Либрация луны (от лат. libratio — качание, колебание), видимые периодические маятникообразные колебания Луны около её центра, вследствие которых для земного наблюдателя пятна на диске Луны перемещаются в небольших пределах то в ту, то в др. сторону (рис. 1).
Различают либрацию оптическую (геометрическую) и либрацию физическую. Оптическая либрация по долготе происходит вследствие того, что Луна обращается вокруг Земли неравномерно, в то время как около своей оси она вращается с постоянной угловой скоростью. На рис. 2 изображена эллиптическая орбита Луны; Т — Земля (в фокусе эллипса). Пусть в момент, когда Луна находится в положении А (в перигее), в центре диска видна некоторая точка а её поверхности. Через четверть месяца Луна окажется в точке В, причём за этот промежуток времени она повернётся около своей оси на четверть оборота, т. е. на 90°. При наблюдении с Земли точка а не будет уже видна в центре диска, а сместится к востоку от него. В положении С (апогее) точка а снова совпадёт с центром лунного диска. Наконец, ещё через четверть месяца в положении D точка а будет лежать к западу от центра. Наибольшая величина либрации по долготе равна 7° 45'. Либрация по широте объясняется тем, что ось вращения Луны наклонена к плоскости лунной орбиты (на угол 83° 19') и в течение одного оборота приблизительно сохраняет своё направление в пространстве. На рис. 3 видно, что на стороне Луны, обращенной к Земле Т, появляются то южный Р', то северный Р полюсы Луны. Либрация по широте достигает 6° 41'. Существует ещё суточная, или параллактическая, Л. Л., которая объясняется тем, что наблюдатель, находящийся на земной поверхности, вследствие своего перемещения при суточном вращении Земли, смотрит на Луну по разным направлениям. Суточная либрация может доходить до 1°. В результате сложения трёх Л. Л. — либрации по долготе, либрации по широте и суточной либрации — с Земли можно видеть до 59 % лунной поверхности. Остальные 41% поверхности Луны могут наблюдаться только с помощью космических зондов.
Физическая либрация обусловлена тем, что Луна представляет собой трёхосный эллипсоид, наибольшая ось которого вследствие оптической либрации периодически отклоняется на несколько градусов от точного направления к центру Земли. Вследствие притяжения Земли создаётся пара сил, приложенная к Луне и качающая её около центра массы на угол, доходящий до 2'. Точное измерение этих колебаний даёт возможность определить моменты инерции Луны, зависящие от её фигуры и распределения масс в её теле.
Лит.: Яковкин А. А., Вращение и фигура Луны, «Уч. зап. Казанского гос. университета им. В. И. Ульянова-Ленина», 1939, т. 99, кн. 2; 1945, т. 105, кн. 1; Белькович И. В., Физическая либрация Луны, там же, 1949, т. 109, кн. 2.
Рис. 2. Схема либрации Луны по долготе.
Рис. 1. Перемещение пятен на диске Луны вследствие либрации.
Рис. 3. Схема либрации Луны по широте.