dies mit der Schwerkraft zu tun hat, gibt es irgendwelche Variablen, die bedeuten, dass wir eines Tages vielleicht mehr sehen als vorher?

Der Grund dafür ist das, was wir Gezeitenverriegelung nennen :

Gezeitenblockierung (oder erfasste Rotation) tritt auf, wenn eine Seite eines astronomischen Körpers durch den Gravitationsgradienten immer einer anderen zugewandt ist. Dieser Effekt wird als synchrone Rotation bezeichnet. Zum Beispiel zeigt dieselbe Seite des Erdmondes immer zur Erde. Ein tidal verriegelter Körper braucht genau so lange, um sich um seine eigene Achse zu drehen, wie er sich um seinen Partner dreht. Dies führt dazu, dass eine Hemisphäre ständig dem Partnerkörper zugewandt ist. Gewöhnlich ist zu einem bestimmten Zeitpunkt nur der Satellit um den größeren Körper herum tidal verriegelt, aber wenn der Massenunterschied zwischen den beiden Körpern und ihre physische Trennung gering ist, kann jeder tidal verriegelt sein, wie dies zwischen Pluto und der Fall ist Charon. Dieser Effekt wird verwendet, um einige künstliche Satelliten zu stabilisieren.

    ^{Abb. 1 : Gezeitenverriegelung führt dazu, dass sich der Mond ungefähr in derselben Zeit um seine Achse dreht, in der er die Erde umkreist. (Quelle: Wikipedia )}

Abb. 1, Forts. : Abgesehen von Librationseffekten zeigt der Mond dasselbe Gesicht in Richtung Erde, wie in der Abbildung links gezeigt. (Der Mond wird in Polaransicht gezeigt und ist nicht maßstabsgetreu gezeichnet.) Wenn sich der Mond überhaupt nicht dreht, zeigt er abwechselnd seine nahen und fernen Seiten zur Erde, während er sich im Orbit um unseren Planeten bewegt, wie in der Abbildung gezeigt Abbildung rechts.

                         ^{Abb. 2 : Mondlibrationen in Breiten- und Längengrad über einen Zeitraum von einem Monat (Quelle: Wikipedia )}

Die Libration manifestiert sich als langsames Hin- und Herbewegen des Mondes von der Erde aus gesehen, so dass ein Beobachter zu verschiedenen Zeiten leicht unterschiedliche Hälften der Oberfläche sehen kann.

Es gibt drei Arten der Mondkalibrierung:

• Die Längenänderung ergibt sich aus der Exzentrizität der Umlaufbahn des Mondes um die Erde. Die Rotation des Mondes führt manchmal zu seiner Umlaufbahnposition und hinkt ihr manchmal hinterher.

• Die Libration im Breitengrad resultiert aus einer leichten Neigung zwischen der Rotationsachse des Mondes und der Normalen zur Ebene seiner Umlaufbahn um die Erde. Sein Ursprung ist analog zu dem, wie die Jahreszeiten aus der Erdumdrehung um die Sonne hervorgehen.

• Die tägliche Libration ist eine kleine tägliche Schwingung aufgrund der Erdrotation, die einen Beobachter zuerst zur einen Seite und dann zur anderen Seite der geraden Linie führt, die die Erd- und Mondzentren verbindet, so dass der Beobachter zuerst um eine Seite des Mondes schauen kann und dann umeinander - weil der Beobachter sich auf der Erdoberfläche befindet und nicht in der Mitte.

Alle Zitate und Bilder von Wikipedia über Gezeitenverriegelung und Wikipedia über Libration .

In erster Linie, weil sich der Mond dreht - er dreht sich mit genau der richtigen Geschwindigkeit, um uns davon abzuhalten, eine Seite davon zu sehen. Hier ist ein handgemachtes Diagramm, um zu zeigen, was ich meine:

Die Umdrehungszeit des Mondes beträgt ~ 27,322 Tage , und die Umdrehungszeit beträgt ebenfalls ~ 27,322 Tage . Dies bedeutet, dass es sich für jeden Grad um die Erde dreht, es dreht sich um einen Grad um sich selbst, so dass uns immer dieselbe Seite zugewandt ist.

