基本介紹
- 中文名：嬋娟
- 外文名：moon
- 學名：月球
簡介,誕生,軌道數據,地形,環形山,月海,月陸和山脈,月面輻射紋,月谷,火山分布,水資源,成分資源,運動,軌道運動,地月作用,成因探討,分類,嫦娥奔月,雅稱,外星人說,
簡介
月球是被人們研究得最徹底的天體。人類至今第二個親身到過的天體就是月球。月球的年齡大約有46億年。月球與地球一樣有殼、幔、核等分層結構。[1]最外層的月殼平均厚度約為60-65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分體積。月幔下面是月核，月核的溫度約為1000度，很可能是熔融狀態的。月球直徑約3474.8公里，大約是地球的1/4、太陽的1/400，月球到地球的距離相當於地球到太陽的距離的1/400，所以從地球上看去月亮和太陽一樣大。月球的體積大概有地球的1/49，質量約7350億億噸，差不多相當於地球質量的1/81左右，月球表面的重力約是地球重力的1/6。
月球永遠都是一面朝向我們，這一面習慣上被我們
稱為正面。另外一面，除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而中間可見以外，月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒有探測器的年代，月球的背面一直是個未知的世界。月球背面的一大特色是幾乎沒有月海這種較暗的月面特徵。而當人造探測器運行至月球背面時，它將無法與地球直接通訊。
相對於背景星空，月球圍繞地球運行（月球公轉）一周所需時間稱為一個恆星月；而新月與下一個新月（或兩個相同月相之間）所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恆星月長是因為地球在月球運行期間，本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。
嚴格來說，地球與月球圍繞共同質心運轉，共同質心距地心4700千米（即地球半徑的3/4處）。由於共同質心在地球表面以下，地球圍繞共同質心的運動好像是在“晃動”一般。從地球南極上空觀看，地球和月球均以順時針方向自轉；而且月球也是以順時針繞地運行；甚至地球也是以順時針繞日公轉的，形成這種現象的原因是地球、月球相對於太陽來說擁有相同的角動量，即“從一開始就是以這個方向轉動”。
月球本身並不發光，只反射太陽光。月球亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。平均亮度為太陽亮度的1/465000，亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為 -12.7等（見）。它給大地的照度平均為0.22勒克斯，相當於100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體，它的平均反照率只有7%，其餘93%均被月球吸收。月海的反照率更低，約為6%。月面高地和環形山的反照率為17%，看上去山地比月海明亮。月球的亮度隨月相變化而
變化，滿月時的亮度比上下弦要大十多倍。
從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼厚60-65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，占了月球大部分體積。月幔下面是月核。月核的溫度約1000℃，很可能是熔融的，據推測大概是由Fe-Ni-S和榴輝岩物質構成。
誕生
在46億年之前，地球正在孕育當中，地球上的生命更沒有誕生。太陽系還處於混沌初開的太陽星雲階段。在年輕太陽的周圍，龐大的氣體塵埃星雲中，塵埃與塊狀岩石不斷的凝聚、碰撞、吸積，星雲中的部分物質開始生成為環繞太陽的行星和衛星系統。
對於40億年前月球的形成。人們提出了多種假說。一種假說是分裂說。即有人認為在太陽系形成初期．地球和月球原是一個整體，那時地球還處於熔融狀態，由於地球自轉非常快，因此月球通過離心力從地殼中分裂出來了。但這要求地球的初始旋轉速度太快以至難以令人置信。另一種假說是俘獲說，即有人認為月球是地球通過地心引力俘獲的現成天體．但這要求一個實際上不可行的擴展的地球大氣層來散發穿過大氣層的月球的能量。還有一種假說是同源說．即有人認為地球和月球是在最原始的吸積盤裡形成的．但這無法解釋月球中金屬鐵的剝奪。而且這些假說還不能解釋地一月系統所要求的高標準角動量。
還有一種假說是碰撞說。即有人認為地-月系統是一次大碰撞的結果：一個火星大小的天體撞上剛剛形成的原始地球。爆炸的物質進入環繞地球的軌道．然後積聚形成月球。然而。隕石分析表明火星和行星這些太陽系內的天體具有與地球大不相同的氧和鎢同位素組成。而地球和月球具有幾乎相同的同位素組成。發表在2012年的對Apollo月球樣本所作的鈦同位素分析也表明月球和地球具有相同的組成。這與月球形成的碰撞說相矛盾。另外，若真的發生了這樣的碰撞。則碰撞過程中所釋放的巨大能量以及隨後在地球軌道中發生的物質重聚將融化整個地球外殼，形成岩漿海洋。新形成的月球上也有它自己的岩漿海洋．估計海洋深度從500km到整個月球半徑之長而事實並非如此。可見碰撞說也不成立。
