无法追寻的身世之谜
月亮是地球最近的伴侣，是人们探索宇宙的第一站。但是，月亮是从哪里来的呢？它是怎样形成的呢？对它的身世，人们至今还没有弄清楚。
一个多世纪以来，科学家们相继提出了许多月球成因的假说，总的说来有分裂说、俘获说、同源说和碰撞说4大类。
月亮（1）提出分裂说的科学家认为，地球和月球原来是一个行星。当这个行星还处于熔融状态时，由于星体高速的自转，行星从赤道带上甩出了一大块物质，月球就是由这块物质形成的。
分裂大致发生在地球已形成地核以后，月球是含金属很少的地球中间层——地幔分出去的。所以月球的化学组成与地幔相似，而与整个地球的平均成分不同。月球的实际情况正是如此，分裂说似乎很有说服力。
然而，科学家经过计算后发现，如果让液态地球物质从赤道分离出去，地球的自转速度必须很快，自转一周应不大于2.65小时。
问题出现了。地球自转一周的时间不能大于2.65小时，那是多么快的速度啊！是什么原因使地球自转得这样迅速的呢？分裂说没有提供令人满意的证据。
如果月球是从赤道上飞走的，那么它的轨道平面应该与地球赤道平面相一致。但事实上，月球轨道平面与地球赤道平面有一个不小的夹角。这又是为什么呢？分裂说也没有回答。
（2）俘获说的提出者认为，地球和月亮诞生在同一块太阳星云里。月亮诞生以后，起初独自绕太阳公转。后来由于天体的碰撞或其他的原因，它走近地球，冷不防被地球的引力抓住俘获，于是就变成了地球的卫星。这一戏剧性的事件，大约发生在35亿～40亿年前的某一个时期。
地月系他们还认为，月球和地球的化学组成及密度不同，它们有各自不同的来历。而且行星捕获一些小天体成为自己的卫星，也时有发生。
但是，使人费解的是月亮不同于一般的小天体，要俘获它是很不容易的。月球原先绕日公转速度很快，当它接近地球时，必须大大减慢速度才有可能被地球的引力捉住，原则上不是从地球身边溜走，就是撞在地球上。它是怎样轻易地就作了别人的俘虏的呢？
一些学者对地球捕获月球的过程进行了详细的分析计算，对月球在接近地球时，会不会放“慢步”，专门做了研究，但结果令人遗憾。另外，科学家根据氧同位素测定，认为地球和月球的物质有近缘关系，而不像是从前离得很远以后才被俘获的。
（3）地球和月球同源说的学者认为，月球和地球是一对孪生兄弟，是双双相伴而在同一块星云中诞生的。
月亮成为地球的伴侣，不是偶然事件凑合成的，完全是自然而然的事。不过，同胞兄弟应十分相像，但实际上它们的成分差异很大，又如何解释呢？
经过一段时间的思索，有些学者作出了这样的假设：地球和月球虽然是由同一块星云形成的双星，但形成方式和时间上有先有后。地球是凝聚，铁金属“装备”了地球。剩余的物质凝集成了月球，所以它们虽然是孪生却不太相像。
（4）研究月球起因的不少学者认为，碰撞能说明许多月球成因的难题，天体的碰撞时有发生。月球碰撞形成的假说听起来似乎离奇，但却有较大的可能性。
主张碰撞的学者认为，在地球形成后不久，一个来自太阳系内部的，像火星那样大的天体，以11千米/秒呈斜角碰撞了地球。这一碰不仅使地球自转变快了，同时在碰撞最强的部位，抛出了许多因撞击加热而气化了的岩石物质。这些气体先是绕地球转动，而后凝聚成了月球。撞击物质中既有地球的，也有撞击者留下的。
由于地球和那个肇事天体的碰撞是在双方岩石外层和地幔部位发生的，这就形成了月球物质组成中缺铁而多岩石的现状，而成分与地球又有一定的亲缘关系。
各种说法都有自己的道理，但是又都有一些难以解释的问题存在。那么月球究竟是怎么形成的呢？我们相信在不久的将来，科学家们一定会给我们一个合理的解释的。
月亮的真面目
虽然人们至今无法解释月球的身世，但是它自从诞生之日起就充当起了地球忠诚的卫士，这是不争的事实。月球，我国古时候称太阴，民间叫月亮。它还有几个高雅的名字——素娥、婵娟、嫦娥、玉盘、冰镜……