Dies ist auf Gezeitenkräfte zurückzuführen, die die verschiedenen Oszillatoren im System koppeln (Mondumlaufbahn, Mondumlaufbahn, Erdumlaufbahn). Wenn Oszillatoren gekoppelt werden, tendieren sie dazu, sich in einen Zustand zu versetzen, der entweder phasengleich oder um 180 Grad phasenverschoben ist *. In beiden Fällen kommt es hier zu einer Gezeitenblockierung.

• Dies ist ein Experiment, bei dem Sie versuchen können, ein Pendel an jedem Ende eines Lineals aufzuhängen und ihnen eine kleine Phasendifferenz zuzuweisen. Im Laufe der Zeit stimmen die Phasen überein.

Lassen Sie mich als Ergänzung zu den anderen Antworten die Frage beantworten, warum Planeten zu Gezeitenblockaden neigen. Kurz gesagt, das Drehmoment, das durch die unterschiedliche Gravitationskraft zwischen beiden Seiten der Oberfläche des Planeten aufgebracht wird, induziert Reibung, die ihrerseits den überschüssigen Spin des (Proto-) Mondes auflöst, wenn dieser nicht flüchtig blockiert ist. Beim Einrasten wird die Verlustleistung minimiert.
Ein weiteres Artefakt ist, dass sich der Mond ebenfalls von der Erde entfernt (da er den Drehimpuls verliert). Siehe z. B. http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=124

Die anderen Antworten hier sind im technischen Sinne fantastisch zu erklären.

Stellen Sie sich als alltägliches Beispiel vor, Sie nehmen etwas Asymmetrisches - wie einen Marmor, an dem etwas Lehm haftet - und drehen es. Die Asymmetrie bringt das Objekt schließlich dazu, sich auf eine bestimmte Weise zu drehen. Der Mond ist so, außer viel komplizierter, da seine Interaktion mit der Erde ein Teil der Gleichung ist.

RE: Immer die gleiche Seite des Mondes sehen. Es kann auch auf einen Unterschied in der Dichte des Mondes zurückgeführt werden. Kürzlich wurde festgestellt, dass es um den Mond Gravitationsschwankungen gibt, die die Möglichkeit unterstützen, dass sich auf einer Seite des Mondes eine höhere Materialdichte befindet. Das Mondgebiet mit der höheren Dichte würde dann immer der Erde zugewandt sein. Dies wäre vergleichbar mit dem Aufkleben eines schweren Gewichts auf eine Seite einer Kugel auf einer harten Oberfläche. Die schwerere Seite des Balls zeigt immer nach unten zum Boden und zur Gravitationskraft. Dies ist dasselbe Ergebnis der schwereren Seite des Mondes, die der von der Erde ausgehenden Gravitationskraft zugewandt ist. Es ist ein zu großer Zufall, dass der Mond perfekt rotiert, um immer dieselbe Seite in Richtung Erde zu halten. Zumal sich der Mond von der Erde wegbewegt und seine Entfernung und Zeit ändert, um sich ständig um die Erde zu drehen. Ich bin vor ungefähr 10 Jahren auf diese Theorie gekommen, und ich habe keine anderen Theorien gesehen, die mich davon überzeugen würden, dass dies keine echte Möglichkeit ist. Diese Theorie würde auch erklären, warum Merkur der Sonne immer auf der gleichen Seite gegenübersteht. Es gibt keine Gezeiten auf Merkur, die beeinflussen, wie es ausgerichtet ist, und es scheint, dass beide Körper von den gleichen Kräften beeinflusst werden, wenn dieselben Seiten in dieselbe Richtung weisen. Diese Theorie würde auch erklären, warum Merkur der Sonne immer auf der gleichen Seite gegenübersteht. Es gibt keine Gezeiten auf Merkur, die beeinflussen, wie es ausgerichtet ist, und es scheint, dass beide Körper von den gleichen Kräften beeinflusst werden, wenn dieselben Seiten in dieselbe Richtung weisen. Diese Theorie würde auch erklären, warum Merkur der Sonne immer auf der gleichen Seite gegenübersteht. Es gibt keine Gezeiten auf Merkur, die beeinflussen, wie es ausgerichtet ist, und es scheint, dass beide Körper von den gleichen Kräften beeinflusst werden, wenn dieselben Seiten in dieselbe Richtung weisen.