既然月球既不是被地球俘獲的一個現成天體。也不是地球與別的天體碰撞的產物．因此月球只能是地球自身的產物。但是，地球也不具有足夠的轉速來把與地球緊密相連的月球部分隨意拋出去。因此。月球應該是在特殊力的綜合作用下從地球分離出來。進入繞地球旋轉的軌道，形成環地衛星。
軌道數據
平均軌道半徑384,401千米。
軌道偏心率0.0549。
近地點距離363,300千米。
遠地點距離405,500千米。
平均公轉周期27.32天。
平均公轉速度1.023千米/秒。
軌道傾角在28.58°與18.28°之間變化。
升交點赤經125.08°。
近地點輻角318.15°。
默冬章19 年。
平均月地距離384400 千米。
交點退行周期18.61 年。
近地點運動周期8.85 年。
食年346.6 天。
沙羅周期18 年 10/11 天。
軌道與黃道的平均傾角 5°。
月球赤道與黃道的平均傾角 1°。
赤道直徑 3,476.2 千米。
兩極直徑 3,472.0 千米。
扁率0.0012。
表面面積 3.79×10^7平方千米。
體積2.199×10^10 立方千米。
質量 7.349×10^22 千克。
平均密度水的3.350倍。
赤道重力加速度1.622 m/s2 （地球的1/6）。
逃逸速度2.38千米/秒。
自轉周期 27天7小時43分11.559秒（同步自轉）。
自轉速度 16.655 米/秒（於赤道）。
自轉軸傾角在3.60°與6.69°之間變化 與黃道的交角為1.5424°。
反照率0.12
表面溫度(t) -233~123℃ 平均23℃。
大氣壓1.3×10-10 千帕。
月周期：
名稱 數值（單位：天）定義
恆星月27.321 661 相對於背景恆星
朔望月29.530 588 相對於太陽（月相）
分點月27.321 582 相對於春分點
近點月27.554 550 相對於近地點
交點月27.212 220 相對於升交點
月球的直徑是地球平均直徑的1/4，質量只是地球的1/81。
地形
月球表面有陰暗的部分和明亮的區域，亮區是高地，暗區是平原或盆地等低陷地帶，分別被稱為月陸和月海。早期的天文學家在觀察月球時，以為發暗的地區都有海水覆蓋，因此把它們稱為“海”。著名的有雲海、濕海、靜海等。而明亮的部分是山脈，那裡層巒疊嶂，山脈縱橫，到處都是星羅棋布的環形山，即月坑，這是一種環形隆起的低洼形。月球上直徑大於1000米的環形山多達33 000多個。位於南極附近的貝利環形山直徑295公里，可以把整個海南島裝進去。最深的山是牛頓環形山，深達8788米。除了環形山，月面上也有普通的山脈。高山和深谷疊現，別有一番風光。
月球背面的結構和正面差異較大。月海所占面積較少，而環形山則較多。地形凹凸不平，起伏懸殊最長和最短的月球半徑都位於背面，有的地方比月球平均半徑長4公里，有的地方則短5公里（如范德格拉夫窪地）。背面未發現“質量瘤”。背面的月殼比正面厚，最厚處達150公里，而正面月殼厚度只有60公里左右。
環形山
環形山的形成現有兩種說法：“撞擊說”與“火山說”。
月海
已確定的月海有22個，此外還有些地形稱為“月海”或“類月海”的。公認的22個絕大多數分布在月球正面。背面有3個，4個在邊緣地區。在正面的月海面積略大於50%，其中最大的“風暴洋” 面積約五百萬平方公里，差不多九個法國的面積總和。大多數月海大致呈圓形，橢圓形，且四周多為一些山脈封閉住，但也有一些海是連成一片的。除了“海”以外，還有五個地形與之類似的“湖”——夢湖、死湖、夏湖、秋湖、春湖，但有的湖比海還大，比如夢湖面積7萬平方千米，比汽海等還大得多。月海伸向陸地的部分稱為“灣”和“沼”，都分布在正面。灣有五個：露灣、暑灣、中央灣、虹灣、眉月灣；沼有三個：腐沼、疫沼、夢沼，其實沼和灣沒什麼區別。
月陸和山脈
月面上高出月海的地區稱為月陸，一般比月海水準面高2-3千米，由於它返照率高，因而看來比較明亮。在月球正面，月陸的面積大致與月海相等但在月球背面，月陸的面積要比月海大得多。從同位素測定知道月陸比月海古老得多，是月球上最古老的地形特徵。
在月球上，除了犬牙交差的眾多環形山外，也存在著一些與地球上相似的山脈。月球上的山脈常借用地球上的山脈名，如阿爾卑斯山脈，高加索山脈等等，其中最長的山脈為亞平寧山脈，綿延1000千米，但高度不過比月海水準面高三、四千米。山脈上也有些峻岭山峰，過去對它們的高度估計偏高。如今認為大多數山峰高度與地球山峰高度相仿。1994年，美國的克萊門汀月球探測器曾得出月球最高點為8000米的結論，根據“嫦娥一號”獲得的數據測算，月球上最高峰高達9840米。月面上6000米以上的山峰有6個，5000-6000米20個，3000-6000米則有80個，1000米以 上的有200個。月球上的山脈有一普遍特徵：兩邊的坡度很不對稱，向海的一邊坡度甚大，有時為斷崖狀，另一側則相當平緩。
除了山脈和山群外，月面上還有四座長達數百千米的峭壁懸崖。其中三座突出在月海中，這種峭壁也稱“月塹”。
