Mengapa hanya satu sisi Bulan yang terlihat dari Bumi?


61

Mengapa kita hanya melihat sisi bulan yang sama?

Jika ini berkaitan dengan gravitasi, adakah variabel yang berarti kita mungkin suatu hari akan melihat lebih banyak daripada yang kita miliki sebelumnya?


3
Pertanyaan yang sama di Phys.SE: physics.stackexchange.com/q/4116/2451
Qmechanic

Untuk pemahaman saya (saya diberitahu dalam kelas Astronomi) penguncian pasut hanya dapat terjadi ketika tubuh padat, yaitu bulan tidak memiliki inti cair sekarang.
Thorbj?rn Ravn Andersen

Jawaban:


66

Alasan untuk ini adalah apa yang kita sebut penguncian pasut :

Penguncian pasut (atau rotasi yang ditangkap) terjadi ketika gradien gravitasi membuat satu sisi tubuh astronomi selalu menghadapi yang lain, efek yang dikenal sebagai rotasi sinkron. Misalnya, sisi yang sama dari Bulan Bumi selalu menghadap Bumi. Tubuh yang terkunci secara otomatis membutuhkan waktu lama untuk berputar di sekitar porosnya sendiri seperti halnya berputar di sekitar mitranya. Ini menyebabkan satu belahan tubuh terus-menerus menghadapi tubuh pasangannya. Biasanya, pada waktu tertentu hanya satelit yang terkunci secara terkunci di sekitar benda yang lebih besar, tetapi jika perbedaan massa antara kedua benda dan pemisahan fisiknya kecil, masing-masing dapat secara terkunci terkunci pada yang lain, seperti halnya antara Pluto dan Charon. Efek ini digunakan untuk menstabilkan beberapa satelit buatan.

?????????Penguncian pasang surut Bulan dengan Bumi

????Gambar 1 : Penguncian pasut menghasilkan Bulan berputar pada sumbunya kira-kira pada waktu yang sama dengan yang diperlukan untuk mengorbit Bumi. (Sumber: Wikipedia )

Fig. 1, cont. : Kecuali untuk efek libration , ini menghasilkan Bulan menjaga wajah yang sama berbalik ke arah Bumi, seperti terlihat pada gambar di sebelah kiri. (Bulan ditampilkan dalam tampilan kutub, dan tidak ditarik ke skala.) Jika Bulan tidak berputar sama sekali, itu akan secara bergantian menunjukkan sisi dekat dan jauh ke Bumi sambil bergerak di sekitar planet kita dalam orbit, seperti yang ditunjukkan pada angka di sebelah kanan.

?????????????????????????Penguncian pasang surut Bulan dengan Bumi

?????????????????????????Gambar 2 : Librasi bulan dalam garis lintang dan bujur selama satu bulan (Sumber: Wikipedia )

Librasi dimanifestasikan sebagai goyangan lambat bulan seperti yang dilihat dari Bumi, memungkinkan pengamat untuk melihat bagian yang sedikit berbeda dari permukaan pada waktu yang berbeda.

Ada tiga jenis persembahan bulan:

  • Librasi dalam garis bujur adalah hasil dari eksentrisitas orbit Bulan di sekitar Bumi; rotasi Bulan terkadang mengarah dan kadang-kadang ketinggalan posisi orbitnya.

  • Librasi dalam garis lintang dihasilkan dari sedikit kecenderungan antara sumbu rotasi Bulan dan normal ke bidang orbitnya di sekitar Bumi. Asalnya analog dengan bagaimana musim muncul dari revolusi Bumi tentang Matahari.

  • Diurnal libration adalah osilasi harian kecil karena rotasi bumi, yang membawa pengamat pertama ke satu sisi dan kemudian ke sisi lain dari garis lurus bergabung Bumi dan Bulan pusat, yang memungkinkan pengamat untuk melihat pertama sekitar satu sisi Bulan dan kemudian di sekitar yang lain — karena pengamat ada di permukaan bumi, bukan di pusatnya.

Semua kutipan dan gambar dari Wikipedia pada penguncian pasut dan Wikipedia pada Librasi .


Bisakah Anda menulis sedikit lebih dari sekadar mengutip Wikipedia?
HDE 226868

28

Terutama karena bagaimana bulan berputar - itu berputar di hanya tingkat yang tepat untuk menjaga kita dari melihat satu sisi itu. Berikut diagram buatan tangan untuk menunjukkan apa yang saya maksud:

masukkan deskripsi gambar di sini


2
Tidak mengatakan "itu berputar pada hanya tingkat yang tepat" seperti mengatakan "Aku tidak jatuh ke pusat bumi atau terbang ke angkasa karena permukaan bumi mendorong saya dengan hanya kekuatan yang tepat untuk menyeimbangkan berat badan saya"?
David Garner

21

Periode rotasi bulan adalah ~ 27.322 hari , dan periode revolusi juga ~ 27.322 . Ini berarti bahwa untuk setiap derajat ia berputar mengelilingi Bumi, ia berputar pada derajatnya sendiri, sehingga sisi yang sama selalu menghadap kita.

