Почему луна обращена всегда одним боком?

Это результат приливного трения.

Луна, обращаясь вокруз Земли, вызывает в ней приливы. Причём не только в океане, но и в литосфере - когда масштаб составляет тысячи километров, тела уже нельзя считать абсолютно жёсткими...

Но точно такую же приливную волну, и даже ещё б'ольшую, вызывает и Земля в лунной литосфере. А ведь масса Земли в 80 с лишним раз больше массы Луны, так что и приливная волна в лунной литосфере куда больше, чем приливная волна в земной. И направлена приливная волна всегда против вращения небесного тела. А поскольку в природе нет не только ничего жёсткого, но и ничего абсолютно упругого, то эта движение этой волны сопровождается трением (приливное трение). Вот это приливное трение и затормозило Луну. Ясное дело, что это трение будет тормозить Луну до тех пор, пока период её вращения вокруг своей оси не станет равной периоду обращения вокруг Земли. Тогда приливная волна как бы останавливается и перестаёт тормозить.

Что прикольно: Земля тоже тормозится. Просто опять же сказывается разница в массах, причём для скорости торможения играет квадрат отношения масс (да ещё и разница в размерах). Поэтому Луна УЖЕ затормозилась, а Земля ЕЩЁ НЕ затормозилаь. Но тормозит - примерно на 2 миллисекунды за век.