月球是地球独一无二的卫星，哥白尼称它为地球的卫士。自从它诞生以来，在数十亿年的漫长岁月里，它始终与地球形影不离。它是地球唯一的天然卫星。像地球一样，它是一颗坚实的固体星球。它一面绕着地球转，一面和地球一道绕太阳运行。
在前文中我们已经提到，在民间传说中，月亮是一个美好的世界，其中广寒宫尤其令人心驰神往：白玉石的台阶，白玉石的柱子，飞檐戏彩，碧瓦流丹，是神仙居住的地方。传说，唐明皇游月宫时，广寒宫里一片仙乐之声，众仙女挥袖舞袂，载歌载舞，唱起了《羽衣霓裳曲》。
遗憾得很，被称为天堂和仙境的广寒宫原来是徒有虚名的。400多年前，意大利著名科学家伽利略自制了一架望远镜。1609年末，他用这架望远镜首次观察了广寒宫。这是人类第一次用望远镜观测别的星球。
由于伽利略一举成功，从此开创了光学天文的新时代。但是，伽利略没有看到广寒宫的雕梁画栋，没有看到嫦娥仙子的婀娜舞姿，也没有看到白毛红眼睛的小白兔。
事实上，自从人类注视天空以来，用眼睛远眺，拿望远镜遥望，用仪器测绘拍照，尤其是自1959年苏联“月球—1号”绕月飞行以来，探访月球的飞船将近100艘，并有6批12人登上了月宫。
由于望远镜遥望和宇航员的亲临拜访，目前人类对月球的了解远远超过对南极和大洋的底部。按照现代人对月球的认识，被誉为广寒宫的月亮上既无空气又无水，是一片毫无生气的不毛之地。由于没有空气，失去了传播声音和散射阳光的媒介，因此，月亮上听不到声音，见不到蓝天，整天昏昏然暗黑一片，即使在阳光高照的“白天”，天空依然明星高照，星斗阑干。
由于没有空气保温，月球的表面温度变化相当剧烈。白天，中午的温度高到127℃，比我国最热的地方——吐鲁番盆地还要热得多。夜晚，黎明前的温度降到-183℃，比地球上冰天雪地的两极地区还要寒冷。
月亮是一个不大的天体，平均直径是3476千米，大约是地球的3/11。根据它的直径，就能计算它的表面积和体积。月亮的表面积是3800万平方千米，相当于地球表面积的1/14，比4个中国还要小。月球的体积是220亿立方千米，只有地球体积的1/49。
也许你会感觉很奇怪，既然太阳比地球大得多，地球又比月亮大得多，为什么看起来太阳和月亮差不多一样大呢？
原来我们看到的星球大小叫视大小。视大小由它们的角直径度量。所谓角直径，就是天体的圆面直径在观测者眼睛里所张的角度。这个角度由天体的直径和它到观测者距离的比值决定的。
月面像一面明镜，太阳像一只圆盘。太阳的直径大约是月亮的400倍。太阳到地球的距离也大约是月亮的400倍，因此两者的角直径大体相同，所以看起来它们大小差不多了。
月亮的质量是分析它对地球上物体所产生的吸引力得出来的。根据万有引力定律，月亮对地球上物体的吸引力，同月亮和被吸引物体的质量成正比，同它们之间的距离平方成反比。被吸引物体的质量是已知数，月亮到地球的距离也已经知道，只要测出被吸引物体受到月亮的吸引力是多少，立刻就能算出月亮的质量。
用什么作被吸引物体呢？最适当的当然是海水。月亮默默地吸引海水，使海水每日升高2次，这叫潮汐。
精确地研究潮汐时海水升高的高度，便可以测出月亮的吸引力，因而可以测量出月亮的质量。用这种方法确定的月球质量，约等于地球质量的1/81，即7400亿亿吨。
将月球的质量除以它的体积，就得到它的密度。月球的平均密度为3.34克/立方厘米，是地球密度的3/5，比组成地壳岩石的平均密度稍大一点。
根据月球的质量和半径，很容易计算出月球表面的重力，只有地球的1/6。就是说，一个在地面上重60千克的人，到了月球上，体重只有10千克，和地球上一个抱在怀里的娃娃差不多重。
由于重力小，在月球上人人都是跳高健将。在地球上，朱建华曾经以2.39米的成绩成了世界跳高冠军。在月球上，要跳过2.39米是不费吹灰之力的。像朱建华这样的优秀运动员，跳过7米、8米是不成问题的。