月面輻射紋
月谷
地球上有著許多著名的裂谷，如東非大裂谷。月面上也有這種構造----那些看來彎彎曲曲的黑色大裂縫即是月谷，它們有的綿延幾百到上千千米，寬度從幾千米到幾十千米不等。那些較寬的月谷大多出現在月陸上較平坦的地區，而那些較窄、較小的月谷（有時又稱為月溪）則到處都有。最著名的月谷是在柏拉圖環形山的東南連結雨海和冷海的阿爾卑斯大月谷，它把月球上的阿爾卑斯山攔腰截斷，很是壯觀。從太空拍得的照片估計，它長達130千米，寬10-12千米。
2014年10月5日，科學家在月球上發現一個隱藏於地下的巨形的方形結構。這一結構寬2500公里，科學家們認為這是一條古老的裂谷系統，後來其中充填了岩漿。[4]
火山分布
月球的表面卻被巨大的玄武熔岩（火山熔岩）層所覆蓋。早期的天文學家認為，月球表面的陰暗區是廣闊的海洋，因此，他們稱之為“mare”，這一詞在拉丁語中的意思就是“大海”，當然這是錯誤的，這些陰暗區其實是由玄武熔岩構成的平原地帶。除了玄武熔岩構造，月球的陰暗區，還存在其他火山特徵。最突出的，例如蜿蜒的月面溝紋、黑色的沉積物、火山園頂和火山錐。不過，這些特徵都不顯著，只是月球表面火山痕跡的一小部分。
與地球火山相比，月球火山可謂老態龍鐘。大部分月球火山的年齡在30-40億年之間；典型的陰暗區平原，年齡為35億年；最年輕的月球火山也有1億年的歷史。而在地質年代中，地球火山屬於青年時期，一般年齡皆小於10萬年。地球上最古老的岩層只有3.9億年的歷史，年齡最大的海底玄武岩僅有200萬歲。年輕的地球火山仍然十分活躍，而月球卻沒有任何新近的火山和地質活動跡象，因此，天文學家稱月球是“熄滅了”的星球。
地球火山多呈鏈狀分布。例如安底斯山脈，火山鏈勾勒出一個岩石圈板塊的邊緣。夏威夷島上的山脈鏈，則顯示板塊活動的熱區。月球上沒有板塊構造的跡象。典型的月球火山多出現在巨大古老的衝擊坑底部。因此，大部分月球陰暗區都呈圓形外觀。衝擊盆地的邊緣往往環繞著山脈，包圍著陰暗區。
月球陰暗區主要出現在月球較遠的一側。幾乎覆蓋了這一側的1/3面積。而在較遠一側，陰暗區的面積僅占2%。然而，較遠一側的地勢相對更高，地殼也較厚。由此可見，控制月球火山作用的主要因素是地表高度和地殼厚度。
水資源
2013年據國外媒體報導，NASA正在開發一種新型月球車用來尋找月球上的“水資源”，科學家已經發現月球兩極地區存在大量的冰水物質，如果將這些“水資源”開採，或可滿足未來登月以及地月軌道補給站的需求。新型月球水資源及礦物探測器將於2017年發射，可對月球風化層、表面環境、氧氣以及揮發物提取並探測。月球車將採用太陽能為主要動力，但這並非最佳選擇，因為冰水物質存在於月球兩極的永久陰影區內，這裡並沒有太陽光的照射。
未來的月球基地將使用來自月球極區的冰凍水，也可供給地月軌道上的空間站[1]
月球車只能充滿電後進入永久陰影區，對此NASA甘迺迪航天中心前項目主管威廉·拉爾森認為正常情況下需要使用核動力月球車對月球“水資源”以及揮發物進行探索，由於經費的問題只能選擇太陽能，該動力更加實惠，項目預算只有2.5億美元，其中包括了發射火箭的費用。當月球車成功登入月球後，大約有2.5天的光照時間，並開始尋找氫，然後會進入兩天的黑暗期。科學家為月球配備了鑽探工具，使之可以對月球表面下大約1米的深處進行探測，提取固體樣品後對其進行加熱，希望能產生液態水。
威廉·拉爾森認為我們的主要任務是對月球冰進行勘探，是否能尋找到水資源依然是個未知數，此外，科學家還試圖從月球土壤樣本中提取氧氣。如果月球探水計畫獲得成功，甚至可以建造月球“淡水廠”，將永久陰影區的冰凍水提取並供給月球基地或地月系的軌道空間站。
美國宇航局LCROSS探測器對月球南極附近的撞擊坑探測發現，其中存在大約5%的冰凍水，但是月球水資源起源於何處，仍然是個迷。有研究提出月球極區永久陰影區內的冰凍水來源於彗星和小行星，加州大學洛杉磯分科學家戴維·佩奇認為月球極區異常地寒冷，我們可通過發射探測器不斷尋找月球水資源與礦物質的分布。
月球的地心引力僅為地球的1/6，這意味著月球火山熔岩的流動阻力，較地球更小，熔岩行進更為流暢。這就可以解釋，為什麼月球陰暗區的表面大都平坦而光滑。同時，流暢的熔岩流很容易擴散開，因而形成巨大的玄武岩平原。此外，地心引力小，使得噴發出的火山灰碎片能夠落得更遠。因此，月球火山的噴發，只形成了寬闊平坦的熔岩平原，而非類似地球形態的火山錐。這也是月球上沒有發現大型火山的原因之一。
月球上沒有溶解的水。月球陰暗區是完全乾涸的。而水在地球熔岩中是最常見的氣體，是激起地球火山強烈噴發的重要因素之一。因此，科學家認為缺乏水分，也對月球火山活動產生巨大影響。具體的說，沒有水，月球火山的噴發就不會那么強烈，熔岩或許僅僅是平靜流暢地涌到地面上。
成分資源
45億年前，月球表面仍然是液體岩漿海洋。科學家認為組成月球的礦物克里普礦物(KREEP) 展現了岩漿海洋留下的化學線索。KREEP實際上是科學家稱為“不兼容元素”的合成物－－那些無法進入晶體結構的物質被留下，並浮到岩漿的表面。對研究人員來說，KREEP是個方便的線索，說明了月殼的火山運動歷史，並可推測彗星或其他天體撞擊的頻率和時間。
