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Titolo: Perché la luna mostra sempre la stessa faccia?

Perchè la luna mostra sempre la stessa faccia?
Luciano Buggio
http://www.lucianobuggio.altervista.org
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 Perchè la luna mostra sempre la stessa faccia?
Perche' per ruotare intorno al proprio asse ci mette lo stesso tempo che 
impiega per una rivoluzione intorno alla terra.

Roberto Montaruli ha scritto:
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impiega per una rivoluzione intorno alla terra?
Luciano Buggio
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Roberto Montaruli ha scritto:
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Le forze mareali esercitate dalla Terra sulla Luna nel corso di milioni 
di anni ne hanno rallentato il periodo di rotazione, fino ad arrivare al
tidal lock, cioè periodo di rotazione uguale al periodo di rivoluzione.
Anche la Terra subisce le maree causate dalla Luna e la velocità di 
rotazione rallenta, di un secondo ogni milione di anni se mi ricordo 
bene dai tempi del liceo. Per cui tra circa 2300 miliardi di miliardi di 
anni molto molto in teoria anche la Terra potrebbe rivolgere sempre la 
stessa faccia alla Luna. Terra e Luna diventerebbero come Plutone e Caronte.

 Luciano Buggio
.....in effetti la risposta era un po' lapalissiana!   :-)
Molti corpi celesti hanno periodi di rotazione-rivoluzione (attorno a
pianeti) con rapporti 1:1 o comunque semplici (es risonanza 3:2 di
Mercurio).
La causa e' nelle maree, che spostando masse enormi (di crosta solida o
liquida nelle maree) possono turbare il moto dei corpi celesti coinvolti.
Alla sua formazione la Luna era piu' vicina alla Terra, e la Terra aveva un
periodo di rotazione maggiore. I rigonfiamenti mareali si spostano seguendo
l'asse Terra-Luna e dato che la prima ruota piu' lentamente del moto di
rivoluzione della seconda si ha un effetto di trasferimento di energia
cinetica, accelerando la Luna e rallentando la Terra (millisecondi per
secolo). Dato che le maree (di terreno ovviamente:-)) ci sono anche sulla
Luna anche questa ha avuto un rallentamento, molto piu' marcato date le
masse differenti. Arrivata ad una velocita' di rotazione che rendeva stabile
il rigonfiamento (rotazione=rivoluzione) che causava la torsione si e'
raggiunta una condizione di stabilita'.
Plutone e Caronte hanno entrambi lo stesso periodo di rotazione e
rivoluzione. Nel cielo di Plutone, Caronte e' fisso ed immobile!
Cosa che un giorno capitera' anche alla coppia Terra - Luna.
Ciao!
A.
-- 
"At the present time, the whole subject is well supplied with fascinating
uncertainties."
Burnham's celestial handbook Vol.1, - Z Andromedae
NB:Se despammed non va stesso nick su libero

 impiega per una rivoluzione intorno alla terra.
La cosa mi ha sempre impressionato.
E' possibile tanta perfezione di tempi nella casualità?
-- 
Sprea
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"Italia rialzati!...voglio cambiare posizione"

 Perchè la luna mostra sempre la stessa faccia?
Sostanzialmente perche' le 'mascocons'
sono concentate principalmente nella faccia
che vediamo (quindi, in altri termini, il suo
emisfero affacciato alla Terra ha una masa
maggiore dell'altro). In assenza di forze
dissipative (pricinipalmente maree) il moto
di rotazione della Luna potrebbe essere di
tipo 'disordinato'.
Ma, dato quanto sopra, e l'esistenza di forze
dissipative (smorzamento), Essa si stabilizza
in una velocita' di rotazione che fa si' che la
faccia piu' 'pesante' sia diretta verso il centro
della Terra, eccetto librazioni.
Ciao
Patrizio

 della Terra, eccetto librazioni.
questa non mi sembra proprio
A.