由于重力小，在月球上举步行路十分艰难。首次登上月球的美国宇航员阿姆斯特朗从登月舱上下来，9级扶梯竟花了3分钟。看了他沿登月舱扶梯踉踉跄跄而下的镜头，真叫人捧腹大笑。
过去很长的时间里，人们生活在地球上，“坐地观天”，看到了奇观异景往往无法解释，只好乞求神话来帮忙。用肉眼看月亮，最明显的特征是明暗相间、影影绰绰的，古人把这些特征想象成桂花树、广寒宫、蟾蜍和小白兔。
用现代望远镜和其他仪器测量，以及宇航员在月球上的考察，都没捕获到兔子，相反，倒抓到了山和“海”。根据现在的认识，月球上是高低不平的，高的是山，凹的是“海”，主要结构有下面几种：
月球表面（1）“海”。说来奇怪，月亮上没有空气和水，哪里来的海？原来这是月球上明显的暗黑部分。它们是伽利略首先发现的。
1609年，伽利略用望远镜观测月球时，看到月面上亮的部分是山，可惜，他的望远镜放大倍率太低，看不清暗的部分是什么。他根据地球上有山有水的自然景色，把这些暗黑的部分想象为海洋，并给予“云海”、“湿海”和“风暴洋”之类的名称。实际上，月海是低凹的广阔平原。
“月海”
现在人们已经知道，月面的“海”约占可见月面的2/5。著名的月海共有22个，其中最大的是风暴洋，面积约500万平方千米，有半个中国大。其次是雨海，面积约90万平方千米。此外，月面上较大的海还有澄海、丰富海、危海等。
月面上不仅有“海”，还有“湾”和“湖”。月海伸向陆地的部分称为湾，小的月海称为湖。
（2）环形山。月面上山岭起伏，峰峦密布，最明显的特征是环形山。“环形山”来源于希腊文，意思是碗。通常把碗状凹坑结构称为环形山。环形山最大的环形山是月球南极附近的贝利环形山，直径295千米。其次是克拉维环形山，直径233千米。再次是牛顿环形山，直径230千米。直径大于1千米的环形山比比皆是，总数超过33000个。小的环形山只是些凹坑。环形山大多数以著名天文学家或其他学者名字命名。
环形山是怎样形成的呢？有2种理论。①认为是流星、彗星和小行星撞击月面的结果；②认为是月面上火山喷发而成的。现在看来，这两种方式都可以形成环形山。小环形山可能是撞击而成的，大环形山则可能是火山爆发的结果。
除“海”和环形山外，还有险峻的山脉和孤立的山。月面上的山有的高达8000米。它们大多数是以地球上山脉的名字命名的，例如亚平宁山脉、高加索山脉和阿尔卑斯山脉等。最长的山脉长达1000千米，高出月海3～4千米。最高的山峰在南极附近，高度达9000米，比地球上世界屋脊——珠穆朗玛峰还高。
（3）月面辐射纹。这是非常有趣的构成物，常以大环形山为中心，向四周作辐射状发散出去，成为白色发亮的条纹，宽约10～20千米。在向四周伸展出去的路上，即使经过山、谷和环形山，宽度和方向也不改变。典型的辐射纹是第谷环形山和哥白尼环形山周围的辐射纹。第谷环形山辐射纹有12条，从环形山周围呈放射状向外延伸，最长的达1800千米，满月时可以看得很清楚。
（4）月陆和峭壁。月面上比月海高的地区叫月陆，其高度一般在2～3千米，主要由浅色的斜长岩组成。在月亮的正面，月陆和月海的面积大致相等。在月亮背面，月陆的面积大于月海。经同位素测定，月陆形成的年代和地球差不多，比月海要早。
在月球表面上，除了山脉和“海洋”以外，还有长达数百千米的峭壁，其中最长的峭壁叫阿尔泰峭壁。
知识点《霓裳羽衣曲》
《霓裳羽衣曲》即《霓裳羽衣舞》，是唐朝大曲中的法曲精品，唐歌舞的集大成之作。直到现在，它仍无愧于音乐舞蹈史上的一颗璀璨的明珠。唐玄宗作曲，安史之乱后失传。在南唐时期，李煜和大周后将其大部分补齐，但是金陵城破时，被李煜下令烧毁了。到了南宋年间，姜夔发现商调霓裳曲的乐谱十八段。这些片断还保存在他的《白石道人歌曲》里。
月亮与地球的距离
