Como é possivel que a Lua mostre sempre a mesma face para a Terra?
1 de fevereiro, 2013 às 19:57 | Postado em Astronomia, Gravitação, Lua
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Prof. Lang,
Adoro ouvir suas palestras. Já assisti ao vivo duas no planetário da UFRGS, sobre Galileu e sobre sombras coloridas. Assisti diversas no Youtube e como vi uma com o senhor e uma astróloga no programa da Adriane Galisteu, penso que poderá me responder minha dúvida.
Gostaria de saber a razão pela qual a Lua mostra sempre a mesma face para a Terra. Meu professor explicou que se deve ao mesmo tempo de volta da Lua na Terra e da Lua em torno de seu eixo. Mas não entendo a razão de assim ser! Seria coincidência apenas? Ele não soube responder. Grata! Domenica
Prezada Domenica,
Certamente assististe minhas palestras na página do prof. Eloir de Carli em http://www.youtube.com/user/eloirdecarli.
Esta questão é belíssima! E a resposta muito interessante. Vamos lá então!
O período de translação (ou de revolução) da Lua em torno da Terra está sincronizado com o período de rotação da Lua em torno do seu eixo, a translação e a rotação ocorrendo no mesmo sentido. Ambos são de 27,5 dias aproximadamente. Desta forma a Lua exibe sempre a mesma face para a Terra.
A razão para esta aparente “coincidência cosmológica” se deve à troca de quantidade de movimento angular entre a Terra e a Lua mediada por “forças de maré” (forças que dependem da não uniformidade do campo gravitacional de um corpo sobre o outro). Sobre uma teoria elementar de marés consultar CadernoBrasileirodeEnsinode Física ou ResearchGate .
No passado a Lua estava mais próxima e girava em torno de seu eixo mais rapidamente do que hoje de forma que os dois períodos eram diferentes. As forças de maré na Terra e na Lua (mesmo a Lua não tendo mares ou oceanos sobre forças de maré em sua porção sólida) retardam os movimentos de rotação dos dois corpos e aumentam a quantidade de movimento angular do nosso satélite, enquanto ele se afasta de nós e se torna mais lenta a sua translação, embora ganhando quantidade de movimento angular orbital.
Caso o sistema Terra-Lua fosse um sistema isolado, evoluiria para a sincronia completa, quando em um futuro distante a Lua estaria se trasladando (revolucionando) em torno da Terra e rotacionando em torno de seu eixo em cerca de 50 dias e a rotação da Terra se completaria exatamente no mesmo tempo, cerca de 50 dias. Neste futuro distante veríamos a Lua estacionada no céu, com tamanho aparente menor do que hoje.
De fato a sincronia completa não deve ocorrer pois o Sol interage com o sistema Terra-Lua também com forças de maré e além disso há marés térmicas ocorrendo na atmosfera terrestre.
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Para que as forças de maré da Terra sobre a Lua aumentem a quantidade de movimento angular do satélite, é preciso que exerçam um torque não nulo sobre a Lua. Logo, para que o torque seja não nulo, a força total gravitacional sobre a Lua precisa ser não central. Como isso seria possível em um sistema isolado Terra-Lua?
Se ambos, Terra e Lua, possuíssem a massa distribuída com simetria esférica não haveria como transferir momento angular de uma parte do sistema para a outra parte. Entretanto não é isso que ocorre pois as forças de maré deformam os dois corpos. Para maiores detalhes Tidal locking.
Obrigado!