מדוע פניו של "האיש בירח" מלוות אותנו תמיד?

מדוע פניו של "האיש בירח" מלוות אותנו תמיד?

מאת מגזין מכון ויצמן

מחקר בראשותו של פרופ' עודד אהרונסון ממכון ויצמן בחן את השאלה במידע ששלחה החללית LRO

 
כאשר אנו מסתכלים אל השמיים, אנו נתקלים במבטו המוכר והחביב של "האיש שבירח", אשר מלווה אותנו בנאמנות. התיאום המוזר של תנועת הירח, כלומר, העובדה שמשך הסיבוב שלו סביב צירו זהה לזמן שנדרש לו כדי להקיף את כדור-הארץ, גורם לכך שהצד הפונה אל כדור-הארץ הוא קבוע – כך שעיניו של האיש שבירח נעוצות בנו תמיד. האם קיימת סיבה לכך שהירח תמיד מפנה אלינו את פניו, או שרק במקרה הוא אינו מסובב את גבו?
 
במחקר שכלל הדמיות וניתוחים מפורטים, הראו פרופ' עודד אהרונסון מהמרכז למדעים פלנטריים במכון ויצמן למדע, פרופ' פיטר גולדרייך מהמכון הטכנולוגי בקליפורניה (שם יזם פרופ' אהרונסון את המחקר הנוכחי), ופרופ' ראם סרי מהאוניברסיטה העברית בירושלים, שפני הקרקע של הירח – כלומר תכונותיו הגיאופיסיות – הם שקובעים את כיוונו ביחס לכדור-הארץ. ממצאי המחקר, שנתמך על-ידי לוויין סקירת הירח של נאס"א (LRO), התפרסמו באחרונה בכתב-העת Icarus.
 
צורתו הגיאופיסית של הירח אינה סימטרית: פני השטח בצדו הקרוב מכוסים במכתשים עמוקים, ובהם חומר געשי דחוס וכהה – והם שיוצרים את "פני האדם". בצדו המרוחק של הירח, לעומת זאת, מתנשאים הרים גבוהים. "באופן אינטואיטיבי היינו מצפים כי דווקא צדו המרוחק של הירח – בו מצויים הרים – יפנה אלינו, ולא הצד בו יש מכתשים עמוקים. במצב זה פני השטח של הירח היו קרובים יותר לכדור-הארץ, וכך הרמה האנרגטית של המערכת כולה נמוכה יותר", אומר פרופ' אהרונסון. הטבע מעדיף בדרך כלל מצבים בהם האנרגיה נמוכה יותר. מדוע מקרה זה שונה?
 
את תנועתו של הירח אפשר לדמות לרכבת צעצוע, אשר נעה לאורך מסלול מעגלי שבו שתי גבעות ושני עמקים. הגבעות והעמקים מייצגים רמות אנרגיה שונות של הכיוונים בהם הירח יכול להימצא. בגלל החיכוך של הגלגלים במסילה, הרכבת הולכת ומאבדת אנרגיה, עד למצב שבו היא אינה יכולה לטפס במעלה הגבעה, ונתקעת בתוך עמק. הבחירה באחד משני העמקים תלויה בעיקר בגובה הגבעה האחרונה שחצתה (ולא בעומקם של העמקים). כלומר, רמות האנרגיה המרביות (ה"גבעות") הן שקובעות את מצבו הסופי של הירח – ולא האנרגיות המינימליות (ה"עמקים"). פרופ' אהרונסון: "אנשים מופתעים מהעובדה שהירח מפנה אלינו תמיד את פניו, אבל אנו מופתעים גם לנוכח האלגנטיות הרבה של העקרונות שלפיהם המערכת פועלת".
 
רמות האנרגיה שחישבו המדענים עבור המאפיינים הנוכחיים של פני השטח של הירח מראות, כי קיימת העדפה לייצובו בכיוון הנוכחי. "באמצעות שינויים במודל שתכננו – כמו שינויים בהתפלגות מאסת הירח, או בפרמטרים אחרים הקשורים לתכונותיו הפנימיות – יכולנו לשלוט בבחירת ה'עמק' שבו יתמקם הירח", אומר פרופ' אהרונסון.
 
תכונותיו הגיאופיסיות של הירח עברו שינויים משמעותיים מאז ימיו המוקדמים, ולכן ייתכן כי בעבר העדפת כיוונו הייתה שונה. עדויות שונות מצביעות על האפשרות כי בעבר הירח אכן הפנה אלינו את צדו השני, אולם בשלב מסוים המערכת החלה להסתחרר כתוצאה מפגיעה ענקית של עצם כלשהו בירח, ולאחר מכן התייצבה וננעלה מחדש במצב הנוכחי – באופן שמתואר במחקר זה.