月球作为一名“卫士”，同它的“主人”——地球是相处得很好的。它诞生40多亿年以来，始终围绕着地球不停地转动。
此外，它还是满天星斗中离地球最近的一颗星，平均距离只有384401千米。月球到地球的距离，只有太阳到地球距离的1/400。
38万多千米，一颗速度为500米/秒的炮弹，需要飞行9天；每秒传播332米的声音，需要传播13天。
即使是光线，从月亮到达地球，也得走1.25秒钟。这样遥远的距离是如何测量出来的呢？用皮尺测量吗？天各一方，人如何在辽阔的宇宙空间一下一下摆弄皮尺呢？幸好，科学家们有聪明才智，他们会出主意，能想办法。在天文学家的精心钻研下，一个个巧妙的办法想出来了。
第一次测量月球距离的是古希腊的喜帕恰斯。他利用月食测量了月亮距离。当时希腊人已经意识到，月食是由于地球处于太阳和月亮中间，地影投射到月面上造成的。根据掠过月面的地影曲线弯曲的情况，能显示出地球与月亮的相对大小，再运用简单的几何学原理，便可以推算出月亮的距离。看，月亮主演的月食这部电影对古人认识月球和地球之间的关系起到了多么重要的作用啊！
喜帕恰斯得出，月亮到地球的距离几乎是地球直径的30倍。假若他采纳了埃拉特塞尼的地球直径数字，那么月亮到地球的距离是381000千米，和今天采用的数字很相近。
1751年，法国的拉朗德和拉卡伊，用三角法精确地测量了月亮的距离。三角法是测量队常用的一种方法，它能用来测量不能直接到达的地方的距离。
比如，在一条奔腾咆哮的河对岸有一建筑物，要想知道它的距离，又不能渡过河去，就可以用三角法测量。
方法是在河这边选取两个基点，量出它们之间的距离（这两个基点之间的连线叫基线），然后在两个基点上分别量出被测目标同基线的夹角，就可以计算出被测建筑物的距离。拉朗德和拉卡伊所用的正是这种方法。
不过，由于天体都很遥远，用三角法测量天体时，基线要取得很长。拉朗德和拉卡伊选取柏林和好望角作基点。拉朗德在柏林，拉卡伊在好望角，同时观察月亮。他们测得月亮离地球是384400千米。
随着科学技术的发展，20世纪50年代以来，先后发展了雷达测月和激光测月。雷达测月在1946年开始试验，1947年首次获得成功。用这种方法测量的月—地距离是384403千米，误差在1千米之内。目前国际天文界共同采用的数字是384401千米。
激光的发明，特别是1960年第一台红宝石激光器问世，使得天文学家有可能将雷达天文扩展到光学波段。在测量月—地距离时，人们用激光雷达代替无线电雷达，这就是在科学界很受推崇和注意的激光测月。
红宝石激光器
由于激光的方向性极好，光束非常集中，单色性极强，因此它的回波很容易同其他形式的光区分开来，所以激光测月的精确度远比雷达测月高，可精确到几十厘米。
第一次成功地接收到月面反射回来的激光脉冲是1962年，它为激光测月拉开了序幕。7年以后，美国用“阿波罗—11号”宇宙飞船把2名宇航员送上了月球。
他们在月面上安装了供激光测距用的光学后向反射器组件。这个组件反射的激光脉冲，将严格地沿着原路返回地面激光发射站，供地面接收。用这种方法测量月—地距离，精度可达到8厘米。
月球公转和月相
月亮是个颇有趣味的天体。这不仅在于它有美妙的神话传说，还在于它能在长空漫步和就地转圈子。用天文学上的话来说，就是月亮的运动。
月亮有2种运动：围绕地球的公转和绕轴自转。此外，在地球上看来，还有像其他星星一样的东升西落运动。不过，那不是月亮本身的运动，而是地球自转的反映。
行啊，行啊，走不完的路，转不完的圈子。月亮在自己的轨道上，围绕地球转了40多亿年了，还没停歇过。
月亮绕地球运行的轨道叫白道。白道是一个椭圆，扁扁的，地球位于椭圆的一个焦点上。白道上距离地球中心最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。近地点到地球中心的距离是356400千米，远地点到地球中心的距离是406700千米。
