Pourquoi est-ce que l'on voit toujours la même face de la Lune?

                    La Lune a beau être plus ou moins éclairée (ce que l'on appelle les phases), on reconnaît, même à l'oeil nu, toujours les mêmes configurations à sa surface. Pourtant, elle nous tourne autour...

L'explication semble simple: elle tourne sur elle-même dans le même temps qu'elle fait un tour autour de nous. Cela ce voit sur ce schéma, à droite. Le point rouge posé sur la Lune fait tout le temps face à la Terre. Depuis chez nous, on le voit toujours en plein centre de la Lune. Pourtant, la Lune a bien tourné sur elle-même, puisqu'en 1, le point est à gauche, en 2 il est en bas, etc... Elle tourne donc bien sur elle-même par rapport aux étoiles en environ 1 mois. C'est aussi le temps qu'il lui faut pour faire un tour de Terre. Merveilleuse coïncidence...

                    ...Mais coïncidence suspecte... Surtout quand on apprend que les principaux satellites des autres planètes se comportent de la même façon. Ce ne peut plus être un curieux hasard, il doit y avoir une raison cachée en amont!

Voyons les deux faces: à gauche, vue depuis la Terre, à droite, la face cachée. Quelle différence essentielle saute aux yeux? La présence de "mers" sur la face visible au contraire de l'autre hémisphère. On sait que ces mers ont été créées lors de l'impact de très gros astéroïdes. assez gros pour percer la croûte lunaire et ainsi laisser s'épancher la roche fondue sous-jacente. S'il n'y en a pas de l'autre côté, c'est que la croûte y est plus épaisse...

Comment relier ces observations apparemment indépendantes? La croûte mince face à nous signifie que le noyau est plus près de la surface en direction de la Terre. Ainsi, le centre géométrique lunaire (C) n'est pas confondu avec son centre de gravité (G)... En voici une illustration, très exagérée dans ses proportions. En fait, le noyau s'est trouvé tiré vers la Terre par sa force de gravitation, a une période où sa fluidité était plus grande.

Ainsi, la matière plus dense de la Lune, située près de G est plus fortement attirée par la Terre que la matière située en C. La différence d'attraction cause la rotation de la Lune sur elle même. Elle dépasse le point d'équilibre, et repart dans l'autre sens (ces oscillations s'appellent les librations* lunaires, elles nous permettent d'entrapercevoir des morceaux proches de face cachée). La Lune est un culbuto cosmique!

                    Finalement, cette cause interne à la "fixation" de l'orientation de la Lune par rapport à la Terre est applicable à d'autres satellites du système solaire: les galiléens de Jupiter par exemple, ou ceux de Mars... Ce principe est également utilisé pour qu'un satellite d'observation de la Terre soit toujours tourné vers elle, sans dépenser de carburant pour le forcer à pointer toujours dans sa direction...

                    Comme quoi, une explication peut en cacher une autre.

*A propos des librations, le mouvement physique est bien celui qui est décrit dans cette page. Néanmoins, une grande partie de l'effet visuel (on voit plus que la "moitié" de la Lune) est due à un effet de perspective: le point de vue terrestre n'étant pas toujours le même puisque l'orbite lunaire est elliptique. Pour en savoir plus sur les librations, Robert en parle aussi.