આપણે હંમેશાં ચંદ્રની એક જ બાજુ કેમ જોઈએ છીએ: સમજાવટ

ઘણી રાતો સુધી ચંદ્ર તરફ જુઓ તો તેના જાણીતા નિશાન જાણે એક જ જગ્યાએ રહે છે. ચંદ્રનાં મેદાનોના એ જ વિશાળ ઘેરા ડાઘ પૃથ્વી તરફ દેખાય છે, જેના કારણે એવું લાગી શકે કે ચંદ્ર ફરતો જ નથી. પરંતુ તે ફરે છે: પૃથ્વીની દરેક પરિક્રમા દરમિયાન ચંદ્ર પોતાની ધરી પર એક વાર ફરે છે. આ સુમેળને જ્વારીય બંધન કહે છે અને તેના કારણે આપણને વારાફરતી બધી બાજુઓને બદલે લગભગ એ જ અર્ધગોળાકૃતિ દેખાય છે.

સામેની અર્ધગોળાકૃતિને ઘણી વાર દૂરની બાજુ કહેવામાં આવે છે. તે કાયમ અંધારી હોતી નથી. ચંદ્રના ચક્ર દરમિયાન જુદા જુદા સમયે ચંદ્રની સપાટીનો મોટા ભાગ સૂર્યપ્રકાશ મેળવે છે, જોકે ધ્રુવ નજીકના કેટલાક ઊંડા ખાડાઓ કાયમી છાયામાં રહે છે. ચંદ્રની કક્ષાની ભૂમિતિ, તેનું પરિભ્રમણ અને દેખાતી તેની થોડીક ડોલનગતિ—આ બધું આપણે શું જોઈ શકીએ છીએ તે સમજાવવામાં મદદ કરે છે.

એક પરિભ્રમણ, એક પરિક્રમા

દૂરના તારાઓની સરખામણીએ ચંદ્રને એક પરિભ્રમણ પૂરું કરવામાં 27.32166 દિવસ લાગે છે, અને પૃથ્વીની એક પરિક્રમા કરવામાં પણ 27.32166 દિવસ લાગે છે. આ સમયગાળાઓ સરખા હોવાથી તેની લગભગ એ જ બાજુ આપણા ગ્રહ તરફ રહે છે. જો ચંદ્ર બિલકુલ ફરતો ન હોત, તો તેની કક્ષામાં બદલાતી સ્થિતિને કારણે તેના જુદા જુદા રેખાંશ આપણને દેખાતા. તેના બદલે, તે મુસાફરી દરમિયાન સતત ફરે છે અને પોતાની કક્ષાની ગતિ સાથે તાલ મિલાવે છે.

આ સમજવા માટેની એક જાણીતી ઉપમા છે: કોઈ વ્યક્તિ તરફ મોં રાખીને તેની આસપાસ ચાલવું. ચક્કર પૂરું કરતી વખતે તમારે એક વાર ફરવું પડે, ભલે તમને જોતી વ્યક્તિને આખા સમય દરમિયાન તમારા માથાની એ જ બાજુ દેખાય. રાત-રાતના અવલોકનમાં પૃથ્વી પરનું એવું કોઈ નિશાન નથી કે જેનાથી ચંદ્રનું પરિભ્રમણ સહેલાઈથી ધ્યાનમાં આવે; તેથી તેની ધરી પરની ગતિ ઓછી સ્પષ્ટ છે.

27.32166 દિવસનો પરિભ્રમણકાળ એક પૂર્ણિમાથી બીજી પૂર્ણિમા વચ્ચેનો સમય નથી. કળાઓનું આ ચક્ર 29.53059 દિવસનું હોય છે, કારણ કે ચંદ્ર પૃથ્વીની પરિક્રમા કરે છે ત્યારે પૃથ્વી-ચંદ્રમંડળ પણ સૂર્યની આસપાસ ફરે છે. સૂર્ય અને પૃથ્વી સાથે ફરી એ જ ગોઠવણમાં આવવા માટે એક પરિક્રમા પૂરી કર્યા પછી ચંદ્રે થોડું વધુ અંતર કાપવું પડે છે. ચંદ્રની કળાઓ અંગેની માર્ગદર્શિકા સમજાવે છે કે સૂર્ય-પૃથ્વી-ચંદ્ર વચ્ચેના બદલાતા ખૂણાઓથી આપણે જોતી કળાઓ કેવી રીતે સર્જાય છે.

