Посматрајте Месец неколико ноћи и приметићете да његове познате шаре остају на истом месту. Исте широке тамне области Месечевих мора окренуте су ка Земљи, па може изгледати као да се Месец не окреће. Ипак се окреће: Месец се једном заврти око своје осе за сваки обилазак око Земље. Та синхронизација, названа плимно закључавање, објашњава зашто видимо готово исту полулопту, а не сваку страну редом.
Супротна полулопта често се назива далеком страном. Она није стално у мраку. Сунчева светлост допире до већег дела Месечеве површине у различитим тренуцима током Месечевог циклуса, иако су неки дубоки поларни кратери у сталној сенци. Геометрија Месечеве орбите, његова ротација и мало привидно њихање помажу да се објасни шта можемо да видимо.
Једна ротација за један обилазак
Месецу је потребно 27.32166 дана да заврши једну ротацију у односу на удаљене звезде и 27.32166 дана да једном обиђе Земљу. Пошто се ти периоди поклапају, иста страна Месеца углавном остаје окренута ка нашој планети. Када се Месец уопште не би окретао, његов променљиви положај на орбити доводио би различите географске дужине у наше видно поље. Уместо тога, он се непрекидно окреће док се креће, пратећи своју орбиту.
Добро поређење је да обиђете око неке особе, све време окренути лицем ка њој. Током обиласка морате да се окренете једном, иако особа која вас гледа све време види исту страну ваше главе. Месечеву ротацију је теже уочити јер на Земљи нема оријентира који би нам омогућио да је лако приметимо из ноћи у ноћ.
Период ротације од 27.32166 дана није размак између два узастопна пуна Месеца. Тај циклус Месечевих мена траје 29.53059 дана јер се, док Месец кружи око Земље, и систем Земља–Месец креће око Сунца. Након што заврши један обилазак, Месец мора да пређе још мало пута како би се поново нашао у истом положају у односу на Сунце и Земљу. Водич кроз Месечеве мене објашњава како променљиви углови између Сунца, Земље и Месеца стварају мене које видимо.
Како су плимне силе синхронизовале Месец
Плимно закључавање настаје када гравитација током времена делује на ротирајуће тело. Земљина гравитација снажније привлачи страну Месеца која је ближа Земљи него његову супротну страну. Та разлика благо растеже Месец и ствара плимну деформацију. Док ротација Месеца и његова орбита нису били синхронизовани, деформација није била савршено поравната са правцем Земља–Месец. Настали гравитациони обртни момент мењао је Месечеву ротацију, док је унутрашње трење расипало енергију ротације.
Временом су ти ефекти успорили Месечеву ротацију све док једном окретању није било потребно исто времена као и једном обиласку. У том синхронизованом стању плимна деформација остаје готово поравната са Земљом, па понављајући обртни момент који је мењао ротацију постаје знатно мањи. Плимно закључавање није посебна сила која држи једну страну непомичном; оно је стабилна последица ротације, гравитације и губитка енергије.
Плимни ефекти су и даље важни у систему Земља–Месец. Месец се удаљава од Земље брзином од око 3.8 см годишње, што је последица плимних интеракција које преносе угаони момент кроз систем. То кретање није могуће уочити једним посматрањем, али је повезано са Месечевом закључаном ротацијом и непрекидном разменом између орбите и ротације.
Далека страна није тамна страна
Далека страна је једноставно полулопта окренута од Земље. Она прима сунчеву светлост, баш као и ближа страна, док Месец кружи око наше планете. Када је пун Месец, ближа страна је осветљена, а далека је углавном окренута од Сунца; када је млад Месец, далека страна је осветљена, док је ближа углавном у мраку. Тај циклус се обрће док Месец пролази кроз своје мене.
Постоји једна важна напомена: не смењују се на сваком месту на Месецу сунчева светлост и мрак. Близу полова Сунце остаје ниско изнад хоризонта. Неки дубоки кратери толико су заклоњени својим ободима да их сунчева светлост никада не допире, па су у њима области у сталној сенци. Ова изузетна места последица су локалног рељефа и ниског угла Сунца, а не тога што се налазе на далекој страни.
Израз „тамна страна Месеца“ зато може да доведе у заблуду. Неформално се може користити за далеку страну, али не описује полулопту до које сунчева светлост никада не допире. Да бисте видели како се датуми и времена Месечевих мена мењају током циклуса, погледајте календар Месечевих мена по месецима.
Мало њихање открива већи део површине
Временом Земља не види тачно половину Месеца. Месечева орбита је благо елиптична, па се мења његова брзина кретања по орбити: брже се креће када је најближи Земљи, а спорије када је удаљенији. Његова брзина ротације остаје готово уједначена, па због променљиве брзине кретања по орбити изгледа као да се Месец мало њише с једне на другу страну. То привидно кретање назива се либрација по дужини.
Либрација по ширини има други узрок. Месечева оса ротације нагнута је за 1.54 степена у односу на еклиптику, а његова орбита је нагнута за 5.14 степени у односу на еклиптику. Заједно, ти углови омогућавају посматрачима да у различитим деловима орбите виде мало даље преко северног или јужног пола Месеца. На приказ такође донекле утичу Месечево растојање и посматрачев положај на Земљи.
Либрација не открива целу далеку страну одједном. Она омогућава посматрачима да временом завире иза привидне ивице. Укупно се са Земље у неком тренутку може видети око 59 процената Месечеве површине, мада у једном тренутку није видљиво више од око половине. Због овог постепеног откривања детаљне карте Месечеве површине обухватају и области изван стране која изгледа као да је у средишту уобичајеног приказа.
Шта запазити са Земље
Корисно је да посматрате препознатљив објекат близу Месечеве ивице на различите датуме. Либрација помера привидни обод, па кратер или тамно Месечево море близу ивице може једног датума изгледати изложеније него другог. Промена је суптилна без телескопа или двогледа, а поређење може да отежа и променљива оријентација Месеца на небу. Запамтите исти објекат и упоредите приказе настале у сличним фазама.
Приказ зависи и од тога где се на Земљи налазите, као и од времена посматрања. Приказ Месеца за град пружа локалне податке о фази и осветљености, изласку и заласку Месеца, висини и азимуту, удаљености и изгледу неба уз локалну временску прогнозу. За планирање посматрања, водич за избор најбољег времена за посматрање Месеца објашњава како фаза и локални услови утичу на то када се Месец налази изнад хоризонта. Синхронизована ротација Месеца објашњава зашто је његова позната страна увек окренута ка нама; либрација стрпљивим посматрачима пружа променљив поглед мало иза ње.