天体运行轨道的形状由它的偏心率决定。偏心率大，表示椭圆较扁；偏心率小，椭圆较圆。白道的偏心率是0.0549，比黄道略扁一些。
白道和黄道相交于2点，一是升交点，一是降交点。这两点的位置不是固定不变的，而是不断地西移，每隔18年7个月，沿黄道移动一圈。由于交点西移，月亮东移，所以月亮连续2次经过某一交点的时间间隔，比它连续2次经过某一恒星的时间间隔要短。
前者叫交点月，后者叫恒星月。交点月等于27.21天，恒星月等于27.32天。因为只有当月亮位于交点附近时，才有可能发生日食和月食，所以月亮经过交点的时间，同日、月食有很大关系。
白道不仅同黄道有一定的夹角，同它的赤道面也有6°41′的夹角。因为这一倾斜的存在和月亮运行速度的不均匀性，在月球运动过程中，地面上某一固定地点的观测者，才能看到一半以上的月亮表面。
月亮的自转和公转最直接的反映就是月相的变化。“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺，此事古难全。”这是苏东坡的著名词句。
十五的月亮，圆圆的，明亮的，像一面明镜，洁白，美好。“花好月圆”更是一种诗情画意的境界。然而被人称作“天灯”的明月，并不是夜夜照耀在天空的。
月球公转与月相变化
在农历初八、九和廿二、廿三，天边的明月变成了阴阳脸，半边明亮，半边黑暗。在农历初三四和廿五六，月面明亮的部分更少，只有镰刀似的弯弯一钩月牙。而农历月初和月底，连月牙也不复存在了。
这是怎么回事呢？很多人不知道。于是出现了种种猜想。有的人认为，有东西挡住了月亮；全部挡住，看不见月亮；挡住一部分，看见部分月亮；一点不挡，看见一轮明月。
也有人认为，月亮半边发光，半边不发光。不发光的半边朝我们的时候，我们看不见月亮。发光的半边朝我们的时候，我们看见圆圆的月亮。在这两种情况中间，我们看见部分月亮。
这些说法貌似有理，其实都是错误的。早在我国东汉时期，著名天文学家张衡就认识到，月亮本身不发光，它是被太阳照亮的。朝向太阳的一面就亮，背着太阳的一面就暗。他在《灵宪》中写道：“月光生于日之所照，魄生于日之所蔽；当日则光盈，就日则光尽。”这些认识是正确的。
月亮本身的确不会发光，是靠反射太阳光而发亮的。没有太阳的照耀，我们便看不到月亮。太阳只能照亮半边月亮，另外半边照不到。只有向太阳的一面才明亮，背太阳的一面是黑暗的。
月亮在绕地球公转的过程中，太阳、地球和月亮的相对位置是经常改变的，地面观测者所看到的月面明暗部分，也将随着这三者相对位置的变化而变化。月亮盈亏圆缺的各种形状叫做月亮的位相，简称月相。月相的变化就是日、月、地三者相对位置变化造成的。
月相变化图是月亮、太阳和地球三者相对位置的示意图。当月亮转到太阳和地球之间时，月亮朝地球的一面背着阳光，因此我们看不见月光，这是朔日。朔日在农历初一。
朔日后的第一天，太阳刚落山，月亮就在西方地平线上了。往后，每隔一天，月亮就东移一点，向地球的一面被太阳照亮的部分也增加一点。
朔后两三天，天空就出现一钩弯弯的娥眉月，习惯上叫做新月。在娥眉月的时候，往往能在月牙外面看到稍暗的一圈光辉，这叫灰光，或称新月抱旧月。这个所抱的旧月不是别的，正是我们地球反射的太阳光照到月亮上的结果。
新月以后，月亮继续东移。我们见到的月面部分也继续增大。到朔日后七八天，即农历初七八时，朝地球的月亮，半边黑暗，半边明亮，因此我们能看到半边月亮，这叫“上弦”。
“上弦”以后，月亮渐渐转到和太阳相对的一边，朝地球的一面照到太阳光的部分越来越多。当太阳、月亮和地球三者成一直线，地球位于太阳和月亮中间时，朝地球的一面月亮全部被太阳照亮，我们能看到整个圆面，这叫满月，或者叫“望日”。“望日”一般在农历十五或十六。