月殼由多種主要元素組成，包括：鈾、釷、鉀、氧、矽、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁 及氫。當受到宇宙射線轟擊時，每種元素會發射特定的伽瑪輻射。有些元素，例如：鈾、釷和鉀，本身已具放射性，因此能自行發射伽瑪射線。但無論成因為何，每種元素髮出的伽瑪射線均不相同，每種均有獨特的譜線特徵，而且可用光譜儀測量。人類仍未對月球元素的豐度作出面性的測量。現時太空船的測量只限於月面一部分。
月球有豐富的礦藏，據介紹，月球上稀有金屬的儲藏量比地球還多。月球上的岩石主要有三種類型，第一種是富含鐵、鈦的月海玄武岩；第二種是斜長岩，富含鉀、稀土和磷等，主要分布在月球高地；第三種主要是由0.1～1毫米的岩屑顆粒組成的角礫岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60種左右的礦物，其中6種礦物是地球沒有的。
月球的礦產資源極為豐富，地球上最常見的17種元素，在月球上比比皆是。以鐵為例，僅月面表層5厘米厚的沙土就含有上億噸鐵，而整個月球表面平均有10米厚的沙土。月球表層的鐵不僅異常豐富，而且便於開採和冶煉。據悉，月球上的鐵主要是氧化鐵，只要把氧和鐵分開就行；此外，科學家已研究出利用月球土壤和岩石製造水泥和玻璃的辦法。在月球表層，鋁的含量也十分豐富。
月球表面分布著22個主要的月海，除東海、莫斯科海和智海位於月球的背面（背向地球的一面）外，其他19個月海都分布在月球的正面（面向地球的一面）。在這些月海中存在著大量的月海玄武岩，22個海中所填充的玄武岩體積約1010千米，而月海玄武岩中蘊藏著豐富的鈦、鐵等資源。若假設月海玄武岩中鈦鐵礦含量為8%，或者說二氧化鈦含量為4.2%，則月海玄武岩中鈦鐵礦的總資源量約為1.3×1015～1.9×1015，儘管這種估算帶著很大的推測性與不確定性，但可以肯定的是月海玄武岩中豐富的鈦鐵礦是未來月球可供開發利用的最重要的礦產資源之一。
克里普岩是月球高地三大岩石類型之一，因富含鉀、稀土元素和磷而得名。克里普岩在月球上分布很廣泛。富含釷和鈾元素的風爆洋區的克里普岩被後期月海玄武岩所覆蓋，克里普岩混合併形成高灶和鈾物質，其厚度估計有10～20千米。風暴洋區克里普岩中的稀土元素總資源量約為225億至450億噸。克里普岩中所蘊藏的豐富的釷、軸也是未來人類開發利用月球資源的重要礦產資源之一。
此外，月球還蘊藏有豐富的鉻、鎳、鈉、鎂、矽、銅等金屬礦產資源。
運動
月球是距離地球最近的天體，它與地球的平均距離約為384401千米。它的平均直徑約為3476千米，地球直徑的3/11。月球的表面積有3800萬Km2，還不如亞洲的面積大。月球的質量約7350億億噸，相當於地球質量的1/81，月面重力則差不多相當於地球重力的1/6。月面的直徑大約是地球的1/4.月球的體積大約是地球的1/49.然而，月球以每年13厘米的速度，遠離地球。這就意味著，總有一天月球會離開我們，但需要幾十億年。
軌道運動
月球以橢圓軌道繞地球運轉。這個軌道平面在天球上截得的大圓稱“白道”。白道平面不重合於天赤道，也不平行於黃道面，而且空間位置不斷變化。周期173日。月球軌道（白道）對地球軌道（黃道）的平均傾角為5°09′。
月球自轉
月球在繞地球公轉的同時進行自轉，周期27.32166日，正好是一個恆星月，所以我們看不見月球背面。這種現象我們稱“同步自轉”，幾乎是衛星世界的普遍規律。一般認為是行星對衛星長期潮汐作用的結果。天平動是一個很奇妙的現象，它使得我們得以看到59%的月面。主要有以下原因：
⒈在橢圓軌道的不同部分，自轉速度與公轉角速度不匹配。
⒉白道與赤道的交角。
月球章動
月球的軌道平面（白道面）與黃道面（地球的公轉軌道平面）保持著5.145 396°的夾角，而月球自轉軸則與黃道面的法線成1.5424°的夾角。因為地球並非完美球形，而是在赤道較為隆起，因此白道面在不斷進動（即與黃道的交點在順時針轉動），每6793.5天（18.5966年）完成一周。期間，白道面相對於地球赤道面（地球赤道面以23.45°傾斜於黃道面）的夾角會由28.60°（即23.45°+ 5.15°） 至18.30°（即23.45°- 5.15°）之間變化。同樣地，月球自轉軸與白道面的夾角亦會介乎6.69°（即5.15° + 1.54°）及3.60°（即5.15° - 1.54°）。月球軌道這些變化又會反過來影響地球自轉軸的傾角，使它出現±0.002 56°的擺動，稱為章動。
地月作用
地球與月球互相繞著對方轉，兩個天體繞著地表以下1600千米處的共同引力中心旋轉。月球的誕生，為地球增加了很多的新事物。
月球繞著地球公轉的同時，其特殊引力吸引著地球上的水，同其共同運動，形成了潮汐。潮汐為地球早期水生生物，走向陸地，幫了很大的忙。
地球很久很久以前，晝夜溫差較大，溫度在水的沸點與凝點之間，不宜人類居住。然而月球其特殊影響，對地球海水的引力減慢了地球自轉和公轉速度，使地球自轉和公轉周期趨向合理，帶給了我們寶貴的四季，減小了溫度差，從而適宜人類居住。
