夜空の月を毎日眺めても、月面の模様はほとんど変わらない。これは月が回転していないからではない。月は地球の周りを一周する間に、自分自身もほぼ一回転している。
自転と公転がそろっている
月が地球の周囲を回る公転周期と、月が自転する周期は、恒星を基準にするとともに約27.3日である。こうした状態を同期自転という。
机の上でボールを持ち、ボールの同じ面を机の中央へ向けたまま一周してみると分かる。ボールは外から見れば一回転しているはずだ。
どうして周期がそろったのか
地球の重力は月の近い側と遠い側に少し異なる強さで働く。その差が月に潮汐変形を生み、長い時間をかけて自転を変化させたと考えられている。
この現象を潮汐固定と呼ぶ。地球と月の関係だけでなく、ほかの衛星でも見られる。
裏側は永遠に見えないのか
実際には月の軌道の傾きや速度の変化によって「秤動」という見かけの揺れが起こるため、地球から時間をかけて観測できる月面は半分より少し多い。
なお、月の裏側がいつも暗いという意味ではない。裏側にも太陽光が当たり、昼と夜がある。