જ્વારીય બળોએ ચંદ્રને કેવી રીતે સુમેળમાં બાંધ્યો

સમય જતાં ફરતા પિંડ પર ગુરુત્વાકર્ષણની અસરનું પરિણામ જ્વારીય બંધન છે. પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ ચંદ્રની નજીકની બાજુ પર દૂરની બાજુ કરતાં વધુ બળથી ખેંચે છે. આ તફાવત ચંદ્રને થોડો ખેંચે છે અને જ્વારીય વિકૃતિ સર્જે છે. જ્યારે ચંદ્રનું પરિભ્રમણ તેની કક્ષા સાથે સુમેળમાં નહોતું, ત્યારે આ વિકૃતિ પૃથ્વી-ચંદ્રની દિશા સાથે બરાબર ગોઠવાતી નહોતી. તેના પરિણામે સર્જાતા ગુરુત્વાકર્ષણીય ટોર્કે ચંદ્રના પરિભ્રમણમાં ફેરફાર કર્યો, જ્યારે આંતરિક ઘર્ષણે પરિભ્રમણની ઊર્જા વિખેરી નાખી.

સમય જતાં આ અસરોને કારણે ચંદ્રનું પરિભ્રમણ ધીમું પડ્યું, ત્યાં સુધી કે એક પરિભ્રમણમાં એક પરિક્રમા જેટલો સમય લાગવા માંડ્યો. આ સુમેળવાળી સ્થિતિમાં જ્વારીય વિકૃતિ પૃથ્વી સાથે લગભગ એક સીધી રેખામાં રહે છે, તેથી પરિભ્રમણમાં ફેરફાર કરતો પુનરાવર્તિત ટોર્ક ઘણો ઘટી જાય છે. જ્વારીય બંધન કોઈ એવો વિશેષ બળ નથી જે એક બાજુને સ્થિર રાખે; તે પરિભ્રમણ, ગુરુત્વાકર્ષણ અને ઊર્જાના ક્ષયનું સ્થિર પરિણામ છે.

પૃથ્વી-ચંદ્રમંડળમાં જ્વારીય અસરો હજી પણ મહત્ત્વની છે. જ્વારીય આંતરક્રિયાઓને કારણે મોમેન્ટમનું આ મંડળમાં સ્થાનાંતરણ થાય છે અને ચંદ્ર પૃથ્વીથી દર વર્ષે લગભગ 3.8 સેમી દૂર ખસી રહ્યો છે. એક જ અવલોકનથી આ ચોક્કસ ગતિ દેખાતી નથી, પરંતુ તે ચંદ્રના બંધાયેલા પરિભ્રમણને કક્ષા અને ધરી પરના પરિભ્રમણ વચ્ચેના સતત વિનિમય સાથે જોડે છે.

દૂરની બાજુ અંધારી બાજુ નથી

દૂરની બાજુ એટલે માત્ર પૃથ્વીથી વિરુદ્ધ દિશામાં રહેલી અર્ધગોળાકૃતિ. ચંદ્ર આપણા ગ્રહની પરિક્રમા કરે છે ત્યારે તેની નજીકની બાજુની જેમ આ બાજુ પણ સૂર્યપ્રકાશ મેળવે છે. પૂર્ણિમાએ નજીકની બાજુ પ્રકાશિત હોય છે અને દૂરની બાજુ મોટેભાગે સૂર્યથી વિરુદ્ધ તરફ હોય છે; અમાસે દૂરની બાજુ પ્રકાશિત હોય છે, જ્યારે નજીકની બાજુ મોટેભાગે અંધકારમાં હોય છે. ચંદ્ર પોતાની કળાઓમાંથી પસાર થાય તેમ આ ચક્ર ફરી ઊલટાય છે.

એક મહત્ત્વની સ્પષ્ટતા એ છે કે ચંદ્ર પરની દરેક જગ્યાએ સૂર્યપ્રકાશ અને અંધકાર વારાફરતી આવતા નથી. ધ્રુવો નજીક સૂર્ય ક્ષિતિજથી થોડો જ ઊંચે રહે છે. કેટલાક ઊંડા ખાડાઓનાં તળિયાં તેમની કિનારીઓને કારણે એટલાં ઢંકાયેલાં હોય છે કે ત્યાં સૂર્યપ્રકાશ ક્યારેય પહોંચતો નથી; પરિણામે ત્યાં કાયમી છાયાવાળા પ્રદેશો રહે છે. આ અસાધારણ સ્થળો સ્થાનિક ભૂપ્રદેશ અને સૂર્યના નીચા કોણને કારણે છે, દૂરની બાજુ પર હોવાને કારણે નહીં.

તેથી “ચંદ્રની અંધારી બાજુ” શબ્દપ્રયોગ ગેરમાર્ગે દોરી શકે છે. દૂરની બાજુ માટે અનૌપચારિક રીતે તેનો ઉપયોગ થતો હોય છે, પરંતુ તે એવી અર્ધગોળાકૃતિનું વર્ણન કરતો નથી જ્યાં ક્યારેય સૂર્યપ્રકાશ પહોંચતો ન હોય. ચક્ર દરમિયાન કળાઓની તારીખો અને સમય કેવી રીતે બદલાય છે તે જોવા માટે દર મહિને ચંદ્રની કળાઓનું કૅલેન્ડર જુઓ.