“望日”以后，月亮继续绕地球运行。但日、月、地的相对位置发生了变化，因此朝地球的一面被太阳照亮的部分在逐渐减少。“望日”后七八天，即农历廿二三的时候，朝地球的一面月亮又是一半明亮，一半黑暗，我们又只能看到半个月亮。这叫“下弦”。
下弦以后，月亮继续绕地球运行。朝地球一面的月亮被照亮的部分越来越少，最后只剩弯弯一钩月牙，这叫“残月”。
在农历月底的时候，连一丝残月也见不到，最后又回到朔日。
月相这样周而复始地变化着。月相变化的周期叫做朔望月，一个朔望月等于29.53天。为了计算方便，一个月平均为29.5天。月大30天，月小29天。
在编制农历的时候，“朔”日规定在每月初一。由于月相变化的真正周期（29.53天）比一个朔望月（29.5天）长，所以“望日”不一定在农历十五，可能在十六或者十七。
仔细观察月夜星空，不难发现月亮的运动和其他星星不同。月亮升起的时间，同前一天与它同时升起的星星相比，比任何星都迟，好像它在向东方后退似的。这个现象还可由日落时月亮在天空的位置看出来。
在朔日，夕阳傍山时月亮位于西方地平线上。在娥眉月时，它位于西南方天空。上弦时，它升到了正南方向。
“满月”时，“日落西山，月升东海”。下弦时，月亮姗姗来迟，半夜才从东方地平线上爬起来。残月出现，天已黎明了。
这种现象是月亮公转造成的。根据计算，月亮每天相对于恒星东移13.2度，每小时大约移半度，月亮的圆面也大约只有半度，所以，月亮每小时在恒星之间约移动一个月面的距离，27天多就可以移动360度，也就是一圈。
就是说，假如月亮起初位于一颗亮星附近，第二天它就到了该星东面13.2度，第三天在该星东面26.4度，以此类推。27.32天以后，它们又走到一起来了。月亮这种从某恒星出发，在天空周游一圈，又回到该星附近同一位置的时间间隔叫做恒星月。前面说过，一个恒星月等于27.32天。
综上所述，恒星月、朔望月和交点月的长度是不相同的。为便于记忆，将它们列在下面。
朔望月：29.53天，
恒星月：27.32天，
交点月：27.21天。
知识点黄道
黄道是地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆。由于地球的公转运动受到其他行星和月球等天体的引力作用，黄道面在空间的位置产生不规则的连续变化。但在变化过程中，瞬时轨道平面总是通过太阳中心。这种变化可以用一种很缓慢的长期运动再叠加一些短周期变化来表示。
摇摆的月亮
除了绕地球公转外，月亮还在原地打转转。这就是自转。“月亮有自转？”有人不相信，“用望远镜看月亮，它老是一面朝着我们哩。”
其实，正是这个“老是一面朝着我们”才证明它有自转。不然的话，它在公转的时候，朝我们的一面要不断地改变。
老是一面朝着我们，泄漏了一个天机：月亮上“一天”等于地球上“一年”。这里所述的“天”和“年”是同地球类比而言的。
在地球上，“一天”是地球自转“一圈”的时间，“一年”是地球绕太阳公转一圈的时间。月亮上一天等于地球上一年，表示它的自转周期和公转周期相同。
月面上没有空气，即使在阳光耀眼的“白天”，仍有满天星星。在月球上看太阳，它在空中运行得十分缓慢。
因为月面上无法区分年和月，白天和黑夜各长14.8天。因此，月亮上的日出和日落的过程是壮观的、漫长的，其过程可长达1小时。
在日出的时候，东方会出现一种日冕光造成的奇景。美国宇航员亲眼目睹了这一美景。他形容说：“美极了，很难用语言来形容。”
另一方面，环形山给月面上造成了犬齿形的“地平线”。这种“地平线”在日出和日落时，也能产生美丽的奇景。这种奇景能保持好几分钟，看了真叫人如醉如痴！
应当指出，月亮并不是严格地一面朝着我们的，如果是这样，我们只能看到50％的月面了，而实际上我们却看到了59％。其中9％的月面是在它摇摆时看到的。
