Si per plures noctes Lunam aspicis, maculae eius familiares eodem loco manere videntur. Eadem latae planitiei lunaris obscurae partes Terram spectant, unde Luna quasi non rotari videatur. Re vera rotatur: Luna semel circa axem suum volvitur pro quolibet circuitu circa Terram. Haec synchronizatio, rotatio synchrona appellata, efficit ut paene idem hemisphaerium videamus, non omnes partes vicissim.
Hemisphaerium oppositum saepe pars aversa appellatur. Non perpetuo tenebris obtegitur. Lux Solis varias Lunae superficiei partes diversis temporibus per lunarem cyclum attingit, quamquam nonnulla profunda craterum polarium loca umbra perpetua teguntur. Figura orbitae Lunae, rotatio eius et levis apparens oscillatio simul adiuvant ad explicandum quae videre possimus.
Una rotatio pro uno circuitu
Luna 27.32166 dies consumit ut unam rotationem ad stellas remotas referendam perficiat, et 27.32166 dies ut unam orbitam circa Terram perficiat. Cum haec tempora aequalia sint, eadem fere facies ad planetam nostram versa manet. Si Luna omnino non rotaretur, mutata eius positione in orbita diversi longitudinis lunares in conspectum venirent. Contra, dum progreditur, constanter rotatur atque orbitae suae congruit.
Comparatio familiaris est circum hominem ambulare, vultu ad eum semper converso. Semel te circumagere debes dum circuitum perficis, quamquam is qui te intuetur eandem capitis tui partem per totum circuitum videt. Rotatio Lunae minus perspicua est, quia in Terra nullum est signum quo eius rotationem facile de nocte in noctem animadvertere possimus.
Tempus rotationis 27.32166 dierum non est intervallum inter unam plenilunii phasem et alteram. Cyclus phaseum 29.53059 dies durat, quia dum Luna Terram orbit, systema Terra-Luna etiam circa Solem movetur. Luna, uno circuitu peracto, paulo longius progredi debet ut eandem cum Sole et Terra dispositionem repetat. Dux de phasebus Lunae explicat quomodo anguli inter Solem, Terram et Lunam mutati efficiant phaseis quas videmus.
Quomodo vires aestuum Lunam synchronizaverint
Rotatio synchrona efficitur cum gravitas in corpus rotans per tempus agit. Gravitas Telluris vehementius trahit partem Lunae Telluri propiorem quam partem eius aversam. Haec differentia Lunam leviter extendit atque deformationem tidalem creat. Cum rotatio Lunae et eius orbita nondum synchronae essent, deformatio non perfecte secundum directionem Terrae-Lunae ordinabatur. Torques gravitationalis inde ortus rotationem Lunae mutavit, dum frictio interna energiam rotationis dissipavit.
Temporis progressu hi effectus rotationem Lunae retardaverunt, donec una conversio tantum temporis quantum una orbita postularet. In hoc statu synchrono, deformatio tidalis prope Terram semper ordinatur, itaque repetitus torques qui rotationem mutabat multo minor fit. Rotatio synchrona non est vis peculiaris quae unam faciem immotam tenet; effectus stabilis est rotationis, gravitatis et energiae amissae.
Effectus tidalici in systemate Terra-Luna adhuc magni momenti sunt. Luna a Terra recedit circiter 3.8 cm per annum, quod ex interactionibus tidalibus oritur, quibus momentum angulare per systema transfertur. Motus exactus ex una observatione conspici non potest, sed rotationem synchronam Lunae cum continua permutatione inter orbitam et rotationem coniungit.
Pars aversa non est pars tenebrosa
Pars aversa simpliciter est hemisphaerium quod a Terra aversum est. Lux Solis eam attingit, sicut partem nobis versam, dum Luna planetam nostrum circumit. Plenilunio pars nobis versa illuminatur, pars aversa autem plerumque a Sole aversa est; novilunio pars aversa illuminatur, dum pars nobis versa plerumque in tenebris est. Cum Luna per phases suas movetur, hic cyclus vicissim mutatur.
Una tamen res notanda est: non omnis locus in Luna inter lucem Solis et tenebras alternat. Prope polos Sol humilis supra horizontem manet. Quaedam profunda craterum pavimenta ita a marginibus suis proteguntur ut lux Solis ea numquam attingat, unde regiones perpetuo umbratae oriuntur. Haec loca singularia ex loci forma et angulo humili Solis pendent, non ex eo quod in parte aversa sita sint.
Itaque locutio “pars obscura Lunae” fallere potest. Informaliter ad partem aversam significandam adhiberi potest, sed non hemisphaerium describit quod numquam sole illuminetur. Ut videas quomodo dies et horae phaseum per cyclum mutentur, utere calendario phaseum Lunae mensili.
Levis oscillatio plus superficiei ostendit
Terra non exacte dimidiam partem Lunae per tempus videt. Orbita Lunae paulum elliptica est, quare celeritas orbitalis mutatur: celerius movetur cum Terrae quam proxime accedit, tardius cum longius ab ea distat. Celeritas rotationis fere constans manet, quare mutatio celeritatis orbitalis Lunam paulum huc illucque oscillare facit. Hic motus apparens libratio in longitudine appellatur.
Libratio in latitudine aliam causam habet. Axis rotationis Lunae 1.54 gradus ad eclipticam inclinatur, orbita autem eius 5.14 gradus ad eclipticam inclinatur. Hi anguli coniuncti efficiunt ut observatores diversis temporibus in orbita paulo ultra polum lunarem septentrionalem aut meridionalem videre possint. Distantia Lunae et locus observatoris in Terra conspectum etiam leviter afficiunt.
Libratio non totam partem aversam simul ostendit. Observatoribus sinit per tempus ultra marginem apparentem inspicere. Summatim, circiter 59 centesimae superficiei lunaris aliquando ex Terra videri possunt, quamquam numquam plus quam dimidia pars uno momento conspicitur. Haec paulatim revelatio explicat cur tabulae accuratae superficiei lunaris ultra faciem quae in conspectu ordinario media apparet porrigantur.
Quae ex Terra animadvertenda sint
Modum utilem ad hunc effectum observandum praebet comparatio notae cuiusdam formae prope marginem Lunae diversis diebus. Libratio limbum apparentem mutat, quare crater aut planities obscura prope marginem uno die magis exposita quam alio videri potest. Mutatio sine telescopio aut binocularibus subtilis est, et mutata Lunae orientatio in caelo comparationem etiam difficilem reddere potest. Eandem formam retine animo et conspectus inter se confer similium phaseum tempore captos.
Conspectus pendet tum ex loco tuo in Terra tum ex tempore observationis. Instrumentum interretiale de Luna Londinii phasem localem et illuminationem, ortum et occasum Lunae, altitudinem et azimuthum, distantiam atque conspectum caeli cum tempestatis localis notitiis praebet. Ad observationem instituendam, dux de optimo tempore ad Lunam videndam explicat quomodo phasis et condiciones locales tempus quo Luna supra horizontem est afficiant. Rotatio synchrona Lunae explicat cur facies familiaris eius nobis semper obversetur; libratio observatoribus patientibus conspectum mutabilem paulo ultra eam praebet.