 Patrizio


 E' possibile tanta perfezione di tempi nella casualità?
ovviamente non e' casuale. Gli effetti mareali (dovuti alla vicinanza con 
la massa della terra) ne hanno rallentato la rotazione fino a questa 
velocita', che e' pari a zero rispetto alla terra. Meno di cosi' non puo'.

 questa non mi sembra proprio
Soprattutto bisognerebbe definire cosa si intende per faccia più
pesante: si parla di emisferi? Ma se gli emisferi si misurano rispetto
al baricentro allora pesano necessariamente uguale.
Forse sarebbe più corretto parlare dell'emisfero con momento angolare
maggiore o minore...
-- 
Gwilbor
gwilbor(at)
email.it
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http://gwilbor.splinder.com/
"Neptune, Titan / Stars can frighten" - Pink Floyd

 
http://www.lucianobuggio.altervista.org
Ciao
Patrizio
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 A.
Ciao


 Perchè la luna mostra sempre la stessa faccia?
http://en.wikipedia.org/wiki/Moon#Ocean_tides
ciao
feynman 

 maggiore o minore...
La luna, più che essere rotoda, ha una vaga forma di uovo, (ovviamente 
quasi rotondo) con la punta rivolta dalla parte opposta alla terra.
Ciao
Ad'I

 E' stato osservato?
Ogni corpo che orbita attorno ad un altro tende ad avere un 
rallentamento della sua rotazione (Ricordiamo anche le lune di Giove che 
presentano tutte la stessa faccia al pianeta) tanto maggiore quanto i 
due corpi sono vicini.
Comunque, durante la formazione di un satellite, la forza attrattiva del 
pianeta, tende a formare un asimmetria che fa si che la rotazione del 
satellite divenga in brevissimo tempo sincrona all'orbita attorno al 
pianeta.
Ciao
Ad'I


 non puo'.
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come dire :  la via di minor resistenza !
Analogo al percorso dell'acqua in discesa
al percorso di una corrente elettrica, ecc..
Ma dovrebbe interessare molti altri corpi celesti
o la Luna è un caso speciale ?
p 

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scuse
vedo sotto, al solito, esaurienti risposte 

 quasi rotondo) con la punta rivolta dalla parte opposta alla terra.
Molto interessante: dove l'hai trovato?
Esistono foto (magari in rete) della luna di profilo?
Io non ne ho mai viste, e la cosa mi è parsa sempre molto strana, visto
che abbiamo foto sotto varie angolazioni e di ogni tipo dei satelliti dei
pianeti più lontani.
Ciao.
Luciano


 feynman


 >


> Perchè la luna mostra sempre la stessa faccia?
Essenzialmente per l'effetto stabilizzante della coppia di gradiente di
gravità (una perturbazione all'assetto del satellite dovuta al fatto che la
forza gravitazionale dipende dalla distanza). In pratica, se il corpo
presenta una certa asimmetria nella distribuzione di massa (ovvero i tre
momenti principali d'inerzia non sono tutti uguali), la forza di gravità su
di esso agente genera una serie di momenti che tendono a "stabilizzare" il
corpo. E' però importante notare che il solo effetto della coppia di
gradiente di gravità induce una stabilità "non-asintotica", ovvero impedisce
le oscillazioni casuali dell'asse ma non è detto che lo "blocchi" in una
particolare posizione. Di solito ad occuparsi di questo sono le dissipazioni
(effetti mareali ecc...). Questo fenomeno è sfruttato (oltre che ovviamente
da Madre Natura! ;) di continuo per il controllo dell'assetto dei satelliti
artificiali (mediante un'opportuna disposizione di pannelli solari o altre
appendici funzionali; in alcuni casi si ricorre addirittura a delle
appendici "ad hoc".)
S.V.

 speciale ?
non ci sono altri copri celesti che possano subire l'influenza 
gravitazionale della terra, in questi termini.

