Fases da lua

À medida que a Lua viaja ao redor da Terra ao longo do mês, ela passa por um ciclo de fases, durante o qual sua forma parece variar gradualmente. Esse fenômeno é bem compreendido desde a Antiguidade. Acredita-se que o grego Anaxágoras ( 430 a.C.), já conhecia sua causa, e Aristóteles (384 - 322 a.C.) registrou a explicação correta do fenômeno: as fases da Lua resultam do fato de que ela não é um corpo luminoso, e sim um corpo iluminado pela luz do Sol. A face iluminada da Lua é aquela que está voltada para o Sol. A fase da lua representa o quanto dessa face iluminada está voltada também para a Terra.

As quatro fases principais do ciclo são:

O intervalo de tempo entre duas fases iguais consecutivas é de 29d 12h 44m 2.9s (29,5 dias). Essa é a duração do mês sinódico, ou lunação, ou período sinódico da Lua.

O período sideral da Lua, ou mês sideral é o tempo necessário para a Lua completar uma volta em torno da Terra, em relação a uma estrela. Sua duração é de 27d 7h 43m 11s, sendo portanto 2,25 dias mais curto do que o mês sinódico.

O intervalo de tempo entre duas fases iguais consecutivas, de 29d 12h 44m 2.9s, o período sinódico da Lua, é 2,25 dias maior do que o período sideral da Lua porque nos 27,25 dias em que a Lua faz uma volta completa em relação às estrelas, o Sol de deslocou aproximadamente 27° (27 dias x 1°/dia) para leste, e portanto será necessário mais 2 dias [27°/(13°/dia)] para a Lua se deslocar estes 27° e estar na mesma posição em relação ao Sol.

Dia Lunar: Tendo em vista que o período sideral da Lua é de 27,25 dias, isto é, que ela se move 360° em relação às estrelas para leste a cada 27,25 dias, deduz-se que ela se desloca para leste 13° por dia (360°/27,25d), em relação às estrelas. Levando-se em conta que a Terra gira 360° em 24 horas, e que o Sol de desloca 1° para leste por dia, deduzimos que a Lua se atrasa 50 minutos por dia [(12°/360°)x(24hx60m)], isto é, a Lua nasce cerca de 50 minutos mais tarde a cada dia. 48 minutos é o valor correto.

Recapitulando, a Lua se move cerca de 13° para leste, por dia, em relação às estrelas. Esse movimento é um reflexo da translação da Lua em torno da Terra, completada em 27,32 dias (mês sideral). O Sol também se move cerca de 1° por dia para leste, refletindo a translação da Terra em torno do Sol, completada em 365,2564 dias (ano sideral). Portanto, a Lua se move cerca de 12° por dia em relação ao Sol, e a cada dia a Lua cruza o meridiano local aproximadamente 50 min mais tarde do que no dia anterior. O dia lunar, portanto, tem 24h 50m.

Rotação da Lua: À medida que a Lua orbita em torno da Terra, completando seu ciclo de fases, ela mantém sempre a mesma face voltada para a Terra. Isso indica que o seu período de translação é igual ao período de rotação em torno de seu próprio eixo. Portanto. a Lua tem rotação sincronizada com a translação.

É muito improvável que essa sincronização seja casual. Acredita-se que ela tenha acontecido como resultado das grandes forças de maré exercidas pela Terra na Lua no tempo em que a Lua era jovem e mais elástica. As deformações tipo bojos causadas na superfície da Lua pelas marés teriam freiado a sua rotação até ela ficar com o bojo sempre voltado para a Terra, e portanto com período de rotação igual ao de translação. Essa perda de rotação teria em conseqüência provocado o afastamento maior entre Lua e Terra (para conservar o momentum angular). Atualmente a Lua continua afastando-se da Terra, a uma taxa de 4cm/ano.