Aan welke kant van de maan zit de grootste massa?

Antwoord

Het is inderdaad geen toeval.  Maar eerder dan het gevolg, is het meer de oorzaak van een ongelijke gewichtsverdeling van de maan.

Fundamenteel heeft dit met getijden te maken.  De aarde trekt iets harder aan de kant van de maan dichtst bij ons dan aan het middelpunt van de maan, en iets minder hard aan de achterkant, want de sterkte van de aantrekking hangt af van (het kwadraat van) het omgekeerde van de afstand.  De maan hangt door haar eigen gravitatie aan zichzelf vast, uiteraard.  Maar door het hoger beschreven effect, is er netto zowel aan onze kant als aan de achterkant een effect van het centrum van de maan weg, zodat de maan de neiging vertoont langs beide kanten uitgestrekt te zijn in onze richting.

Dit effect is natuurlijk niet beperkt tot de maan, het komt ook op aarde voor.  Inderdaad: de getijdenkrachten (dat is dus het verschil in gravitatiekracht uitgeoefend op verschillende plaatsen) van de maan en de zon op de aarde, zorgen ervoor dat de zee op en af gaat, aan beide kanten.  En een gelijkaardig effect geldt voor de aardkorst, al komt die minder gemakkelijk in beweging. 

Nu weet je wellicht dat hoogtij op een bepaalde plaats altijd iets later voorkomt dan wanneer de maan juist boven de plek voorbijkomt.  Dat komt omdat de aarde sneller (met een kortere periode) om haar as beweegt dan dat de maan rond de aarde beweegt, en omdat het water een eindige tijd nodig heeft om zich van de ene plaats op het oppervlak naar de andere te verplaatsen.  Zo ligt de getijdengolf altijd iets voor op de maan (klinkt raar misschien: voorliggen omdat je te laat komt; maar dat is omdat de aarde rapper draait dan de maan).  De uitstulping die de getijden vertonen ten opzichte van de sferische aarde valt dus niet samen met de richting naar de maan.  Maar de aantrekking van de maan heeft de neiging om die uitstulping te trekken in de richting van de verbindingslijn, aan de voorkant en aan de achterkant.

Op de lange termijn betekent dit dat dit gevecht om de zee tussen aarde en maan de getijdengolf vertraagt, en zo ook de rotatie van de aarde zelf, tot uiteindelijk dag en maand samenvallen, en de getijdengolf mooi samenvalt met de richting naar de maan.  Dat zal echter nooit gebeuren, want de aantrekking van de maan op de aarde is te klein om de rotatie helemaal te aligneren met de omloopsperiode gedurende de bestaanstijd van het systeem.  Maar de aarde heeft veel meer massa, en heeft dit wel kunnen bewerkstelligen met de maan, die nu inderdaad altijd met dezelfde kant naar ons kijkt.  Met dus een getijdengolf in onze richting, bovenop de sferische evenwichtsvorm van de maan.

Deze theorie met getijden voorspelt dus dat het effect vrij symmetrisch is, en dus dat de achterkant en voorkant van de maan niet veel verschillen.  Nochtans verschillen ze wel: de grote 'donkere' vlakten die we aan onze kant zien, blijken niet voor te komen aan de achterkant; en ook lijkt de achterkant gemiddeld wat hoger dan de voorkant.  Dat schrijft men toe aan een fenomeen dat later is voorgekomen, nadat de getijdenkrachten de maanrotatie al had gesynchroniseerd met de baanbeweging.  Het idee is dat een kleiner satelliet, die zich verderop in dezelfde baan van de maan rond de aarde bewoog, door de maan is ingehaald en in stukjes op de achterkant is gevallen.