 Esistono foto (magari in rete) della luna di profilo?
Ricordo di averne vista una, ma non riesco a ritrovarla con Google.
Comunque, c'e' questo schema:
http://www.britannica.com/eb/art/print?id=3478&articleTypeId=1
in cui si vede come lo spessore della crosta lunare sia sensibilmente
differente per i due emisferi, che poi e' quello che porta
all'"ovalizzazione".
Ciao
-- 
Riccardo Campana
pabel...@gmail.com
"Physics is like sex: sure, it may give some practical
results, but that's not why we do it"  (Richard Feynman)

 
http://www.lucianobuggio.altervista.org
Ringrazio per le soddisfacenti risposte.
Dato che ci sono avrei un'altra curiosità.
Non ho mai visto foto della luna vesta "di profilo".
Ce ne sono? come si fa a trovarne una sul web?
Luciano Buggio


 > feynman


 Ciao
Se l'"ovalizzazione" è dovuta al maggiore spessore della crosta della
faccia che non vediamo, allora la parte più pesante della luna (ammesso
che la crosta sia più densa del mantello interno) è quella più lontana, e
con questo cade l'ipotesi (ma non ho capito se qui sia stata fatta) che
l'ovalizzazione sia una concausa del sincronismo rotazione-rivoluzione.
Rilevo inoltre che tale ovalizzazione non è molto marcata: intendo non per
la lieve differenza tra gli assi, ma perchè un altro ampio significativo
ispessimento della crosta si nota intorno ad ad ore 19.
Inoltre l'"asse di asimmetria" dello spessore della crosta non pare
orientato verticalmente.
Luciano Buggio


 orientato verticalmente.
Non è la singola sporgenza che determina l'orintamento, è tutto il
volume della Luna che contribuisce a determinare l'orientamento di
equilibrio. Se fosse possibile valutarlo ad occhio, allora ai corsi di
fisica potrebbero fare a meno di insegnare gli integrali di volume! :-)


 E' questo che dice oggi la teoria?
Probabilmente, il sistema terra-luna si č formato dall'agglomeramento 
dei corpi di una specie di anello che ruotava attorno al sole.


 dei corpi di una specie di anello che ruotava attorno al sole.
Questa tua riposta vanifica le precedenti: se l'affacciamento č dovuto a
questa  genesi del satellite, quando la massa, nel corso della formazione,
era ancora fluida o disaggregata, non serve piů far intervenire meccanismi
mareali o di asimmetria, successivamente in azione,che partono
dall'ipotesi che in origine il corpo (una volta formatosi) ruotasse in
qualsiasi modo. 
Comunque avevo chiesto se l'ipotesi del distacco dal corpo centrale (per
giustificare, con la legge della conservaizone del momento di rotazione,
quanto osserviamo) debba valere per tutti i sistemi in cui rotazione e
rivoluzione sono sincronizzate.
Ciao.
Luciano Buggio
http://www.lucianobuggio.altervista.org


Devo rettificare un passaggio di  quanto ho scritto nel precedente reply: 
Dopo aver premesso..
"Il  problema è complesso anche perché i due tipi di disomogeneità sono
regolati nel sistema da meccanismi completamente diversi, e vanno trattati
separatamente per poi essere ricomposti: vale a dire prima si considerano
disomogeneità radiali di massa in una sfera perfetta, poi disomogeneità
radiali di forma in una sfera radialmente omogenea dal punto di vista
della massa.
Poiché è sempre  il baricentro, nell'uno e nell'altro caso, a descrivere
l'orbita teorica, ne risulta che, se il satellite è in rotazione non
sincrona, la differenza di trazione mareale tra i due antipodi è variabile
nel tempo, sia nel primo che nel secondo approccio, se pur per motivi
diversi: nel primo il baricentro non è il centro della sfera, e quindi il
punto della forma sferica più vicino alla terra descrive una traiettoria
ondulata (come quello agli antipodi)...
..e fin qui va bene, aggiungevo:
.nel secondo la forma non è sferica, ma succede la stessa cosa perché
essa ruota sempre intorno al suo baricentro.
Il satellite (non il suo baricentro) si trova quindi, con la periodicità
della sua rotazione, ad essere "complessivamente" più vicino e più lontano
dal corpo centrale."
Preciso che non è detto che l'anisotropia della forma induca un'asimmetria
tale che il baricentro sia spostato, per es. rispetto al un "asse
maggiore", come è quello dell'uovo (in effetti mi sono fatto condizionare
da quel modello, oltre che dal riferimento radiale).
Se per esempio il satellite avesse di suo una sezione elissoidale (fosse
come un palla da rugby) il cui asse maggiore ruota sul piano
dell'eclittica, il baricentro sarebbe al centro dell'asse maggiore e non
varrebbe quanto scritto sopra.
La dinamica che porta al sincronismo in tal caso sarebbe, come anticipato,
completamente diversa da quella dell'anisotropia di massa: qui la maggior
divergenza tra i gradienti antipodali non dipenderebbe dal fatto che
quando l'asse maggiore è allineato col corpo centrale il satellite è più
vicino, ma dal fatto che i gradiente del potenziale gravitazionale agli
estremi di un intervallo sono tanto più divergenti quanto maggior è
l'intervallo..
Immagina un grande bastone in orbita,  giacente ed in rotazione sul piano
dell'eclittica...
Luciano Buggio
PS: ma il campo non è costante! Quindi il baricentro non è comunque al
centro del bastone! Però il baricentro con la rotazione si sposta..,.?! 
Ma allora anche nella sfera omogenea ed infinitamente rigida il
baricentro, in campo gravitazionale non coincide col centro geometrico!


