Ukitazama Mwezi kwa usiku kadhaa, alama zake zinazofahamika huonekana kubaki mahali pake. Maeneo yale yale makubwa meusi ya tambarare za mwezi huelekea Duniani, jambo linaloweza kufanya ionekane kana kwamba Mwezi hauzunguki. Hata hivyo, huzunguka: Mwezi huzunguka mhimili wake mara moja kwa kila mzunguko wake kuizunguka Dunia. Usawazishaji huu, unaoitwa ufungamanaji wa mawimbi, ndiyo sababu tunaona karibu nusutufe ileile badala ya kuona kila upande kwa zamu.
Nusutufe iliyo kinyume mara nyingi huitwa upande wa mbali. Si wenye giza daima. Mwanga wa Jua hufikia sehemu kubwa ya uso wa Mwezi kwa nyakati tofauti katika mzunguko wa Mwezi, ingawa baadhi ya kreta za kina kwenye ncha hubaki katika kivuli cha kudumu. Jiometri ya obiti ya Mwezi, mzunguko wake na kuyumba kwake kidogo kunakoonekana vyote husaidia kueleza tunachoweza kuona.
Mzunguko mmoja kwa kila obiti
Mwezi huchukua siku 27.32166 kukamilisha mzunguko mmoja kuhusiana na nyota za mbali, na siku 27.32166 kufanya obiti moja kuizunguka Dunia. Kwa kuwa vipindi hivi vinafanana, uso uleule wa jumla hubaki ukielekea sayari yetu. Kama Mwezi usingezunguka kabisa, nafasi yake inayobadilika kwenye obiti ingeleta longitudo tofauti kuonekana. Badala yake, huzunguka kwa utaratibu unaposonga, ukisawazisha mwendo wake na obiti yake.
Mfano unaofahamika ni kumzunguka mtu huku uso wako ukimwelekea. Lazima ugeuke mara moja unapokamilisha duara, ingawa mtu anayekutazama huona upande uleule wa kichwa chako muda wote. Mzunguko wa Mwezi hauonekani kwa urahisi kwa sababu hakuna alama kwenye Dunia inayorahisisha kutambua mzunguko wake kutoka usiku mmoja hadi mwingine.
Kipindi cha mzunguko cha siku 27.32166 si muda kutoka mwezi mpevu mmoja hadi mwingine. Mzunguko huo wa awamu huchukua siku 29.53059 kwa sababu, Mwezi unapolizunguka Dunia, mfumo wa Dunia na Mwezi pia huzunguka Jua. Baada ya kukamilisha obiti moja, Mwezi lazima usafiri umbali kidogo zaidi ili urudi katika mpangilio uleule na Jua na Dunia. Mwongozo wa awamu za Mwezi unaeleza jinsi pembe zinazobadilika kati ya Jua, Dunia na Mwezi zinavyosababisha awamu tunazoona.
Jinsi nguvu za mawimbi zilivyosawazisha Mwezi
Ufungamanaji wa mawimbi hutokana na mvutano unaotokana na nguvu ya uvutano kutenda kwa muda mrefu kwenye kitu kinachozunguka. Nguvu ya uvutano ya Dunia huvuta upande wa Mwezi ulio karibu na Dunia kwa nguvu zaidi kuliko upande wake wa mbali. Tofauti hiyo huunyoosha Mwezi kidogo na kusababisha mabadiliko ya umbo kutokana na mawimbi. Mizunguko ya Mwezi ilipokuwa bado haijasawazishwa, mabadiliko hayo ya umbo hayakulingana kikamilifu na mwelekeo wa Dunia na Mwezi. Torati ya uvutano iliyotokea ilibadilisha mzunguko wa Mwezi, huku msuguano wa ndani ukisambaza nishati ya mzunguko.
Baada ya muda, athari hizo zilipunguza kasi ya mzunguko wa Mwezi hadi mzunguko mmoja ukachukua muda sawa na obiti moja. Katika hali hiyo iliyosawazishwa, mabadiliko ya umbo kutokana na mawimbi hubaki karibu yameelekezwa sambamba na Dunia, kwa hiyo torati inayojirudia iliyokuwa ikibadilisha mzunguko huwa ndogo zaidi. Ufungamanaji wa mawimbi si nguvu maalumu inayofanya upande mmoja ubaki bila kusogea; ni hali thabiti inayotokana na mzunguko, nguvu ya uvutano na upotevu wa nishati.
Athari za mawimbi bado ni muhimu katika mfumo wa Dunia na Mwezi. Mwezi unajitenga na Dunia kwa takriban cm 3.8 kwa mwaka, jambo linalotokana na mwingiliano wa mawimbi unaohamisha kasi ya angular katika mfumo. Mwendo halisi hauwezi kuonekana kwa uchunguzi mmoja tu, lakini unaunganisha mzunguko uliofungamana wa Mwezi na ubadilishanaji unaoendelea kati ya obiti na mzunguko.
