Hvorfor vender Månen altid samme side mod Jorden?

Kigger man op mod Månen, ligner den sig selv. Fuldmånen ser altid ud på samme måde, for Månen vender altid den samme side mod Jorden.

Det har fået vores læser Morten Rønborg til tasterne. Han spørger: »Jeg undrer mig over, hvorfor vi kun ser den ene side af Månen. Hvad skyldes det, og hvorfor roterer vi i forhold til Solen, mens Månen står stille i forhold til os?«

Vi har sendt spørgsmålet videre til Mads Fredslund Andersen, der er astronom på Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet.

»Det er på grund af tidevandskræfterne, som Jorden udøver på Månen. Jordens tyngdepåvirkning har bremset Månens rotation, så den nu er låst fast i forhold til Jorden,« fortæller han.

Månen buler ud

Fænomenet kaldes bunden rotation, og det skyldes ikke, at Månen er holdt op med at rotere. Den er bare en måned – eller helt præcist 27,3 døgn – om at komme en gang rundt om Jorden, og præcis lige så lang tid om at rotere en omgang om sig selv. Derfor ser vi altid den samme side her fra Jorden.

Sådan har det ikke altid været. Engang roterede Månen hurtigere omkring sig selv, men tidevandskræfter – forskellene i den tyngdekraft, der virker på forskellige dele af Månen – bremsede den ned.

Sagen er den, at alle legemer påvirker hinanden via tyngdekraften, som aftager med afstanden i anden. Det betyder, at Jorden hiver mere i den del af Månen, der ligger tættest på Jorden, end den gør i den del, der er længst fra Jorden. Derfor buler Månen ud, både i retning mod og væk fra Jorden. Den bliver en smule aflang eller ellipseformet.

Bremset af tidevandskræfter

Den ellipseform forårsaget af tyngdekraften fra Jorden havde Månen også tidligere i historien, hvor Månen roterede hurtigere end i dag. Men tidevandskræfterne betød, at rotationen blev bremset, forklarer Mads Fredslund Andersen:

»Klippematerialet på Månen kunne ikke nå at ændre form lige så hurtigt, som Månen roterede, så tidevandsbulen kom til at være lidt foran i forhold til retningen mod Jorden. Tyngdepåvirkningen af bulen, der vendte mod Jorden, var større end den, der vendte væk fra Jorden, og da tyngdekraften på førstnævnte var i modsat retning af Månens rotationsretning, blev Månen bremset op.«

Med lidt andre ord: Tyngdekraften fra Jorden påvirkede Månen, så den bulede ud, samtidig med at Månen roterede hurtigere end i dag. Der var grænser for, hvor hurtigt Månens klippe kunne reagere på tyngdekraften og skifte form, og den tidsforsinkelse betød, at den tidevandsbule, der vendte mod Jorden, nåede at komme ‘foran’ i forhold til retningen mod Jorden.

Den bule, der vendte mod Jorden, men som var lidt foran, blev påvirket lidt stærkere af tyngdekraften fra Jorden end den bule, der vendte væk fra Jorden – simpelthen fordi sidstnævnte var længere væk. Nettovirkningen blev, at tyngdekraften fra Jorden sørgede for at bremse Månens rotation. Sådan blev det ved, lige indtil Månen var i bunden rotation og altid vendte samme side mod Jorden.

Jorden bliver også bremset

Nu er det jo ikke kun Jorden, der påvirker Månen. Det går begge veje, lyder det fra Mads Fredslund Andersen:

»Månens tyngdepåvirkning på Jorden er hovedårsagen til, at vi har tidevand på Jorden. Da vand lettere kan flytte sig end klippe, er effekten mest synlig på vandet – deraf navnet tidevandskræfter. Månen trækker i havene på den side, der vender mod Månen, og vi får også højvande på den anden side af Jorden, hvor tyngdekraften fra Månen er mindre.«

Det betyder også, at Månen bremser Jordens rotation ned, men virkningen er mindre, fordi Månen er meget mindre end Jorden, så tyngdekraften fra den er mindre. Dagen bliver kun et par millisekunder længere pr. århundrede, så Jorden når nok ikke at blive bremset så meget ned, at den altid vil vende samme side mod Månen, før Solen brænder ud om nogle milliarder år.

Solen er for langt væk

Havde Månen været større i forhold til Jorden, og havde afstanden til den været mindre, kunne det godt være endt sådan, at det kun var befolkningen på den ene halvdel af Jorden, der fik mulighed for at se Månen.

Sådan er det blevet for dværgplaneten Pluto og dens store måne Charon. De er i bunden rotation om hinanden, så de altid vender de samme sider mod hinanden.

Jorden bliver også påvirket af tyngdekraften fra Solen, men her er afstanden så stor, at Solen ikke betyder det store for Jordens rotation. Kun planeter, der kredser meget tæt om deres stjerne, ender i bunden rotation, hvor den ene side af planeten har evig dag, mens den anden har evig nat.

Vi takker astronomen Mads Fredslund Andersen for at hjælpe med til at svare på spørgsmålet og for at fremtrylle en tegning, der forklarer princippet i nedbremsningen af Månen. Også en tak til spørgeren Morten Rønborg, som forhåbentlig er blevet bare en smule klogere, og som får tilsendt en Videnskab.dk-T-shirt. Andre spørgsmål til videnskaben kan sendes til sv@videnskab.dk, og T-shirten kan i øvrigt købes online.