こんにちは、ぴーなっつ(@peanutscoin)です！
月の裏側が見えないって知ってましたか？
「こいつは何を言っているんだ？」
と思いそうですが、実際にそうなんです！
正確には「地球からは月の裏側は見えない」ということになります。
そのことから「月の裏側には宇宙人が住んでいる」など面白い噂も昔はあったそうです（笑）
今回はなぜ月の裏側が見えないのか出来るだけわかりやすく説明しましょう！！
自転と公転 天体は全て自転している！？
月の裏側が見えないことの説明には自転と公転の説明をしなければなりません。
自転とは
「軸を中心に物体自身がその場で回ること」
です。
コマが回ることを想像してみてください、あれのことですね。
地球も自転をしているので太陽が見える側（昼）と見えない側（夜）があります。
次に公転とは
「ある物体が別の物体を中心としてその周りを回ること」
です。
地球が太陽の周りを回っていることが公転ですね。
公転によって地球では四季（春夏秋冬）があります。
（正確には公転と地球の自転軸が傾いているため）
自転も公転も1周する時間を「周期」といいます。
ちなみに地球の自転周期は1日（24時間）で、公転周期は1年（約365.25日）です。
ほとんどの天体は自転をしています。
しかし、「ほとんど」です。
例外的に「はくちょう座X-1」は自転していないことがわかっています。
月は（地球の）衛星
少し遠回りしましたが、自転と公転を理解していないと「月の裏側が見えない」ということの説明は無理なので最初に説明しました。
月は地球の「衛星」と呼ばれ「自転も公転も」しています。
衛星とは「惑星や準惑星の周りを公転する天体のこと」です。
地球は「惑星」なので地球の周りを公転している月は「衛星」ということになります。
月の自転周期・公転周期
月の公転周期と自転周期を見てみましょう。
自転周期：27日7時間43.193分
公転周期：27日7時間43.193分
ぴったり同じになっているんでね！
これには驚きです。
物理を少し勉強しているとぴったり同じになることはほとんどない、、、と自分では思っているからです。
自転周期と公転周期がぴったり同じになることを「周期が同期する」といいますが、同期すると何が起こるのでしょうか？
同期すると・・・
「公転している天体は中心となる天体からは同じ側しか見えない」です。
「？？？」
ここがやっと本題なのですが、具体的に地球と月で考えると
「地球からは月の同じ面しか見えない⇒月の裏側は見えない」
ということになります。
下のような感じですね。（月の自転周期8秒、公転周期8秒の場合です。）
黄色い面が地球から見える面です。
月は地球に対して常に黄色の面だけを向けているということがわかると思います。
月以外の天体も同じことは起きているの？
先ほど「物理を少し勉強しているとぴったり同じになることはほとんどない」と言いましたが、他の天体でも自転周期と公転周期が同期していることはあるのでしょうか？
、、、ありました。
よく考えたら「月だけ」ということの方がありえないですもんね（笑）
自転周期と公転周期が同期することが起こるのは衛星に多いそうです。
惑星や恒星ではあまりないみたいですね。
逆に衛星ではよくある現象のようです（笑）
自分が一番驚きました。
例えば
火星の衛星であるフォボスとダイモスや木星の衛星であるイオ、エウロパ、ガニメデ、カリストがそれに当たります。
なぜ周期が同期するのか！
ここまできたらなぜ周期が同期するのか説明していきましょう。
本当に簡単にしか説明しないのでイメージだけでも出来たらと思っています。
まずこのような同期が起こる条件を説明します。
- 2つの天体の距離が近い
- 潮汐力（ちょうせきりょく）が強い
この2つの条件が必要です。
距離が近いというのは分かりやすいですね！
例えば地球と太陽は1億5000万km離れているので周期の同期が起きません。
しかし月と地球なら距離が38万4400kmしか離れていないので1つ目の条件を満たしています。
次に潮汐力ですが簡単に言うと「1つの天体が他方を引っ張る力の影響力」
といった形でしょうか。
途中までの
「1つの天体が他方を引っ張る力」
というのはニュートンが発見した万有引力のことです。
万有引力はその名の通り万物に適用されます。
地球は太陽からも月からも万有引力を受けていますが、地球に及ぼす影響力は月の方が上です。
「潮の満ち引きがあるのは月のせい」
ということを聞いたことがあるかもしれませんが、それはまさに潮汐力のためです。
月の潮汐力で地球の海面が引っ張られて上昇することで満潮になるのです。
逆に地球も月に対して潮汐力があります。
それによって月はほんのわずかですが完全な球ではなく卵型のようになっています。
その影響で2つの天体系の重心がズレ、トルクが生じ、、、
と続くのですが
まとめると「潮汐力によって月が卵型に変形して、それによって月の公転周期と自転周期が同期するようになる。」
ということです。
繰り返しになりますが、イメージだけでもわかっていただけたならと思っています。
月の裏側は見えなく、地球から見える月は常に同じ面で同じ模様に見えるので、目がいい人は確認してみると面白いと思います。
もし「違う模様が見えた！」という人はTwitterで教えてください（笑）
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