Balancement de la Lune autour de son axe. L’égalité de la durée de la rotation lunaire et de sa révolution sidérale empêcherait théoriquement un observateur terrestre d’apercevoir plus d’une seule face lunaire. Mais, grâce aux phénomènes de la libration, il connaît 59 pour cent de la surface totale. Une partie considérable de ces phénomènes est le résultat d’une sorte d’irrégularité dans la vitesse de la révolution lunaire autour de la Terre. Tandis que la vitesse de rotation reste toujours constante, celle de la révolution varie au cours du trajet de la Lune : comme son orbite n’est pas circulaire mais elliptique, la vitesse se réduit jusqu’à un minimum au moment où le point le plus éloigné de la Terre est atteint, pour accélérer au maximum au point le plus proche de notre planète. Ainsi, la Lune orbite parfois plus rapidement, parfois plus lentement qu’elle ne tourne autour d’elle-même. Cet effet, appelé la libration en longitude, transmet à un observateur basé sur la Terre l’impression d’un balancement régulier de 7° 53’, une fois par mois vers l’est, une fois vers l’ouest. La libration en latitude, grâce à laquelle une partie de la zone polaire nord en alternance avec une partie de celle du sud devient visible, s’explique par l’angle de 6° 40’ que forme l’équateur de notre satellite avec son plan orbital. La libration diurne, due au mouvement de la rotation de la Terre, qui, au contraire des autres formes de libration plus importantes, ne surmonte pas 1°, entraîne un changement de la face visible de la Lune entre coucher et lever. Pendant que les autres formes de libration ne consistent qu’en un balancement apparent, la libration physique est une oscillation effective de la Lune autour d’un point donné, provoquée par l’influence qu'exerce sa forme non sphérique sur son équilibre.