થોડું ડોલન સપાટીનો વધુ ભાગ દેખાડે છે

સમય જતાં પૃથ્વી પરથી ચંદ્રનો બરાબર અડધો ભાગ દેખાતો નથી. ચંદ્રની કક્ષા થોડી લંબગોળ હોવાથી તેની કક્ષીય ગતિ બદલાય છે: પૃથ્વીની સૌથી નજીક હોય ત્યારે તે ઝડપથી અને વધુ દૂર હોય ત્યારે ધીમેથી ફરે છે. તેના પરિભ્રમણનો દર લગભગ સ્થિર રહે છે, તેથી કક્ષીય ગતિમાં થતા ફેરફારને લીધે ચંદ્ર જાણે એક બાજુથી બીજી બાજુ થોડો ડોલતો દેખાય છે. આ દેખીતી ગતિને રેખાંશમાં લિબ્રેશન કહે છે.

અક્ષાંશમાં લિબ્રેશનનું કારણ અલગ છે. ચંદ્રની પરિભ્રમણ ધરી ક્રાંતિવૃત્તની સરખામણીએ 1.54 ડિગ્રી નમેલી છે અને તેની કક્ષા ક્રાંતિવૃત્તની સરખામણીએ 5.14 ડિગ્રી નમેલી છે. આ બંને ખૂણાઓને કારણે કક્ષાના જુદા જુદા બિંદુએ નિરીક્ષકો ચંદ્રના ઉત્તર કે દક્ષિણ ધ્રુવની પેલે પારનો થોડોક વધુ ભાગ જોઈ શકે છે. ચંદ્રનું અંતર અને પૃથ્વી પર નિરીક્ષકનું સ્થાન પણ દૃશ્યને થોડું અસર કરે છે.

લિબ્રેશનથી આખી દૂરની બાજુ એકસાથે દેખાતી નથી. સમય જતાં તે નિરીક્ષકોને દેખાતી ધારની પેલે પાર ડોકિયું કરવાની તક આપે છે. કુલ મળીને, ચંદ્રની સપાટીનો લગભગ 59% ભાગ કોઈ ને કોઈ સમયે પૃથ્વી પરથી જોઈ શકાય છે, જોકે એક જ ક્ષણે લગભગ અડધાથી વધુ ભાગ દેખાતો નથી. આ ધીમે ધીમે થતી ઝલકને કારણે ચંદ્રની સપાટીના વિગતવાર નકશા સામાન્ય દૃશ્યમાં મધ્યમાં દેખાતી બાજુની બહાર સુધી વિસ્તરે છે.

પૃથ્વી પરથી શું ધ્યાનમાં રાખવું

આ અસર જોવા માટેની એક ઉપયોગી રીત એ છે કે જુદી જુદી તારીખે ચંદ્રની ધાર નજીકના કોઈ ઓળખી શકાય એવા લક્ષણની સરખામણી કરો. લિબ્રેશનથી દેખાતી કિનારી ખસે છે, તેથી ધાર નજીકનો ખાડો કે ઘેરો મેદાન એક તારીખે બીજી તારીખ કરતાં વધુ ખુલ્લો દેખાઈ શકે છે. દૂરબીન કે બાઇનોક્યુલર વિના આ ફેરફાર સૂક્ષ્મ હોય છે, અને આકાશમાં ચંદ્રની બદલાતી દિશાને કારણે સરખામણી કરવી પણ મુશ્કેલ બની શકે છે. એ જ લક્ષણને ધ્યાનમાં રાખો અને લગભગ સરખી કળાએ લીધેલાં દૃશ્યોની સરખામણી કરો.

દૃશ્ય તમે ક્યારે જુઓ છો તેની સાથે પૃથ્વી પર તમે ક્યાં છો તેના પર પણ આધાર રાખે છે. શહેર માટેનું ચંદ્ર ડૅશબોર્ડ સ્થાનિક કળા અને પ્રકાશિત ભાગ, ચંદ્રોદય અને ચંદ્રાસ્ત, ઊંચાઈ અને દિશાકોણ, અંતર તથા સ્થાનિક હવામાન સાથે આકાશનું દૃશ્ય આપે છે. આયોજન માટે ચંદ્ર જોવા માટેના શ્રેષ્ઠ સમય અંગેની માર્ગદર્શિકા સમજાવે છે કે કળા અને સ્થાનિક પરિસ્થિતિઓ ક્ષિતિજ ઉપર ચંદ્ર દેખાવાના સમયને કેવી રીતે અસર કરે છે. ચંદ્રનું સુમેળવાળું પરિભ્રમણ સમજાવે છે કે તેની જાણીતી બાજુ આપણી તરફ કેમ રહે છે; લિબ્રેશન ધીરજપૂર્વક નિરીક્ષણ કરતા લોકોને તેની પેલે પારનો બદલાતો નજારો આપે છે.