Neden Ay'ın sadece bir tarafı Dünya'dan görülebilir?

Neden ayın sadece aynı tarafını görüyoruz?

Bu, yerçekimi ile ilgiliyse, bir gün öncekinden daha fazlasını görebileceğimiz anlamına gelen herhangi bir değişken var mı?

Bunun nedeni gelgit kilitleme dediğimiz şey :

Tidal kilitleme (veya yakalanan rotasyon), yerçekimi gradyanı , bir astronomik gövdenin bir tarafını her zaman bir diğerine karşı karşıya getirdiğinde , senkronize rotasyon olarak bilinen bir etki meydana geldiğinde meydana gelir . Örneğin, Dünya'nın Ayının aynı tarafı her zaman Dünyaya bakar. Gelgit kilitli bir cismin eşinin etrafında döndüğü kadar kendi ekseni etrafında dönmesi de uzun sürüyor. Bu, bir yarımkürenin sürekli olarak partner vücutla yüzleşmesine neden olur. Genellikle, herhangi bir zamanda, yalnızca uydu, daha büyük bir cisim etrafında gelgit olarak kilitlenir, ancak iki cisim arasındaki kütle ve fiziksel ayrılması arasındaki fark küçükse, Pluto ve Charon. Bu etki bazı yapay uyduları dengelemek için kullanılır.

    ^{Şekil 1 : Gelgit kilitlenmesi, Ay'ın Dünya'nın yörüngesine dönmesiyle aynı zamanda ekseni etrafında dönmesiyle sonuçlanır. (Kaynak: Wikipedia )}

Şekil 1, devam : Kurtuluş etkileri dışında , bu, Ay'ın soldaki şekilde görüldüğü gibi aynı yüzün Dünyaya doğru dönmesini sağlar. (Ay kutup görünümünde gösterilir ve ölçeğe çekilmez.) Eğer Ay hiç dönmüyorsa, gezegenimizde yörüngede dolaşırken, gezegenin yörüngesinde dolaşırken alternatif olarak yakın ve uzak taraflarını Dünya'ya gösterir. sağdaki şekil.

                         ^{Şekil 2 : Bir aylık sürede enlem ve boylamda ay özgürlükleri (Kaynak: Wikipedia )}

Özgürlük, bir gözlemcinin farklı zamanlarda yüzeyin biraz farklı yarısını görmesine izin vererek Ayın Dünyası'ndan ileri geri sallanıp yavaşça sallandığını gösterir.

Üç tür ay özgürlüğü vardır:

• Boylamdaki özgürlük , Ay'ın Dünyadaki yörüngesinin dışsallığından kaynaklanır; Ay'ın dönüşü bazen yol açar ve bazen de yörüngesel pozisyonunda kalır.

• Enlemdeki serbestlik , Ay'ın dönme ekseni ile normalin Dünyadaki yörüngesinin düzlemi arasındaki hafif bir eğimden kaynaklanır. Kökeni, Dünya'nın Güneş hakkındaki devriminden mevsimlerin nasıl ortaya çıktığına benzer.

• Diürnal libration nedeniyle gözlemci Ay'ın bir tarafında çevresinde ilk bakmak için izin Earth'ün ve Ay adlı merkezlerini birleştiren düz hattın diğer tarafında ilk bir tarafa ve sonra bir gözlemci taşıyan Dünya'nın dönme, küçük bir günlük salınım olduğu ve sonra diğerinin çevresinde - çünkü gözlemci merkezinde değil, Dünya yüzeyinde.

Tüm tırnak ve görüntüleri Gelgit kilitleme üzerinde Wikipedia ve libration üzerinde Wikipedia .

Öncelikle ay spin nasıl - çünkü en dönüyor sadece bunun bir tarafını görmemizi tutmak için doğru oranda. İşte ne demek istediğimi göstermek için el yapımı bir diyagram:

Ayın dönme süresi ~ 27.322 gündür ve devrim dönemi de ~ 27.322'dir . Bu, Dünya'nın etrafında döndüğü her derece için, kendi etrafında bir derece olduğu anlamına gelir, bu yüzden aynı taraf her zaman bize bakar.

