지구에서 달을 볼 때 왜 항상 같은 면만 볼 수 있는 걸까요?

Question

지구에서 달을 바라보면 항상 같은 면을 바라보고 있습니다.

지구도 자전과 공전을 하고, 달도 자전과 공전을 하는데 왜 항상 한 쪽면만 볼 수 있는 건가요?

Answer 1

동주기 자전이라고 합니다.

달이 자전하는 속도와 공전하는 주기가 1:1이기 때문에 지구에서 달을 볼 때 달의 한쪽면만 계속 볼 수 있는 것이죠.

이게 단지 우연으로 속도가 맞는 게 아니라 지구의 조석력에 달이 묶여 있어서 그렇습니다.

달 뿐 아니라 모체 행성을 가지고 있는 위성들 대부분 모체 행성의 조석력에 묶여 동주기 자전을 한다고 합니다.

Answer 2

이 현상을 조석 고정(Tidal Locking) 이라고 하는데, 달의 자전 주기(약 27.3일)와 지구 주위를 공전하는 주기(약 27.3일)가 완전히 일치하기 때문입니다. 지구의 강한 중력이 수십억 년에 걸쳐 달의 자전 속도를 서서히 끌어당겨 공전 속도와 같아지도록 맞춰버린 결과로, 마치 지구 주위를 돌면서 항상 지구 쪽을 바라보도록 고정된 것입니다. 태양계에서 이런 현상은 달만의 특이한 경우가 아니라 명왕성과 카론, 목성의 위성들에서도 나타나는 보편적인 중력 현상이며, 재미있는 점은 지구도 달의 중력에 의해 아주 서서히 조석 고정이 진행되고 있어 수십억 년 후에는 지구에서도 달이 한 방향에만 고정되어 보이게 될 것이라는 점입니다.