La lune accompagne notre planète dans son grand voyage cosmique depuis maintenant plusieurs milliards d'années. Et elle nous montre, terriens, de siècle en siècle toujours le même paysage lunaire. Pourquoi n'admirons-nous qu'un côté de notre satellite ? La Lune tourne-t-elle sur son axe ou flotte-t-elle immobile dans l'espace ?
Caractéristiques de notre voisin spatial
Il y a des satellites dans le système solaire beaucoup plus gros que la lune. Ganymède est une lune de Jupiter, par exemple, deux fois plus lourde que la Lune. Mais d'un autre côté, c'est le plus grand satellite par rapport à la planète mère. Sa masse est supérieure à un pour cent de celle de la Terre et son diamètre est d'environ un quart de celui de la Terre. Il n'y a plus de telles proportions dans la famille des planètes solaires.
Essayons de répondre à la question de savoir si la Lune tourne autour de son axe en regardant de plus près notre voisin spatial le plus proche. Selon la théorie acceptée aujourd'hui dans les cercles scientifiques, notre planète a acquis un satellite naturel alors qu'elle était encore une protoplanète - pas complètement refroidie, recouverte d'un océan de liquide incandescentlave, à la suite d'une collision avec une autre planète, de plus petite taille. Par conséquent, les compositions chimiques des sols lunaires et terrestres sont légèrement différentes - les noyaux lourds des planètes en collision ont fusionné, c'est pourquoi les roches terrestres sont plus riches en fer. La lune a récupéré les restes des couches supérieures des deux protoplanètes, il n'y a plus de pierre.
Est-ce que la lune tourne
Pour être précis, la question de savoir si la lune tourne n'est pas tout à fait correcte. Après tout, comme tout satellite de notre système, il tourne autour de la planète mère et, avec elle, tourne autour de l'étoile. Mais la rotation axiale de la Lune n'est pas tout à fait habituelle.
Peu importe comment vous regardez la Lune, elle est toujours tournée vers nous par le cratère Tycho et la mer de la tranquillité. "Est-ce que la lune tourne sur son axe ?" – de siècle en siècle les terriens se sont posé une question. Strictement parlant, si nous opérons avec des concepts géométriques, la réponse dépend du système de coordonnées choisi. Par rapport à la Terre, la rotation axiale de la Lune est en effet absente.
Mais du point de vue d'un observateur situé sur la ligne Soleil-Terre, la rotation axiale de la Lune sera clairement visible, et une rotation polaire jusqu'à une fraction de seconde sera égale en durée à l'orbitale.
Il est intéressant de noter que ce phénomène n'est pas unique dans le système solaire. Ainsi, le satellite de la planète naine Pluton Charon regarde toujours sa planète d'un côté, les satellites de Mars - Deimos et Phobos - se comportent de la même manière.
En langage scientifique, cela s'appelle une rotation synchrone ou un verrouillage de marée.
Quelle est la marée ?
Afin de comprendre l'essence de ce phénomène etpour répondre en toute confiance à la question de savoir si la lune tourne autour de son propre axe, il est nécessaire d'analyser l'essence des phénomènes de marée.
Imaginons deux montagnes à la surface de la Lune, dont l'une "regarde" directement la Terre, l'autre est située à l'opposé de la boule lunaire. Évidemment, si les deux montagnes ne faisaient pas partie du même corps céleste, mais tournaient indépendamment autour de notre planète, leur rotation ne pourrait pas être synchrone, celle qui est la plus proche, selon les lois de la mécanique newtonienne, devrait tourner plus vite. C'est pourquoi les masses de la boule lunaire, situées à des points opposés à la Terre, ont tendance à "s'éloigner les unes des autres".
Comment la Lune s'est "arrêtée"
Comment les forces de marée agissent sur un corps céleste particulier, il convient de démonter sur l'exemple de notre propre planète. Après tout, nous tournons aussi autour de la Lune, ou plutôt la Lune et la Terre, comme il se doit en astrophysique, "dansent" autour du centre de masse physique.
Sous l'action des forces de marée, tant au point le plus proche qu'au point le plus éloigné du satellite, le niveau d'eau recouvrant la Terre augmente. De plus, l'amplitude maximale du flux et du reflux peut atteindre 15 mètres ou plus.
Une autre caractéristique de ce phénomène est que ces "bosses" de marée font quotidiennement le tour de la surface de la planète contre sa rotation, créant des frottements aux points 1 et 2, et arrêtent ainsi lentement le globe dans sa rotation.
L'impact de la Terre sur la Lune est beaucoup plus fort en raison dedifférence de masse. Et bien qu'il n'y ait pas d'océan sur la Lune, les forces de marée agissent tout aussi bien sur les rochers. Et le résultat de leur travail est évident.
Alors la lune tourne-t-elle sur son axe ? La réponse est oui. Mais cette rotation est étroitement liée au mouvement autour de la planète. Les forces de marée ont aligné la rotation axiale de la Lune sur sa rotation orbitale pendant des millions d'années.
Et la Terre ?
Les astrophysiciens disent qu'immédiatement après la grande collision qui a provoqué la formation de la Lune, la vitesse angulaire de rotation de notre planète était beaucoup plus élevée qu'elle ne l'est maintenant. Les journées ne duraient pas plus de cinq heures. Mais du fait du frottement des raz de marée sur le fond de l'océan, année après année, millénaire après millénaire, la rotation s'est ralentie, et la journée actuelle dure 24 heures.
En moyenne, chaque siècle ajoute 20 à 40 secondes à notre journée. Les scientifiques suggèrent que dans quelques milliards d'années, notre planète regardera la Lune de la même manière que la Lune la regarde, c'est-à-dire d'un côté. Certes, cela n'arrivera probablement pas, car encore plus tôt, le Soleil, devenu une géante rouge, "avalera" à la fois la Terre et son fidèle satellite, la Lune.
Au fait, les forces de marée font monter et descendre les terriens non seulement dans le niveau des océans du monde près de l'équateur. En affectant les masses de métaux du noyau terrestre, en déformant le centre chaud de notre planète, la Lune contribue à le maintenir à l'état liquide. Et grâce au noyau liquide actif, notre planète possède son propre champ magnétique, protégeant toute la biosphère du vent solaire mortel et des rayons cosmiques mortels.