Ini disebabkan oleh kekuatan pasang surut yang menyertai berbagai osilator dalam sistem (revolusi bulan, orbit bulan, revolusi bumi). Ketika osilator digabungkan, mereka memiliki kecenderungan untuk menetap pada keadaan yang baik dalam fase atau 180 derajat di luar fase *. Kedua kasing menimbulkan penguncian pasang surut di sini.

  • Ini adalah percobaan yang dapat Anda coba tunda pendulum dari setiap ujung penggaris, dan berikan mereka perbedaan fasa kecil. Seiring waktu, fase akan cocok.

20

Sebagai pelengkap jawaban lainnya, izinkan saya menjawab pertanyaan mengapa planet cenderung menuju penguncian pasut. Singkatnya, torsi yang diterapkan oleh gaya gravitasi diferensial antara kedua sisi permukaan planet menginduksi gesekan, yang pada gilirannya menghilang jauh dari putaran berlebih (proto) bulan saat tidak terkunci secara tidal. Ketika penguncian terjadi, disipasi diminimalkan.
Artefak lain adalah bahwa bulan juga bergerak menjauh dari bumi (karena kehilangan momentum sudut). Lihat misalnya http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=124


16

Jawaban lain di sini sangat luar biasa untuk menjelaskan secara teknis.

Sebagai contoh sehari-hari, bayangkan mengambil sesuatu yang asimetris - seperti marmer dengan beberapa lempung menempel padanya - dan memutarnya. Asimetri akhirnya membawa objek berputar dengan cara tertentu. Bulan seperti itu, kecuali jauh lebih rumit, karena interaksinya dengan Bumi adalah bagian dari persamaan.


Bisakah Anda menjelaskan MENGAPA pasang surut mengunci lebih detail? Milik Anda adalah satu-satunya jawaban yang menawarkan penjelasan ke arah ini. Saya pikir itu informasi yang lebih penting di sini daripada hanya mengatakan "Hei lihat, baik periode rotasi dan revolusi adalah sama."
Arjun J Rao

6

RE: Selalu melihat sisi bulan yang sama. Ini juga dapat dikaitkan dengan perbedaan kepadatan bulan. Baru-baru ini diketahui bahwa ada variasi gravitasi di sekitar bulan yang akan mendukung kemungkinan bahwa ada kepadatan material yang lebih tinggi di satu sisi bulan. Daerah dengan kepadatan lebih tinggi di bulan akan selalu menghadap ke bumi. Ini akan mirip dengan menempelkan beban berat ke satu sisi bola pada permukaan yang keras. Sisi yang lebih berat dari bola akan selalu menghadap ke bawah ke lantai dan ke arah gaya gravitasi. Ini adalah hasil yang sama dari sisi yang lebih berat dari bulan yang menghadap ke arah gaya gravitasi yang berasal dari bumi. Terlalu kebetulan bahwa bulan berputar dengan sempurna untuk selalu menjaga sisi yang sama menghadap ke bumi. Terutama karena bulan bergerak menjauh dari bumi dan mengubah jarak dan waktunya untuk berputar mengelilingi bumi secara konstan. Saya datang dengan teori ini sekitar 10 tahun yang lalu dan saya belum melihat teori lain yang akan meyakinkan saya bahwa ini bukan kemungkinan nyata. Teori ini juga akan menjelaskan mengapa Merkurius selalu menghadap sisi yang sama ke arah matahari. Tidak ada pasang surut pada Merkurius untuk memengaruhi orientasi dan tampaknya kedua benda dipengaruhi oleh kekuatan yang sama dalam menjaga agar sisi yang sama menghadap ke arah yang sama. Teori ini juga akan menjelaskan mengapa Merkurius selalu menghadap sisi yang sama ke arah matahari. Tidak ada pasang surut pada Merkurius untuk memengaruhi orientasi dan tampaknya kedua benda dipengaruhi oleh kekuatan yang sama dalam menjaga agar sisi yang sama menghadap ke arah yang sama. Teori ini juga akan menjelaskan mengapa Merkurius selalu menghadap sisi yang sama ke arah matahari. Tidak ada pasang surut pada Merkurius untuk memengaruhi orientasi dan tampaknya kedua benda dipengaruhi oleh kekuatan yang sama dalam menjaga agar sisi yang sama menghadap ke arah yang sama.


2
Bisakah Anda memberikan referensi yang dapat dipercaya untuk "teori" ini untuk menghindari downvote? (termasuk gagasan bahwa massa bulan memiliki distribusi yang tidak merata secara signifikan sehubungan dengan pesawat pada sudut kanan vektor Bumi-Bulan.) Juga menjelaskan mengapa tidak ada pasang di Merkurius (oh dan Mercury tidak tidak menjaga wajah yang sama ke Matahari).
Rob Jeffries

2
Artikel apa yang pernah saya baca bertahun-tahun lalu tentang Merkurius tidak benar. Rupanya, pada suatu waktu dianggap bahwa Merkurius mungkin memiliki satu sisi selalu menghadap Matahari. Itu terbukti tidak akurat. Meskipun ini menghilangkan argumen sekunder. Itu tidak mengubah teori awal saya. Dua satelit penginderaan gravitasi yang dikirim mengelilingi bulan memang menemukan ketidakteraturan dalam gravitasi dari bulan. (Lihat: en.wikipedia.org/wiki/Gravitation_of_the_Moon )
Dan Mitchell
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.
Judi bola