Upande wa mbali si upande wenye giza
Upande wa mbali ni nusutufe tu inayoelekea mbali na Dunia. Hupokea mwanga wa Jua, kama upande wa karibu, Mwezi unapolizunguka sayari yetu. Wakati wa mwezi mpevu, upande wa karibu huangazwa huku upande wa mbali ukiwa umeelekezwa kwa kiasi kikubwa mbali na Jua; wakati wa mwezi mpya, upande wa mbali huangazwa huku upande wa karibu ukiwa gizani kwa kiasi kikubwa. Mzunguko huu hubadilika Mwezi unapoendelea kupitia awamu zake.
Kuna jambo moja muhimu la kuzingatia: si kila eneo kwenye Mwezi hubadilishana kati ya mwanga wa Jua na giza. Karibu na ncha, Jua hubaki chini angani juu ya upeo wa macho. Sakafu za baadhi ya kreta za kina zimelindwa na kingo zake kiasi kwamba mwanga wa Jua hauzifikii kamwe, na hivyo kuacha maeneo yaliyo katika kivuli cha kudumu. Maeneo haya ya pekee hutokana na mandhari ya eneo husika na pembe ndogo ya Jua, wala si kwa sababu yako upande wa mbali.
Kwa hiyo, msemo “upande wa giza wa Mwezi” unaweza kupotosha. Unaweza kutumiwa kwa mazoea kumaanisha upande wa mbali, lakini hauelezi nusutufe ambayo haipati mwanga wa Jua kamwe. Ili kuona jinsi tarehe na nyakati za awamu zinavyobadilika katika mzunguko, tumia kalenda ya awamu za Mwezi ya kila mwezi.
Kuyumba kidogo kunafichua sehemu zaidi ya uso
Baada ya muda, Dunia haioni nusu kamili ya Mwezi. Obiti ya Mwezi ina umbo la duaradufu kidogo, kwa hiyo kasi yake ya obiti hubadilika: husonga kwa kasi zaidi inapokuwa karibu zaidi na Dunia, na polepole zaidi inapokuwa mbali zaidi. Kasi yake ya mzunguko hubaki karibu thabiti, kwa hiyo mabadiliko ya kasi ya obiti hufanya Mwezi uonekane ukitingishika kidogo kutoka upande mmoja hadi mwingine. Mwendo huu unaoonekana huitwa libration katika longitudo.
Libration katika latitudo hutokana na sababu tofauti. Mhimili wa mzunguko wa Mwezi umeinama kwa nyuzi 1.54 kuhusiana na ekliptiki, na obiti yake imeinama kwa nyuzi 5.14 kuhusiana na ekliptiki. Kwa pamoja, pembe hizi huwawezesha watazamaji kuona mbali kidogo zaidi ya ncha ya kaskazini au kusini ya Mwezi katika sehemu tofauti za obiti. Umbali wa Mwezi na mahali alipo mtazamaji duniani pia huathiri mwonekano kwa kiasi kidogo.
Libration haifichui upande wote wa mbali kwa wakati mmoja. Huwapa watazamaji nafasi ya kuchungulia kuzunguka ukingo unaoonekana kadiri muda unavyopita. Kwa jumla, karibu asilimia 59 ya uso wa Mwezi unaweza kuonekana kutoka Duniani wakati fulani, ingawa si zaidi ya karibu nusu yake inayoonekana kwa wakati mmoja. Ufichuaji huu wa taratibu ndio sababu ramani za kina za uso wa Mwezi huenea zaidi ya uso unaoonekana kuwa katikati tunapoutazama kawaida.
Mambo ya kuzingatia unapoutazama kutoka Duniani
Njia nzuri ya kuona athari hii ni kulinganisha alama inayotambulika karibu na ukingo wa Mwezi katika tarehe tofauti. Libration hubadilisha ukingo unaoonekana, kwa hiyo kreta au tambarare nyeusi iliyo karibu na ukingo inaweza kuonekana wazi zaidi katika tarehe moja kuliko nyingine. Mabadiliko hayo hayaonekani kwa urahisi bila darubini au hadubini ya kushika mkononi, na mwelekeo wa Mwezi angani unapobadilika unaweza pia kufanya ulinganisho kuwa mgumu. Kumbuka alama ileile na ulinganishe mwonekano ulionaswa wakati wa awamu zinazofanana.
Mwonekano hutegemea mahali ulipo Duniani na wakati unaotazama. Dashibodi ya Mwezi ya jiji hutoa taarifa za eneo husika kuhusu awamu na mwangaza, kuchomoza na kuzama kwa Mwezi, mwinuko na azimuthi, umbali na mwonekano wa anga pamoja na hali ya hewa ya eneo husika. Kwa kupanga wakati wa kutazama, mwongozo wa wakati bora wa kuuona Mwezi unaeleza jinsi awamu na hali za eneo zinavyoathiri muda ambao Mwezi huwa juu ya upeo wa macho. Mzunguko sawia wa Mwezi unaeleza kwa nini uso wake tunaoujua hubaki ukituelekea; libration huwapa watazamaji wenye subira mwonekano unaobadilika wa sehemu iliyo ng’ambo kidogo ya uso huo.