چند شب پیاپی به ماه نگاه کنید؛ به نظر می‌رسد نقش‌های آشنای روی آن سر جای خود باقی می‌مانند. همان لکه‌های پهناور دشت‌های تاریک ماه رو به زمین‌اند و ممکن است چنین به نظر برسد که ماه نمی‌چرخد. اما ماه می‌چرخد: این جرم آسمانی برای هر بار گردش به دور زمین، یک بار به دور محور خود می‌چرخد. این هماهنگی که قفل کشندی نام دارد، دلیل آن است که تقریباً همیشه یک نیم‌کرهٔ ماه را می‌بینیم، نه همهٔ سوی آن را به نوبت.
نیم‌کرهٔ مقابل را اغلب نیمهٔ دور ماه می‌نامند. این نیم‌کره همیشه تاریک نیست. در بخش‌های مختلف چرخهٔ ماه، نور خورشید به بیشتر سطح ماه می‌رسد؛ هرچند برخی دهانه‌های عمیق قطبی در سایهٔ همیشگی قرار دارند. هندسهٔ مدار ماه، چرخش آن و لرزش ظاهری کوچکی که دارد، همگی به توضیح آنچه می‌بینیم کمک می‌کنند.
یک چرخش به‌ازای هر گردش مداری
ماه برای یک بار چرخش به دور محور خود نسبت به ستارگان دوردست 27.32166 روز زمان می‌برد و برای یک بار گردش به دور زمین نیز 27.32166 روز. از آنجا که این دو دوره برابرند، تقریباً همیشه یک سوی ماه رو به سیارهٔ ما می‌ماند. اگر ماه اصلاً نمی‌چرخید، تغییر موقعیت آن در مدار باعث می‌شد طول‌های جغرافیایی متفاوتی از سطحش دیده شوند. اما ماه هنگام حرکت در مدار، پیوسته می‌چرخد و با گردش مداری خود هماهنگ می‌ماند.
مقایسه‌ای آشنا این است که دور یک نفر راه بروید و در تمام مسیر صورتتان را رو به او نگه دارید. در طول یک دور باید یک بار بچرخید، هرچند آن شخص در تمام مدت همان سوی سر شما را می‌بیند. چرخش ماه چندان آشکار نیست، چون از زمین نشانه‌ای نداریم که دیدن چرخش آن را از شبی به شب دیگر آسان کند.
دورهٔ چرخش 27.32166 روزه، فاصلهٔ زمانی میان دو ماه کامل پیاپی نیست. چرخهٔ فازهای ماه 29.53059 روز طول می‌کشد، زیرا هم‌زمان با گردش ماه به دور زمین، سامانهٔ زمین و ماه نیز به دور خورشید حرکت می‌کند. پس از کامل کردن یک دور، ماه باید کمی بیشتر حرکت کند تا دوباره با زمین و خورشید در همان راستا قرار گیرد. راهنمای فازهای ماه توضیح می‌دهد که تغییر زاویه‌های خورشید، زمین و ماه چگونه فازهایی را پدید می‌آورد که می‌بینیم.
قوا‌ی کشندی چگونه چرخش ماه را هماهنگ کردند
قفل کشندی نتیجهٔ اثر گرانش بر جرمی چرخان در گذر زمان است. گرانش زمین بر سوی نزدیک ماه قوی‌تر از سوی دور آن اثر می‌گذارد. این تفاوت، ماه را اندکی می‌کشد و تغییر شکلی کشندی ایجاد می‌کند. زمانی که چرخش ماه و گردش مداری آن هماهنگ نبودند، این تغییر شکل دقیقاً در راستای زمین و ماه قرار نمی‌گرفت. گشتاور گرانشی حاصل، چرخش ماه را تغییر می‌داد و اصطکاک درونی نیز انرژی چرخشی را از میان می‌برد.
با گذشت زمان، این اثرها چرخش ماه را کند کردند تا مدت یک چرخش آن با مدت یک گردش مداری برابر شد. در این حالت هماهنگ، تغییر شکل کشندی تقریباً همواره در راستای زمین باقی می‌ماند و در نتیجه گشتاور تکرارشونده‌ای که چرخش را تغییر می‌داد بسیار کمتر می‌شود. قفل کشندی نیروی ویژه‌ای نیست که یک سوی ماه را بی‌حرکت نگه دارد؛ بلکه نتیجه‌ای پایدار از چرخش، گرانش و اتلاف انرژی است.
اثرهای کشندی هنوز هم در سامانهٔ زمین و ماه اهمیت دارند. ماه هر سال حدود 3.8 cm از زمین دورتر می‌شود؛ این پیامد برهم‌کنش‌های کشندی است که تکانهٔ زاویه‌ای را در این سامانه جابه‌جا می‌کنند. این حرکت را نمی‌توان با یک مشاهده دید، اما پیوند میان چرخش قفل‌شدهٔ ماه و تبادل پیوستهٔ میان مدار و چرخش را نشان می‌دهد.
