Калі назіраць за Месяцам некалькі начэй запар, здаецца, што яго знаёмыя абрысы не змяняюцца. Да Зямлі звернуты тыя самыя шырокія цёмныя ўчасткі месячных раўнін, і можа падацца, што Месяц не круціцца. Але ён круціцца: за кожны абарот вакол Зямлі Месяц робіць адзін абарот вакол сваёй восі. Гэтая сінхранізацыя, якая называецца прыліўнай, і тлумачыць, чаму мы бачым амаль адно і тое ж паўшар’е, а не ўсе бакі па чарзе.
Процілеглае паўшар’е часта называюць адваротным бокам. Яно не застаецца пастаянна цёмным. Сонечнае святло ў розныя моманты месячнага цыклу асвятляе большую частку паверхні Месяца, хоць некаторыя глыбокія палярныя кратары застаюцца ў пастаянным цені. Убачанае намі залежыць ад геаметрыі арбіты Месяца, яго кручэння і невялікага бачнага вагання.
Адзін паварот за адзін абарот па арбіце
Месяцу патрабуецца 27.32166 дня, каб зрабіць адзін абарот вакол сваёй восі адносна далёкіх зорак, і 27.32166 дня, каб абляцець вакол Зямлі. Паколькі гэтыя перыяды супадаюць, да нашай планеты ўвесь час звернуты прыблізна адзін і той жа бок Месяца. Калі б Месяц зусім не круціўся, яго перамяшчэнне па арбіце адкрывала б нашаму погляду розныя даўготы. Але ён бесперапынна паварочваецца падчас руху, захоўваючы сінхроннасць з арбітай.
Зразумець гэта можна на знаёмым прыкладзе: абыходзячы чалавека кругам, увесь час трымайцеся да яго тварам. За адзін круг вам давядзецца адзін раз павярнуцца, хоць чалавек, на якога вы глядзіце, увесь час будзе бачыць адзін і той жа бок вашай галавы. Кручэнне Месяца менш відавочнае, бо на Зямлі няма арыенціра, які дапамагаў бы заўважыць яго ад ночы да ночы.
Перыяд кручэння ў 27.32166 дня — гэта не прамежак часу паміж поўнямі. Цыкл змены фаз доўжыцца 29.53059 дня, таму што, пакуль Месяц абарочваецца вакол Зямлі, сістэма Зямля—Месяц таксама рухаецца вакол Сонца. Пасля завяршэння аднаго абароту Месяцу трэба прайсці крыху далей, каб зноў заняць тое самае становішча адносна Сонца і Зямлі. Даведнік па фазах Месяца тлумачыць, як змены вуглоў паміж Сонцам, Зямлёй і Месяцам утвараюць фазы, якія мы назіраем.
Як прыліўныя сілы сінхранізавалі Месяц
Прыліўная сінхранізацыя ўзнікае ў выніку працяглага ўздзеяння гравітацыі на цела, якое круціцца. Гравітацыя Зямлі мацней прыцягвае бліжэйшы да яе бок Месяца, чым адваротны. Гэтая розніца крыху расцягвае Месяц і выклікае прыліўную дэфармацыю. Калі кручэнне Месяца і яго рух па арбіце яшчэ не былі сінхранізаваныя, дэфармацыя не супадала дакладна з напрамкам на Зямлю. Узніклы гравітацыйны момант змяняў кручэнне Месяца, а ўнутранае трэнне рассейвала энергію кручэння.
З часам гэтыя эфекты запаволілі кручэнне Месяца, пакуль адзін абарот вакол восі не стаў займаць столькі ж часу, колькі адзін абарот вакол Зямлі. У такім сінхранізаваным стане прыліўная дэфармацыя застаецца амаль выраўнаванай адносна Зямлі, таму паўтаральны момант, які змяняў кручэнне, становіцца значна меншым. Прыліўная сінхранізацыя — гэта не адмысловая сіла, якая нерухома ўтрымлівае адзін бок; гэта ўстойлівы вынік кручэння, гравітацыі і страты энергіі.
Прыліўныя эфекты па-ранейшаму ўплываюць на сістэму Зямля—Месяц. Месяц аддаляецца ад Зямлі прыкладна на 3.8 см за год. Гэта вынік прыліўнага ўзаемадзеяння, якое перадае вуглавы момант унутры сістэмы. Гэты рух немагчыма заўважыць па адным назіранні, але ён звязвае сінхранізаванае кручэнне Месяца з бесперапынным абменам паміж рухам па арбіце і кручэннем.
