Как земное притяжение затормозило вращение Луны
Такое совпадение называется приливным захватом: вращение небесного тела постепенно подстраивается под его движение по орбите. Это не случайная синхронность, а результат долгого взаимодействия гравитации и внутренних сил Луны.
Земля притягивает ближнюю к себе сторону Луны немного сильнее, чем дальнюю. Из-за этой разницы Луна слегка вытянута вдоль направления на Землю. Когда молодая Луна вращалась быстрее, вытянутая часть не сразу поворачивалась точно к Земле: возникало небольшое смещение. Земное притяжение тянуло смещённую выпуклость назад, постепенно замедляя вращение. Внутреннее трение превращало часть энергии этого движения в тепло.
Торможение продолжалось, пока Луна не стала поворачиваться вокруг оси с той же скоростью, с какой обходит Землю. Тогда одна и та же сторона выпуклости всё время направлена примерно к планете, а постоянное тормозящее воздействие ослабевает. Подобным образом приливная синхронизация произошла и со многими спутниками планет.
Почему совпадение не совершенно
Лунная орбита не круговая: расстояние до Земли немного меняется, а вместе с ним меняется и скорость движения Луны по орбите. Вращение вокруг оси при этом остаётся почти равномерным. Поэтому Луна то чуть опережает, то чуть отстаёт от направления на Землю — словно слегка покачивается. Это явление называют либрацией, и благодаря ему со временем с Земли можно разглядеть немного больше половины лунной поверхности.
Приливное взаимодействие влияет не только на поворот спутника: оно постепенно меняет и его орбиту. Поэтому нынешнее равновесие — итог продолжающегося взаимодействия Земли и Луны, а не однажды установленное положение.