地震和月球到底有沒有關係？這是近百年來始終困擾科學家的問題。如今，日本防災科學研究所和美國加州大學洛杉磯分校的研究人員組成的聯合研究小組終於證實：月球引力影響海水的潮汐，在地殼發生異常變化積蓄大量能量之際，月球引力很可能是地球板塊間發生地震的導火索。10月22日，著名的美國《科學》雜誌發表了他們的研究成果。
海水的自然漲落現象就是人們常說的潮汐。當月亮到達離地球近處（我們稱之為近地點）時，朔望大潮就比平時還要更大，這時的大潮被稱為近地點朔望大潮。
科學家已經就潮汐對地震的影響猜測了很長的時間，但還沒有人論證過它對全球範圍的影響效果，以前只發現在海底或火山附近，地震與潮汐才呈現出比較清楚的聯繫。研究者發現，地震的發生與斷面層潮汐壓力處於高度密切相關，猛烈的潮汐在淺斷面層施加了足夠的壓力從而會引發地震。當潮很大，達到大約2-3米時，3/4的地震都會發生，而潮汐越小，發生的地震也越少。
該文章的作者伊莉莎白.哥奇蘭說：“月球引力影響海潮的潮起潮落，地球本身在月球引力的作用下也發生變形。猛烈的潮汐在地震的引發過程中發揮了很大的作用，地震發生的時間會因潮汐造成的壓力波動而提前或推遲。”
該文章另一位作者、加州大學洛杉磯分校地球與空間科學系教授約翰.維大說：“地震起因還是一個謎，而這一理論可以說是其中的一種解釋。我們發現海平面高度在數米範圍內的改變所產生的力量會顯著地影響地震發生的幾率，這為我們向徹底了解地震的起因邁出了堅實的一步。”
哥奇蘭等人首次將潮的相位和潮的大小合併計算，並對地震和潮汐壓力數據進行了統計學分析，採用的計算方法來自於日本地球科學與防災研究所的地震學家田中。田中從1977年至2000年間全球發生的芮氏5.5級以上的板塊間地震中，調查了2207次被稱為“逆斷層型”地震發生的地點、時間等記錄，以及與發生地震時月球引力的關係，結果發現：地震發生的時間，與潮汐對斷層面的壓力有很高的關聯性，月球引力作用促使斷層錯位時，發生地震次數較多。
田中認為：“月球的引力只有導致地震發生的地殼發生異常變化的作用力的千分之一左右，但它的作用是不可小視的，它是地震發生的最後助力，相當於壓死駱駝的最後一根稻草。”
天秤動
從地球上看月亮，看到的月球表面並不是正好它的一半，這是因為月球像天平那樣擺動。地球上的觀測者會覺得：在月球繞地球運行一周的時間裡，月球在南北方向來回擺動，即在維度的方向像天平般的擺動，這被稱為“緯天平動”，擺動的角度範圍約6°57′；月球在東西方向上，即經度方向上來回擺動的現象，被稱為“經天平動”，擺動角度達到7°54′。除去這兩種主要的天平動，月球還有周日天平動和物理天平動，前三種天平動都並非月球在擺動，是因為觀測者本身與月球之間得相對位置發生變化而產生的現象。只有物理天平動是月球自身在擺動，而且擺動得很小。
由於月球軌道為橢圓形，當月球處於近地點時，它的自轉速度便追不上公轉速度，因此我們可見月面東部達東經98度的地區，相反，當月處於遠地點時，自轉速度比公轉速度快，因此我們可見月面西部達西經98度的地區。這種現象稱為天秤動。又由於月球軌道傾斜於地球赤道，因此月球在星空中移動時，極區會作約7度的晃動，這種現象稱為天秤動。再者，由於月球距離地球只有60地球半徑之遙，若觀測者從月出觀測至月落，觀測點便有了一個地球直徑的位移，可多見月面經度1度的地區。
成因探討
月球的起源莫衷一是。對月球的起源，歷史上大致有三大派。而後期則在各種說法的基礎上，結合研究結果而新形成了“碰撞說”，但並未定論。
分裂說
這是最早解釋月球起源的一種假設。早在1898年，著名生物學家達爾文的兒子喬治·達爾文就在《太陽系中的潮汐和類似效應》一文中指出，月球本來是地球的一部分，後來由於地球轉速太快，把地球上一部分物質拋了出去，這些物質脫離地球後形成了月球，而遺留在地球上的大坑，就是現在的太平洋。這一觀點很快就受到了一些人的反對。他們認為，以地球的自轉速度是無法將那樣大的一塊東西拋出去的。再說，如果月球是地球拋出去的，那么二者的物質成分就應該是一致的。可是通過對“阿波羅12號”飛船從月球上帶回來的岩石樣本進行化驗分析，發現二者相差非常遠。
俘獲說
這種假設認為，月球本來只是太陽系中的一顆小行星，有一次，因為運行到地球附近，被地球的引力所俘獲，從此再也沒有離開過地球。還有一種接近俘獲說的觀點認為，地球不斷把進入自己軌道的物質吸積到一起，久而久之，吸積的東西越來越多，最終形成了月球。但也有人指出，像月球這樣大的星球，地球恐怕沒有那么大的力量能將它俘獲。
同源說
這一假設認為，地球和月球都是太陽系中浮動的星雲，經過旋轉和吸積，同時形成星體。在吸積過程中，地球比月球相應要快一點，成為“哥哥”。這一假設也受到了客觀存在的挑戰。通過對“阿波羅12號”飛船從月球上帶回來的岩石樣本進行化驗分析，人們發現月球要比地球古老得多。有人認為，月球年齡至少應在53億年左右。
碰撞說
