Cada vez que miramos hacia la Luna vemos la misma cara con sus mismos rasgos, o dicho de otra manera, hay un lado que nunca vemos y que comúnmente se lo denomina el lado oscuro de la Luna. Si bien este aspecto ha inspirado a muchos artistas, vale la pena tomar prestada la inspiración de la ciencia para conocer las razones de este magnífico y cotidiano evento.

En la figura se puede ver como la combinación exacta del movimiento de la Luna alrededor de la Tierra (flecha grande) y de rotación de la Luna alrededor de su propio eje (flecha chica) hace que siempre apunte la misma cara de la Luna hacia la Tierra (punto rojo).

Pruébelo usted mismo : tome dos monedas y pinte con una fibra un punto de referencia sobre una de ellas. Rote la moneda marcada alrededor de la otra de manera tal de mantener siempre la marca hacia la moneda del centro. ¿Puede adivinar cual es el lado oscuro de la “moneda”?

La gran responsable de todo esto es la fuerza de la gravedad, que además de permitirnos caminar  por la superficie de la Tierra sin caernos al vacío, es la encargada  -entre otras cosas- de mantener a los planetas del sistema solar rotando alrededor del sol. La intensidad de la fuerza de gravedad depende de la distancia a la que se encuentran los objetos. Cuanto más cerca, más fuerte es la fuerza de atracción entre ellos.

Para describir la influencia de la gravedad en el movimiento de la Luna o de la Tierra conviene tomar un punto fijo y a partir de éste referir sus  movimientos. En general estamos acostumbrados a suponer que este punto está en el centro de la Tierra y que, como dijimos antes, la Luna gira tanto alrededor de este punto como alrededor de sí misma. Pero para conocer las razones del lado oscuro primero nos vamos a concentrar en los efectos de la gravedad lunar sobre la Tierra y supondremos que este punto fijo se encuentra en el centro de la Luna y que el movimiento de la Tierra consiste en uno de rotación alrededor de la Luna y otro de rotación alrededor de su propio eje. En realidad los fenómenos que tratamos de entender no dependen de la elección del punto fijo.

La Tierra se deforma

Durante el movimiento de rotación alrededor de la Luna, la Tierra mantiene su integridad física y tanto el lado alejado (lado B de la figura) como el cercano (lado A de la figura) a la Luna está en reposo respecto del centro de la Tierra (C de la figura).  Sin embargo,  las velocidades de estas regiones no son las adecuadas para ejecutar el mismo movimiento  que el centro de la Tierra. Como consecuencia de ello, el lado A tiende a seguir una órbita elíptica más curvada –acercándose  a la Luna-; mientras que el lado B tiende a ir por una órbita elíptica menos curvada –alejándose de la Luna-. Esto genera fuerzas  sobre la Tierra que tratan de estirarla formando dos lóbulos.

¿Cuanto se estirará la Tierra? Como la corteza es bastante rígida la Tierra se estira  alrededor de unos 30 centímetros. Sin embargo el agua es mucho más “flexible” que la roca y por eso podemos observar a simple vista las mareas en los océanos que en algunos lugares llegan a medir unos 2 metros. Como la Tierra tarda un día en dar una vuelta completa sobre sí misma, si permanecemos un día entero en una  playa de muy poca  profundidad -como las del sur argentino- observaremos dos mareas altas que corresponden al haber pasado por cada uno de los lóbulos de deformación.

La rotación de la Tierra se frena

Ahora bien, veamos que efecto tiene esta deformación sobre el movimiento de rotación de la Tierra. Resulta que la Tierra rota sobre sí misma más rápido de lo que necesitaría rotar para mantener los lóbulos apuntando hacia la Luna. Como los dos lóbulos tienden a acompañar a la Tierra, éstos son arrastrados y no pueden alinearse entre la Tierra y la Luna sino que se adelantan como se muestra en la segunda figura. A su vez la luna atrae mayormente al lóbulo más cercano no permitiéndole acompañar la rotación de la Tierra. Así, el roce del agua con el fondo y  los bordes de los océanos actúa como un freno para la rotación de la Tierra. Algunas estimaciones indican que la potencia realizada por las mareas es de alrededor de dos mil millones de caballos fuerza. Por eso cada día es 0.00000002 segundos más largo que el día anterior!

Esto fue elegantemente verificado a partir de un eclipse de sol del 14 de enero del 484 antes de Cristo.  Si la Tierra hubiera rotado a la misma velocidad que lo hace hoy este eclipse hubiese tenido que ser visto en el sur de España; sin embargo fue observado en Grecia a unos 30 grados longitud este.

La Luna se aleja

Además de frenar la rotación de la Tierra, el lóbulo más cercano tira de la luna alejándola de su órbita inicial. Y así, mientras el lóbulo más cercano se encuentre desalineado entre la Tierra y la Luna siempre empujará a la Luna hacia una órbita mayor, a un ritmo de 4 metros cada 100 años. Llegará un momento en que uno de los lóbulos de las mareas quedará siempre alineado entre la Tierra y la Luna. Por aquella época la duración del día –tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta--   y la del mes –tiempo que tarda la Luna en dar una vuelta alrededor de la Tierra-- será exactamente la misma, de aproximadamente 50 veces más larga que un día actual, y habrá un lado de la Tierra que estará apuntando siempre hacia la Luna. Sorprendentemente el tiempo que requerirá este proceso es tan grande que el combustible del sol se habrá terminado y el sistema solar estará sumido en total oscuridad.

¿Y el lado oscuro?

Todo esto suena bastante conocido. Pues bien, ahora veamos los efectos de la gravedad sobre la Luna y supongamos que el punto fijo alrededor del cual referimos su movimiento se encuentra en el centro de la Tierra. El mismo proceso de deformación y frenado que acabamos de describir para la Tierra, ya lo sufrió la Luna mucho tiempo atrás bajo el efecto de la fuerza de gravedad terrestre. Si bien no hubo océanos los lóbulos lunares se formaron igual y esta vez,  bajo el efecto de las mareas terráqueas, la rotación original disminuyó hasta su estado actual que hoy conocemos: la Luna da una vuelta sobre sí misma luego de dar un vuelta completa alrededor de la Tierra, ocultándonos así la mitad de su belleza.