Zašto je ista strana Mjeseca uvijek okrenuta prema Zemlji?

Ista strana Mjeseca uvijek je okrenuta prema Zemlji. “Tamna strana” zapravo nije tamna – ima cikluse dana i noći baš kao i većina mjesta na Zemlji – “daleka strana” je ispravniji izraz. Razlog zašto jedna strana nikada nije vidljiva sa Zemlje je taj što se jednom okrene oko svoje osi u točno istom vremenu koliko je potrebno da se okrene oko Zemlje. Kad bi se njegova brzina rotacije malo razlikovala od brzine okretanja, oni na Zemlji bi na kraju bili izloženi cijeloj površini Mjeseca. Međutim, ta su dva intervala jednaka tijekom cijele zabilježene povijesti i vjerojatno su bila milijunima godina ili dulje.

Ovaj inače bizaran fenomen može se objasniti u smislu suptilnog efekta generiranog gravitacijom i trenjem koji se naziva plimno zaključavanje. Svojom međusobnom gravitacijskom privlačnošću, Zemlja i Mjesec stvaraju plimne izbočine jedno na drugome, pri čemu je jedna izbočina okrenuta u smjeru drugog tijela, a druga u stranu. Ove izbočine stvaraju toplinu kroz trenje stijene koja se trlja o sebe, a također se mijenjaju u veću orbitalnu silu za Mjesec, što znači da se on neprestano udaljava od Zemlje. S vremenom odvode energiju iz rotacijskog momenta oba tijela, stvarajući učinak kočenja.

Budući da Zemljina masa dominira sustavom Zemlja-Mjesec, Mjesec doživljava veći učinak kočenja. Tijekom vremena, njegova se rotacija progresivno usporavala sve dok brzina rotacije nije odgovarala brzini kojom se plimna izbočina pomiče oko tijela. Danas se lunarne plimne izbočine nalaze na konstantnom položaju u odnosu na rotaciju Mjeseca, što znači da je postignuta svojevrsna ravnoteža.

Stopa rotacije Zemlje također se usporava tijekom vremena zbog plimskih sila, ali učinak kočenja je mnogo manji – da bi bila savršeno sinkronizirana s Mjesecom, Zemlja bi se trebala rotirati samo jednom po mjesečevom ciklusu, ili otprilike svakih 29.5 dana . Tada bi Mjesec uvijek bio na istom mjestu na nebu, i vidljiv samo s jedne strane Zemlje, ali to nije slučaj. U određenim planetarnim sustavima, poput patuljastog planeta Plutona i njegovog satelita Harona, oba su tijela plimno vezana jedno za drugo.