這一假設認為，太陽系演化早期，在星際空間曾形成大量的“星子”，先形成了一個相當於地球質量0.14倍的天體星子，星子通過互相碰撞、吸積而長合併形成一個原始地球。這兩個天體在各自演化過程中，分別形成了以鐵為主的金屬核和由矽酸鹽構成的幔和殼。由於這兩個天體相距不遠，因此相遇的機會就很大。一次偶然的機會，那個小的天體以每秒5千米左右的速度撞向地球。劇烈的碰撞不僅改變了地球的運動狀態，使地軸傾斜，而且還使那個小的天體被撞擊破裂，矽酸鹽殼和幔受熱蒸發，膨脹的氣體以極大的速度攜帶大量粉碎了的塵埃飛離地球。這些飛離地球的物質，主要有碰撞體的幔組成，也有少部分地球上的物質，比例大致為0.85:0.15。在撞擊體破裂時與幔分離的金屬核，因受膨脹飛離的氣體所阻而減速，大約在4小時內被吸積到地球上。飛離地球的氣體和塵埃，並沒有完全脫離地球的引力控制，通過相互吸積而結合起來，形成全部熔融的月球，或者是先形成幾個分離的小月球，在逐漸吸積形成一個部分熔融的大月球。
月食現象
也就是說，此時的太陽、地球、月球恰好（或幾乎）在同一條直線，因此從太陽照射到月球的光線，會被地球所掩蓋。
以地球而言，當月食發生的時候，太陽和月球的方向會相差180°，所以月食必定發生在“望”（即農曆15日前後）。要注意的是，由於太陽和月球在天空的軌道（稱為黃道和白道）並不在同一個平面上，而是有約5°的交角，所以只有太陽和月球分別位於黃道和白道的兩個交點附近，才有機會連成一條直線，產生月食。
分類
月食可分為月偏食、月全食兩種。當月球只有部分進入地球的本影時，就會出現月偏食；而當整個月球進入地球的本影之時，就會出現月全食。至於半影月食，是指月球只是掠過地球的半影區，造成月面亮度極輕微的減弱，很難用肉眼看出差別，因此不為人們所注意。
月球直徑約為3476千米，地球的直徑大約是月球的4倍。在月球軌道處，地球的本影的直徑仍相當於月球的2.5倍。所以當地球和月亮的中心大致在同一條直線上，月亮就會完全進入地球的本影，而產生月全食。而如果月球始終只有部分為地球本影遮住時，即只有部分月亮進入地球的本影，就發生月偏食。月球上並不會出現月環食，因為月球的體積比地球小的多。
太陽的直徑比地球的直徑大得多，地球的影子可以分為本影和半影。如果月球進入半影區域，太陽的光也可以被遮掩掉一些，這種現象在天文上稱為半影月食。由於在半影區陽光仍十分強烈，月面的光度只是極輕微減弱，多數情況下半影月食不容易用肉眼分辨。一般情況下，由於較不易為人發現，故不稱為月食，所以月食只有月全食和月偏食兩種。
另外由於地球的本影比月球大得多，這也意味著在發生月全食時，月球會完全進入地球的本影區內，所以不會出現月環食這種現象。
每年發生月食數一般為2次，最多發生3次，有時一次也不發生。因為在一般情況下，月亮不是從地球本影的上方通過，就是在下方離去，很少穿過或部分通過地球本影，所以一般情況下就不會發生月食。
據觀測資料統計，每世紀中半影月食，月偏食、月全食所發生的百分比約為36.60%，34.46%和28.94%。
月球這個熾熱的星球形成以後，當月球慢慢冷卻，月球表面就形成了一個整體的殼，當這個殼體固定下來，殼體內的岩漿會慢慢冷卻收縮，慢慢殼內的岩漿就會和殼體脫離，隨著時間的推移，內部就會形成很大的空間，岩漿在殼體內部會自然形成一個球體，由於物體的萬有引力，球體的一側沒能和殼體脫離，這樣月球就形成一個偏心的球體，隨著月球的重心偏離一側，月球發生快慢自轉，快慢轉變的能量被月球內部流動的岩漿摩擦吸收，慢慢月球就形成月球的一面朝向地球。
月球探討月球背面
地球上之所以看到月球的半面，這是因為月球的自轉周期和公轉周期嚴格相等？那這到底是巧合還是有著內在的聯繫呢？
讓我們來看看太陽系其它行星的衛星的狀況，我們可以發現絕大多數的衛星的自轉周期和公轉周期嚴格相等，看來這似乎是存在什麼內在聯繫的。
月球磁場
早期的月球專家表示，月球的磁場很弱或根本沒有磁場，而月岩的樣品顯示它們被很強的磁場磁化了。這對NASA的科學家們又是一次衝擊。因為他們以前總是假設月岩是沒有磁性的。這些科學家後來發現了月球曾有過磁場，但沒有了。
在對美國阿波羅號太空人從月球上帶回的岩石的研究中，科學家們發現，月球周圍的磁場強度不及地球磁場強度的1/1000， 月球幾乎不存在磁場。但是，研究表明，月球曾經有過磁場，後來消失了。
月球磁場從其誕生之後的5-10億年開始，直至36-39億年期間，是有磁場的。但是，當它出現了6-9億年之後，磁場卻突然消失了。地球的磁場起源於地球內部的地核，科學家認為，地核分為核心和外核，核心是固態的，外核是液態的。它的粘滯係數很小，能夠迅速流動，產生感應電流，從而產生磁場。也就是說，所有的行星其磁場都是通過感應電流作用才產生的。
對月球表面岩石的分析結果，月球不存在可以產生感應電流作用的核心。相反，所有的證據表明，月球的表面是一個已經溶解的外殼，是由流動的熔岩流體形成的“海”，後來因冷卻變成了如今這副模樣。最初，幾乎所有的天文學者都以為人類在月球上找到了海，其實月球上發暗的部分，正是熔岩流體冷卻形成的。那么，磁場到底是從哪裡產生的呢？美國加利福尼亞大學地球行星系的思德克曼教授率領的物理學專家組針對這一專題進行了三維模擬試驗。經試驗，他們終於得出了結論。據該小組介紹：體輕且流動的岩石，形成了熔岩的“海洋”，它們在從下面漂向月球表面的時候，在其表面之下殘留了大量的類似釷和鈾一樣的重放射性元素。這些元素在崩潰時放出大量的熱，這些熱量就像電熱毯一樣，加熱了月球的核心。被加熱的物質與月球的表面形成對流，從而產生了感應電流作用。此時，也就產生了月球磁場。但是，當放射性元素崩潰超越一定時點時，對流現象中止，於是感應電流作用也隨之消失。正是由於這樣的變化，才最終導致月球磁場的消失。