Bunun nedeni, sistemdeki çeşitli osilatörleri birleştiren gelgit kuvvetleridir (ay devrimi, ayın yörüngesi, Dünya devrimi). Osilatörler birleştiğinde, fazda veya fazın 180 derece dışında * olan bir duruma yerleşmeye meyillidirler *. Her iki durumda da burada gelgit kilitlenmesi ortaya çıkıyor.

• Bu bir cetvelin her iki ucundan bir sarkaç askıya almak ve onlara küçük bir faz farkı vermek deneyebilirsiniz. Zamanla, fazlar eşleşecek.

Diğer cevapların bir tamamlayıcısı olarak, gezegenlerin neden gelgit kilitlenmesi eğiliminde olduğu sorusunu ele alalım . Kısacası, gezegenin yüzeyinin her iki tarafı arasındaki diferansiyel çekim kuvveti tarafından uygulanan tork sürtünmeye yol açmakta, bu da sırayla kilitli olmadığında (proto) ayın aşırı dönüşünü ortadan kaldırmaktadır. Kilitleme gerçekleştiğinde, dağılma en aza indirilir.
Bir başka eser de ayın dünyadan uzağa doğru hareket etmesidir (açısal momentumu gevşettiği için). Bkz. Örneğin http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=124

Buradaki diğer cevaplar teknik anlamda açıklamada harika.

Günlük bir örnek için, asimetrik bir şey aldığınızı düşünün - bir kil gibi yapışmış bir mermer gibi - ve onu döndürün. Asimetri sonunda nesneyi belirli bir şekilde döndürmesini sağlar. Ay böyledir, daha karmaşık olması dışında, Dünya ile etkileşimi denklemin bir parçası olduğu için.

RE: Her zaman ayın aynı tarafını görmek. Ayın yoğunluğundaki bir farka da atfedilebilir. Son zamanlarda, ayın bir tarafında daha yüksek bir malzeme yoğunluğu olabileceği ihtimalini destekleyecek ayın çevresinde yerçekimi varyasyonlarının olduğu tespit edildi. Ay'ın yüksek yoğunluklu alanı o zaman daima dünyaya bakardı. Bu, sert bir yüzey üzerinde bir topun bir tarafına ağır bir ağırlık verilmesine benzer. Topun daha ağır tarafı daima zemine doğru ve yerçekimi kuvvetine doğru bakacaktır. Bu, ayın dünyadan yayılan yerçekimi kuvvetine bakan daha ağır tarafının aynı sonucudur. Her zaman aynı tarafı dünyaya dönük tutmak için ayın mükemmel şekilde dönmesi bir tesadüf değildir. Özellikle ay yeryüzünden uzaklaştığı ve yeryüzünün sürekli olarak dönmesi için mesafe ve zaman değiştiği için. Bu teoriye yaklaşık 10 yıl önce rastladım ve beni bunun gerçek bir olasılık olmadığı konusunda ikna edecek başka bir teori görmedim. Bu teori aynı zamanda Merkür'ün neden hep güneşe karşı aynı tarafa baktığını da açıklar. Merkür'ün nasıl yönlendirildiğini etkilemek için gelgit yoktur ve her iki gövdenin de aynı taraflardan aynı yöne bakmalarında aynı kuvvetlerden etkilendiği ortaya çıkar. Bu teori aynı zamanda Merkür'ün neden hep güneşe karşı aynı tarafa baktığını da açıklar. Merkür'ün nasıl yönlendirildiğini etkilemek için gelgit yoktur ve her iki gövdenin de aynı taraflardan aynı yöne bakmalarında aynı kuvvetlerden etkilendiği ortaya çıkar. Bu teori aynı zamanda Merkür'ün neden hep güneşe karşı aynı tarafa baktığını da açıklar. Merkür'ün nasıl yönlendirildiğini etkilemek için gelgit yoktur ve her iki gövdenin de aynı taraflardan aynı yöne bakmalarında aynı kuvvetlerden etkilendiği ortaya çıkar.