Адваротны бок — не цёмны бок
Адваротны бок — гэта проста паўшар’е, звернутае ад Зямлі. Падчас абароту Месяца вакол нашай планеты на яго трапляе сонечнае святло, як і на бліжэйшы бок. У поўню асветлены бліжэйшы бок, а адваротны пераважна звернуты ад Сонца; у маладзік асветлены адваротны бок, а бліжэйшы пераважна знаходзіцца ў цемры. Калі Месяц праходзіць свае фазы, сітуацыя змяняецца на супрацьлеглую.
Аднак трэба ўлічваць адно важнае выключэнне: не кожнае месца на Месяцы чаргуе сонечнае святло і цемру. Каля полюсаў Сонца застаецца нізка над гарызонтам. Некаторыя глыбокія кратары настолькі добра схаваныя за сваімі валамі, што сонечнае святло ніколі не трапляе на іх дно, утвараючы ўчасткі пастаяннага ценю. Такія выключныя месцы ўзнікаюць праз асаблівасці мясцовага рэльефу і нізкае становішча Сонца, а не таму, што яны знаходзяцца на адваротным баку.
Таму выраз «цёмны бок Месяца» можа ўводзіць у зман. У размоўнай мове ім часам называюць адваротны бок, але ён не азначае паўшар’е, на якое ніколі не трапляе сонечнае святло. Каб даведацца, як змяняюцца даты і час фаз на працягу цыклу, скарыстайцеся календаром фаз Месяца па месяцах.
Невялікае ваганне адкрывае больш паверхні
З цягам часу Зямля бачыць крыху больш за палову паверхні Месяца. Арбіта Месяца крыху выцягнутая, таму хуткасць яго руху па арбіце змяняецца: ён рухаецца хутчэй, калі найбольш набліжаецца да Зямлі, і павольней, калі аддаляецца. Хуткасць кручэння Месяца амаль не змяняецца, таму розная хуткасць руху па арбіце стварае ўражанне, быццам Месяц крыху хістаецца з боку ў бок. Гэты бачаны рух называецца лібрацыяй па даўгаце.
Лібрацыя па шыраце мае іншую прычыну. Вось кручэння Месяца нахіленая на 1.54 градуса да экліптыкі, а яго арбіта — на 5.14 градуса да экліптыкі. Дзякуючы гэтым вуглам у розныя моманты арбіты назіральнікі могуць зазірнуць крыху далей за паўночны або паўднёвы полюс Месяца. На выгляд таксама нязначна ўплываюць адлегласць да Месяца і становішча назіральніка на Зямлі.
Лібрацыя не адкрывае ўвесь адваротны бок адначасова. Яна дазваляе назіральнікам з цягам часу зазіраць за бачную мяжу дыска. Усяго з Зямлі ў розныя моманты можна ўбачыць каля 59 працэнтаў паверхні Месяца, хоць у адзін момант бачныя не больш чым прыкладна палова. Дзякуючы гэтаму павольнаму адкрыццю падрабязныя карты месячнай паверхні ахопліваюць і ўчасткі за межамі боку, які звычайна знаходзіцца ў цэнтры нашага поля зроку.
На што звярнуць увагу з Зямлі
Каб назіраць гэты эфект, параўнайце, як выглядае пазнавальны аб’ект каля краю Месяца ў розныя даты. Лібрацыя змяняе бачную мяжу дыска, таму кратар або цёмная раўніна каля краю ў адну дату могуць быць больш адкрытыя, чым у іншую. Без тэлескопа або бінокля гэта змяненне цяжка заўважыць, а розная арыентацыя Месяца ў небе таксама можа ўскладніць параўнанне. Запомніце той самы аб’ект і параўноўвайце здымкі, зробленыя пры падобных фазах.
Бачнае становішча Месяца залежыць не толькі ад часу назірання, але і ад таго, дзе вы знаходзіцеся на Зямлі. Панэль Месяца для горада паказвае мясцовую фазу і асветленасць, час усходу і заходу Месяца, вышыню і азімут, адлегласць, а таксама выгляд неба з улікам мясцовага надвор’я. Для планавання назіранняў даведнік пра найлепшы час для назірання за Месяцам тлумачыць, як фаза і мясцовыя ўмовы ўплываюць на тое, калі Месяц знаходзіцца над гарызонтам. Сінхранізаванае кручэнне Месяца тлумачыць, чаму яго знаёмы бок заўсёды звернуты да нас; лібрацыя дае цярплівым назіральнікам магчымасць убачыць, як з-за яго краю паступова адкрываюцца новыя ўчасткі.