忒伊亞和月球
太陽系內曾經還有一顆行星，它的名字叫做“忒伊亞”（Theia），在《地球的力量》；紀錄片中被譯為《提亞》科學家推測稱這顆行星與地球發生碰撞才形成現今的月球。美國宇航局發射的兩個宇宙探測器計畫搜尋忒伊亞的殘骸物質，進而揭示月球的神秘起源之謎。
人類登月
第一個到達月球的人造物體是前蘇聯的無人登入器“月球2號”，它於1959年9月14日撞向月面。“月球2號”在同年10月7日拍攝了月球背面的照片。“月球9號”則是第一艘在月球軟著陸的登入器，它於1966年2月3日傳回由月面上拍攝的照片。“月球10號”於1966年3月31日成功入軌，成為月球第一顆人造衛星。
在冷戰期間，美國和前蘇聯一直希望在太空科技領先對方。這場太空競賽在1969年7月19日第一名人類登入月球時進入高潮。美利堅合眾國“阿波羅11號”的指令長尼爾·阿姆斯特朗是踏足月球的第一人，“阿波羅11號”的太空人留下了一塊9英寸乘7英寸的不鏽鋼牌匾在月球表面，以紀念這次登入及為有可能發現它的其他生物提供一些資料。尤金·塞爾南則是最後一個站立在月球上的人，他是1972年12月“阿波羅17號”任務的成員。
6次的阿波羅號任務及3次無人月球號任務（月球16、20、24號）把月球上的岩石及土壤樣本帶回地球。
在2004年2月，美國總統喬治·沃克·布希提出於2020年前派人重新登月。歐洲航天局及中國亦有計畫發射探測器前往月球。歐洲的“Smart 1”探測器於2003年9月27日升空，並於2004年11月15日進入繞月軌道。它將會勘察月球環境及製作月面X射線地圖。
歐洲希望在月球上建立一個“諾亞方舟”，將地球物種的基因存儲起來，當地球遭遇核戰爭危機或小行星撞擊時，人類的生命可以得到延續。據悉，歐航局將在2020年前分4個階段進行月球探測，計畫在2012年將太空人送上月球，2025年完成永久性月球基地建設。計畫耗資：約890億元人民幣。
第一個登月的人
尼爾·奧爾
美阿波羅11號登月珍貴影像
登·阿姆斯特朗(Neil Alden Armstrong) 1930年8月5日生於俄亥俄州瓦帕科內塔。1955年獲珀杜大學航空工程專業理學碩士學位。1949－1952年在美國海軍服役（飛行駕駛員）。1955年進入國家航空技術顧問委員會（即後來的國家航空和航天局）劉易斯飛行推進實驗室工作，後在委員會設在加利福尼亞的愛德華茲高速飛行站任試飛員。1962年至1970年在休斯敦國家航空和航天局載人宇宙飛船中心任太空人。1966年3月為“雙子星座－8”號宇宙飛船特級駕駛員。
嫦娥奔月
相傳，遠古時候有一個人叫后羿娶了個美麗善良的 妻子，名叫嫦娥。后羿除傳藝狩獵外，終日和妻子在一起，人們都羨慕這對郎才女貌的恩愛夫妻。一天，后羿到崑崙山訪友求道，巧遇由此經過的王母娘娘，便向王母求得一包不死藥。據說，服下此藥，能即刻升天成仙。然而，后羿捨不得撇下妻子，只好暫時把不死藥交給嫦娥珍藏。嫦娥將藥藏進梳妝檯的百寶匣里，不料被蓬蒙看到了。三天后，后羿率眾徒外出狩獵，心懷鬼胎的蓬蒙假裝生病，留了下來。待后羿率眾人走後不久，蓬蒙手持寶劍闖入內宅後院，威逼嫦娥交出不死藥。嫦娥知道自己不是蓬蒙的對手，危急之時她當機立斷，轉身打開百寶匣，拿出不死藥一口吞了下去。嫦娥吞下藥，身子立時飄離地面、衝出視窗，向天上飛去。由於嫦娥牽掛著丈夫，便飛落到離人間最近的月亮上成了仙。傍晚，后羿回到家，侍女們哭訴了白天發生的事。后羿既驚又怒，抽劍去殺惡徒，蓬蒙早逃走了。悲痛欲絕的后羿，仰望著夜空呼喚愛妻的名字。這時他驚奇地發現，今天的月亮格外皎潔明亮，而且有個晃動的身影酷似嫦娥。后羿急忙派人到嫦娥喜愛的後花園里，擺上香案，放上她平時最愛吃的蜜食鮮果，遙祭在月宮裡眷戀著自己的嫦娥。百姓們聞知嫦娥奔月成仙的訊息後，紛紛在月下擺設香案，向善良的嫦娥祈求吉祥平安。從此，中秋節拜月的風俗在民間傳開了。
吳剛折桂
月餅起義
中秋節吃月餅相傳始於元代。當時，中原廣大人民不堪忍受元朝統治階級的殘酷統治，紛紛起義抗元。朱元璋聯合各路反抗力量準備起義。但朝廷官兵搜查的十分嚴密，傳遞訊息十分困難。軍師劉伯溫便想出一計策，命令屬下把藏有“八月十五夜起義”的紙條藏入餅子裡面，再派人分頭傳送到各地起義軍中，通知他們在八月十五晚上起義回響。到了起義的那天，各路義軍一齊回響，起義軍如星火燎原。起義成功了。後來徐達就攻下元大都，訊息傳來，朱元璋高興得連忙傳下口諭，在即將來臨的中秋節，讓全體將士與民同樂，並將當年起兵時以秘密傳遞信息的“月餅”，作為節令糕點賞賜群臣。此後，“月餅”製作越發精細，品種更多，大者如圓盤，成為饋贈的佳品。以後中秋節吃月餅的習俗便在民間傳開了。
布農族神話