نیمهٔ دور ماه، نیمهٔ تاریک نیست
نیمهٔ دور ماه صرفاً نیم‌کره‌ای است که پشت به زمین دارد. ماه هنگام گردش به دور سیارهٔ ما، همانند نیمهٔ نزدیک، نور خورشید را دریافت می‌کند. در ماه کامل، نیمهٔ نزدیک روشن است و نیمهٔ دور عمدتاً پشت به خورشید قرار دارد؛ در ماه نو، نیمهٔ دور روشن است و نیمهٔ نزدیک عمدتاً در تاریکی به سر می‌برد. با گذر ماه از فازهایش، این چرخه وارونه می‌شود.
البته یک نکتهٔ مهم وجود دارد: همهٔ نقاط ماه به تناوب در معرض نور خورشید و تاریکی قرار نمی‌گیرند. نزدیک قطب‌ها، خورشید در ارتفاع کمی بالای افق می‌ماند. دیواره‌های برخی دهانه‌های عمیق چنان از کف آن‌ها محافظت می‌کنند که نور خورشید هرگز به آنجا نمی‌رسد و نواحی‌ای پدید می‌آیند که پیوسته در سایه‌اند. این مکان‌های استثنایی نتیجهٔ ناهمواری‌های محلی و زاویهٔ کم ارتفاع خورشید هستند، نه قرارگرفتن در نیمهٔ دور ماه.
پس عبارت «سمت تاریک ماه» می‌تواند گمراه‌کننده باشد. ممکن است در گفت‌وگوی روزمره برای اشاره به نیمهٔ دور به کار برود، اما نیم‌کره‌ای را توصیف نمی‌کند که هرگز نور خورشید را دریافت نکند. برای دیدن تغییر تاریخ و ساعت فازها در طول چرخه، از تقویم ماهانهٔ فازهای ماه استفاده کنید.
لرزش کوچکی که بخش بیشتری از سطح را آشکار می‌کند
با گذشت زمان، زمین دقیقاً نیمی از ماه را نمی‌بیند. مدار ماه کمی بیضی‌شکل است و به همین دلیل سرعت مداری آن تغییر می‌کند: ماه هنگام نزدیک‌ترین فاصله‌اش به زمین سریع‌تر و در فاصله‌های دورتر آهسته‌تر حرکت می‌کند. سرعت چرخش ماه تقریباً ثابت می‌ماند؛ بنابراین تغییر سرعت مداری باعث می‌شود ماه ظاهراً اندکی به این‌سو و آن‌سو تاب بخورد. این حرکت ظاهری را رخگرد طولی می‌نامند.
رخگرد عرضی منشأ دیگری دارد. محور چرخش ماه 1.54 degrees نسبت به دایرةالبروج کج است و مدار آن نیز 5.14 degrees نسبت به دایرةالبروج میل دارد. این زاویه‌ها در کنار هم باعث می‌شوند در بخش‌های مختلف مدار، اندکی دورتر از قطب شمالی یا جنوبی ماه را ببینیم. فاصلهٔ ماه و موقعیت ناظر روی زمین نیز کمی بر چشم‌انداز اثر می‌گذارند.
رخگرد باعث نمی‌شود تمام نیمهٔ دور ماه را یک‌باره ببینیم. این پدیده به ناظران امکان می‌دهد به‌مرور نگاهی به پشت لبهٔ ظاهری ماه بیندازند. در مجموع، حدود 59 percent از سطح ماه را می‌توان در زمانی از زمین دید، هرچند در هیچ لحظه‌ای بیش از حدود نیمی از آن در معرض دید نیست. این آشکارشدن تدریجی توضیح می‌دهد که چرا نقشه‌های دقیق سطح ماه به بخش‌هایی فراتر از سوی آن که در نمای معمولی در مرکز دید قرار دارد نیز گسترش می‌یابند.
از زمین به چه چیزهایی توجه کنیم
برای مشاهدهٔ این اثر، ویژگی مشخصی را نزدیک لبهٔ ماه انتخاب کنید و آن را در تاریخ‌های مختلف با هم مقایسه کنید. رخگرد، لبهٔ ظاهری ماه را جابه‌جا می‌کند؛ بنابراین ممکن است دهانه یا دشت تاریکی که نزدیک لبه قرار دارد، در یک تاریخ بیشتر از تاریخ دیگر نمایان باشد. این تغییر بدون تلسکوپ یا دوربین دوچشمی ظریف است و تغییر جهت ماه در آسمان نیز مقایسه را دشوار می‌کند. یک ویژگی را به خاطر بسپارید و نماهایی را با فازهای مشابه با هم بسنجید.
چشم‌انداز ماه علاوه بر زمان مشاهده، به موقعیت شما روی زمین نیز بستگی دارد. داشبورد ماه شهر فاز و میزان روشنایی محلی، زمان طلوع و غروب ماه، ارتفاع و سمت، فاصله و نمای آسمان همراه با آب‌وهوای محلی را ارائه می‌کند. برای برنامه‌ریزی، راهنمای بهترین زمان برای دیدن ماه توضیح می‌دهد که فاز ماه و شرایط محلی چگونه بر زمان حضور آن بالای افق اثر می‌گذارند. چرخش هماهنگ ماه توضیح می‌دهد چرا سوی آشنای آن همیشه رو به ماست؛ رخگرد نیز به ناظران صبور امکان می‌دهد نگاهی دگرگون‌شونده به آن‌سوی لبهٔ ماه بیندازند.