Una domanda di astronomia molto ricorrente, diciamo "da astrofili", che viene spesso usata per stimolare il ragionamento dei ragazzi è la seguente: "perchè la Luna mostra sempre la stessa faccia?". Purtroppo in genere si dà per scontato il dato osservativo e di conseguenza non lo si enfatizza. Nel senso che credo sarebbe opportuno sottolineare che questo è un dato dell'osservazione e che per quanto sia banale andrebbe osservato, cioè è importante accorgersene. Te ne accorgi che la Luna mostra sempre la stessa faccia? E non ti suona un po' strano? O quantomeno sufficientemente insolito da attirare la tua attenzione e da meritare una riflessione e un tentativo di interpretazione? Trovi che la domanda abbia un senso? Perchè se non è così è inutile discutere la risposta. Passa a qualcos'altro.
L'aspetto osservativo viene dato per scontato e si punta a dare una spiegazione cinematica o geometrica della domanda. Così come l'osservazione viene banalizzata credo che anche la risposta venga banalizzata, e riassunta così: la luna mostra sempre la stessa faccia perchè il suo periodo di rotazione su sé stessa è uguale al suo periodo di rivoluzione attorna alla Terra.
Solo che dentro questa domanda ce ne è un'altra (l'altra faccia), normalmente disattesa, che io mi aspetterei di sentire. Se dovrebbe risultare insolito, o quantomeno curioso, che la luna mostri sempre la stessa faccia, altrettanto insolita dovrebbe risultare questa semplice spiegazione. Ma non è strano che la luna abbia dei dati orbitali che facciano coincidere i due periodi, di rotazione e rivoluzione? Tra tanti valori più o meno casuali possibili non è insolito avere proprio due valori coincidenti? Può essere un caso? Questa curiosa coincidenza non potrebbe essere la conseguenza del fatto che queste due variabili cinematiche (velocità di rotazione e velocità di rivoluzione) siano tra loro in qualche modo legate? Rotazione e rivoluzione sono in genere raccontate come due componenti indipendenti del moto di un corpo celeste. Ma è vero questo? O si tratta di un'approssimazione?
La spiegazione, che si può dare senza troppi formalismi sfruttando solo il concetto di forza e la capacità di intuito e di immaginazione delle persone è piuttosto affascinante. Ma deve pur venir fuori da una domanda perché se ne possa poi scorgere il fascino. Tra l'altro ovviamente si trovano spiegazioni un po' ovunque su internet, non è certo un problema (non lo è più).
Il sincronismo tra il periodo di rotazione e quello di rivoluzione della Luna intorno alla Terra è una conseguenza della cosiddetta forza di marea che la Terra esercita sulla Luna (e viceversa). Questa forza causa una deformazione lungo l'asse congiungente i due corpi celesti, per cui la luna assume la forma di un ellissoide (l'allungamento ovviamente è piccolissimo, circa il 2x1000, ma sufficiente a causare un effetto osservabile). E' la risultante della combinazione tra la forza di attrazione della Terra e la forza centrifuga della rotazione lunare, un disegnino rende immediatamente il concetto, se ne trovano tanti su internet.
Un ellissoide non ha più una simmetria sferica e nei confronti di una forza gravitazionale che lo attira si comporta un po' come un ago metallico in un campo magnetico, tende cioè ad orientarsi con l'asse maggiore nella direzione del campo. A questo punto è facile immaginarsi cosa succede (almeno ci si può provare, questo si che è un esercizio). La deformazione durante la rotazione lunare ha una sua inerzia e può quindi trovarsi in "ritardo" o in "anticipo" a seconda che la rotazione non sia sincronizzata con la rivoluzione "per difetto" o "per eccesso". Ma in questi casi la forza di attrazione della Terra agisce come stabilizzatore del moto sincronizzato, accelerando la rotazione lunare se la deformazione è in ritardo, decelerandola se è in anticipo. In pratica il sincronismo è ottenuto come una situazione di equilibrio tra l'azione delle forze mareali e l'inerzia della deformazione che ne deriva.
Ma se l'attrazione gravitazionale della terra deforma la Luna determinando questa conseguenza del sincronismo orbitale, non sarà che qualcosa di simile succede all'inverso? E' ragionevole immaginare anche una possibile deformazione della Terra ad opera dell'attrazione gravitazionale della Luna, sebbene con effetti minori vista la differenza tra le masse? E che tipo di conseguenze si potrebbero avere da questa deformazione?
Se ribaltiamo la situazione troviamo che anche la Luna deforma la Terra, ma prima di tutto lo farà con un'intensità molto minore (vista la differenza delle masse) e poi agirà soprattutto sulle masse oceaniche (la massa liquida offre meno resistenza e "scorre" facilmente). La Terra dunque non mostrerà alla Luna sempre la stessa faccia (il periodo di rotazione terrestre è molto minore del periodo di rivoluzione della Luna) ma i movimenti periodici delle masse oceaniche determineranno il fenomeno delle maree. La forza della Luna che trascina le masse oceaniche determina una certa perdita di energia di rotazione della Terra che effettivamente perde progressivamente velocità (la durata del giorno perde circa 1,5 millisecondi per secolo). L'asimmetria della Terra (rigonfiamento oceanico) attira la Luna nella direzione del suo moto (come una fionda), aumentando progressivamente la sua velocità orbitale e quindi allontanadola progressivamente dalla sua orbita (di circa 4 cm all'anno).
Bello eh? Comunque non era tanto la spiegazione del fenomeno che mi interessava, quanto osservare e sottolineare il valore che nella formazione scientifica hanno le domande (tutte sottolineate nel testo), soprattutto la capacità di suscitarle, e lo stimolo che danno all'immaginazione. Senza domande la scienza è solo una noiosa collezione di spiegazioni non richieste.