太古時代，天上有兩個太陽，輪流的在天空照射大地，致使大地沒有晝夜之分，炙熱的天氣，讓人類的生活十分不便。有一對夫婦勤奮的在耕地工作，將睡著的嬰兒穩穩放在樹蔭底下的石堆旁，並用棕葉遮蔽妥當。不料仍然被殘酷的太陽活活曬死，變成蜥蜴躲進石堆縫裡去。父親知道這件事情，十分悲憤，發誓將太陽射下為孩子報仇。踏上旅途之前，父親事先在住家門口種了橘子樹，就出發前往太陽上升之處，準備在太陽升空之前將它封死，射術精準的父親果然射中太陽的一隻眼睛，太陽的光芒頓時消失變成月亮，月亮閉著雙眼，胡亂的伸手抓人，由於手掌太大，父親從指縫中掙脫逃跑。由於一個太陽被人射傷成月亮，另一個太陽怕的不敢升空照耀大地，於是大地陷入一片漆黑，大家無法出外工作，更尋不到食物，生活非常的困苦。如果族人不得已一定要出門，都必須先投擲石頭，由石頭落地的聲音判斷前方是路還是深淵，一隻出外覓食的山羌，被人們丟出去的石頭擊中頭部，血流如注，山羌受不住疼痛，發出生氣的吼叫聲，這時奇怪的事情發生了，躲藏的太陽竟然被山羌的吼叫聲，嚇到空中重新照耀大地，人們又恢復正常的起居，但是山羌的額頭從此留下一個美麗的疤痕。後來，月亮傳授射日的父親各種祭典的儀式及禁忌，例如：狩獵察及播種祭時不可貪吃甜食，否則會有荒年或打射不中獵物等；月圓時候要舉行孩童祭，否則孩童會生病、死亡。父親返回部落之後，開始教導族人辦理祭祀事宜，當大家學會所有得祭典儀式，那棵橘子樹已經長成大樹。所以布農族有幾個社群在進行祭典儀式的時候，都會以橘子樹葉作為祭器。
阿美族傳說
另一則阿美族的神話，月亮教導倖存於洪水之後的兄妹如何親近，方能產下正常的子女，因為這對兄妹聽從太陽的建議，結合成為夫妻，卻生下一些怪異的生物；月亮告訴他們：“因為你們是兄妹，本不應婚配，所以要在蓆子挖孔，擺在你們之間，這樣才能生出好子嗣。”後來兄妹夫婦果然生育出四個子女，那就是人類的祖先；
還有一故事敘述一位常受繼母虐待的女孩，為了阻止眾人替她討回公道，寧願升天，五日後，眾人果然在月亮上看見女孩的身影。
另有阿美族的傳說提及兩兄弟和妹妹因為已經完成母親要安慰父親在天之靈的交代，不覺興高采烈的跳舞；三人跳著跳著，漸漸往地底陷入。他們齊聲說：“我們該做的都做了，今天晚上的月亮是哥哥，明早東邊天空的太陽是弟弟，而在黑暗的空中閃閃發光的星星是妹妹，我們永遠造福人類，媽媽再見了。”這些情節清楚呈現這些族群認為日月與星辰是人所變成的。
泰雅族傳說
許多族群的射日神話均將月亮視為太陽被射中後所變成的。譬如泰雅族的月亮故事。
故事敘述昔日天上有兩個太陽，天地無日夜之分，人類生活極苦，故此選出三青年分別背負嬰兒踏上遙遠的射日旅途，後來，所背嬰兒皆已成年，才到射日之地；一人射箭，命中太陽，太陽淌血，逐漸失去光熱，成為月亮，黑影即為箭傷的痕跡。鄒族的神話與此類似而又更進一步說地上看見的紅色石頭，就是太陽流下來的血染成的。部份族群的故事有一些變動，其內容是過去只有月亮，而月亮並非日日出現，加上月亮上有黑影，每到夜晚，大地一片晦暗，草木無法生長，人們也極感不便，於是派遣二名年輕勇士，前往射月，數十年後，其中一名以箭射中月亮，除去黑影，於是大地才有正常的光亮。
吉普賽傳說
從前有位吉普賽女子，和先生結婚多年都沒有生下孩子。某天夜裡她向月亮祈禱，祈求月亮能賜給她一個孩子。不久之後她如願懷孕，但是，當小孩生下時，他們發現這孩子沒有吉普賽人的黝黑膚色與深褐色眼睛，竟是灰色的眼睛與銀白色的肌膚，吉普賽男子非常生氣，認為是妻子背叛了他，決心要殺掉這個孩子。
吉普賽女子不忍，便將小孩子帶到山上，遺棄了他。月亮於是從此照顧起這個孩子。每當月圓之際，就是這個孩子行為良好，而每當月亮轉虧為新月，便是這個孩子哭泣，月亮為他做了個搖籃、哄他停止哭泣。
雅稱
【月亮的美稱與雅號】
玉兔（著意登樓瞻玉兔，何人張幕遮銀闕——辛棄疾）；
夜光（夜光何德，死則又育？——屈原）；
素娥（素娥即月亮之別稱——《幼學瓊林》）；
冰輪（玉鉤定誰掛，冰輪了無轍——陸游）；
玉輪（玉輪軋露濕團光，鸞佩相逢桂香陌——李賀）；
玉蟾（涼宵煙靄外，三五玉蟾秋——方乾）；
桂魄（桂魄飛來光射處，冷浸一天秋碧——蘇軾）；
蟾蜍（閩國揚帆去，蟾蜍虧復團——賈島）；
顧兔（陽鳥未出谷，顧兔半藏身——李白）；
嬋娟（但願人長久，千里共嬋娟——蘇軾）；
玉盤（小時不識月，呼作白玉盤——李白）；
歇後語
初二三的月亮——不明不白。
初七八的月亮——半邊陰。
大年初一沒月亮——年年都一樣。
大年三十盼月亮——妄想。
三十晚上盼月亮——沒指望。
上弦的月亮——兩頭奸（尖）。
十五的月亮——完美無缺
月亮跟著太陽轉——借光。
八月十五的月亮——光明正大。
月亮跟著日頭走——惜光
太空人上月球——破跳高世界紀錄
外星人說
1969年7月20日，美國東部時間22時56分，“阿波羅11號”成功登月，太空人阿姆斯特朗成為人類歷史上第一個踏上月球的地球人。
在令全世界沸騰的電視直播中，人們突然聽到太空人阿姆斯特朗說了一句：“……難以置信！……這裡有其他宇宙飛船……他們正注視著我們！”此後信號突然中斷，美國宇航局對此從未做出任何解釋。不久之後，美國政府宣布終止一切登月計畫，這一決定背後的原因至今仍是人類航天史上終極秘密。
阿姆斯特朗說那句話的時候在月球上遭遇了什麼？包括阿姆斯特朗在內的數位美國登月太空人，屢屢在各種場合發表自己“曾在月球上與外星人有過接觸”的言論，引發國際軒然大波。