 forma.
Credo che, in sintesi, questa sia la la risposta più corretta a tutte le
mie domande.
Il problema è molto complesso.
La deformaziome mareale, ovalizzando  la sfera perfetta (perfetta anche
nel senso della densità radiale), e tramite dissipazione di energia, da
sola basterebbe a stabilizzare il satellite, in un "assetto facciale
qualunque", sostanzialemnte dipendente dalle condizioni iniziali.
Disomogeineità nella forma (rilevate da chi ha fatto notare il profilo
lunare "ad uovo") e nella densità (rilevate da che ha fatto notare i
"mascons"), determinano condizioni di squilibrio che si risolvono in
oscillazioni di tipo pendolare che, sempre attraverso meccanismi di
dissipazione, portano ad un assetto stabile (certamente più stabile
rispetto al precedente)  lungo un asse preferenziale legato
all'asimmetria,  di massa  o di forma che sia.
Il  problema è complesso anche perché i due tipi di disomogeneità sono
regolati nel sistema da meccanismi diversi, e vanno trattati separatamente
per poi essere ricomposti: vale a dire prima si considerano disomogeneità
radiali di massa in una sfera perfetta, poi disomogeneità radiali di forma
in una sfera radialmente omogenea dal punto di vista della massa.
Poiché è sempre  il baricentro, nell'uno e nell'altro caso, a descrivere
l'orbita teorica, ne risulta che, se il satellite è in rotazione non
sincrona, la differenza di trazione mareale tra i due antipodi è variabile
nel tempo, sia nel primo che nel secondo approccio, se pur per
configurazini geometriche  diverse: nel primo il baricentro non è il
centro della sfera, e quindi il punto della forma sferica più vicino alla
terra descrive una traiettoria ondulata (come quello agli antipodi), nel
secondo la forma non è sferica, ma succede la stessa cosa perché essa
ruota sempre intorno al suo baricentro.
Il satellite (non il suo baricentro) si trova quindi, con la periodicità
della sua rotazione, ad essere "complessivamente" più vicino e più lontano
dal corpo centrale.
Vista la curva del potenziale gravitazionale del corpo centrale, i cui
gradienti (i valori della gravità) agli estremi di un intervallo dato sono
tanto più divergenti quanto più si è vicini al centro del campo, l'effetto
mareale lungo la congiungente varia nel tempo.
La trazione mareale è maggiore quanto più l'ingombro del satellite è
vicino al centro del campo, cioè quanto più è allineato l'asse di
simmetria delle disomogeneità di forma o di densità, passante per il
baricentro. 
In queste condizioni credo si possa capire la metafora dell'"oscillazione
pendolare".
Spero di aver esplicitato quanto hai inteso dire.
Sei d'accordo?
O sono trascurabili, anche a fronte di milioni di anni, le variabili da me
considerate?
Ciao.
Luciano Buggio


 rivoluzione sono sincronizzate.
No, il distacco da corpo centrale non è necessario, dato che la gravità 
reciproca tende ad annullare la rotazione portandola ad un valore 
reciprocamente uguale a zero.
Se invece in satellite orbita più velocemente della rotazione del 
pianeta, tende ad accelerarrla, ma perdendo ulteriormente quota finche 
cade sul pianeta, dopo essersi frantumato in un anello.
Ciao
Ad'I