月亮的“摇摆舞”天文学上叫做天平动。月亮的天平动分为几何天平动和物理天平动两种。几何天平动又名光学天平动和视天平动。它是由几何方面的原因而引起的。它有上下和左右的摇摆。
具体说来，一种是前俯后仰的摇摆。当月亮运行到白道最北点时，人们可以在月亮南极多看到6°41′区域；月亮运行到白道最南点时，人们可以在月亮北极多看到6°41′区域。
这种前俯后仰的摇摆，是月亮的赤道和黄道有6°41′的夹角造成的，天文学上叫做纬天平动。
第二是左右摇摆。月亮在椭圆轨道上运行，当它在轨道上从近地点奔向远地点时，它西边外侧在经度方向有7度45分被地面上看到；当它由远地点奔向近地点时，它东边外侧在经度方向有7度45分被地面上看到。这种现象是月亮在椭圆形轨道上运动速度有快有慢造成的，这种摇摆叫做经天平动。
第三是由于视差原因。在月亮从地平面上升起和降落的时候，还能多看到1度左右的月面。这叫周日天平动。
物理天平动是描述月亮自转轴状态的。现代的电子计算机计算表明，月亮自转轴所指的方向不是固定不变的，自转速度也有变化，它们形成一个幅度较小的摆动，周期为1个月。像地极移动一样，这种摇摆也会造成2秒左右的天平动。
月亮在围绕地球公转的时候，每天从西向东前进13.2度，这使得月亮从地平线上升起的时间和位置每天都有所不同。
在时间上，平均每天约晚50分钟升起，即第二天月亮从地平线上升起的时间比第一天晚50分钟。但季节不同，这个数字变化很大。这个变化不是月亮速度变化造成的，而是白道面与地平面所成的角度不同的结果。
秋季，这个角度较小，所以每天晚的时间少；春季，这个角度较大，所以每天晚的时间大。
以北纬40度地方为例，秋季的时候，有时月亮比前一天晚升起22分钟；而在春季，有时却比前一天晚升起80分钟。由于月亮从地平线上升起的时间一天比一天晚，所以在同一个时间，月亮在天空的位置也一天比一天向东移。
在位置上，月亮和太阳的情况相似，出没的方向和到达天空正南方的高度都有较大的变化。
月亮的出没和太阳的情形正好相反：日出时月落，日落时月出。冬季，太阳从东南方升起，在西南方落下，而月亮从东北方升起，从西北方落下，半夜时到达正南方，位置最高。
冬季月亮在天空照耀的时间比其他季节长。夏季，满月出没的位置犹如冬天的太阳，从东南升起，在西南落下，到达正南的高度也很低。
知识点黄赤交角
地球的自转轴与其公转的轨道面成66°34′的倾斜。地球的自转同它公转之间的这种关系，天文学和地理学上通常用它的余角（23°26′），即赤道面与轨道面的交角来表示；而在地心天球上，则表现为黄道与天赤道的交角，并被称为黄赤交角，又称黄赤大距。黄道与天赤道的两个交点，叫白羊宫（白羊座）第一点和天秤宫（天秤座）第一点，在北半球分别称为春分点和秋分点，合称二分点。黄道上距天赤道最远的两点，叫巨蟹宫（巨蟹座）第一点和摩羯宫（摩羯座）第一点，即北半球的夏至点和冬至点，合称二至点。二至点距天赤道23°26′，称黄赤大距，是黄角交角在地心天球上的表现。
月球的色泽之谜
阿姆斯特朗第一位踏上月面的宇航员阿姆斯特朗在向月面降落时，曾向地球发回这样的报告：“……月面的颜色很有趣，当你从与太阳光相平行的角度观察时，月面是灰白色；观察角度与阳光成立角时，却又变成了一种奇怪的深灰色。”
“阿波罗8号”的飞行员也曾说过：“月球上不是黑便是白，没有一点其他的颜色。”
然而当你站在月球正面抬头仰望地球时，月西天空中巨大蔚蓝色的星球，光色亮洁，美丽而又亲切。在阳光照耀下，地球上淡蓝色的大气层里环绕着片片白云。深蓝色的是海洋，黄色的是陆地，覆盖着白色冰雪的是极地。
在月球上看地球圆面要比满月大14倍，比满月亮80多倍，因而在月面上的地光照耀下，可以看书看报，还可以十分明显地看到地球上被太阳照亮的白天部分和黑夜部分。
从月球上看到的地球还有一种奇特的现象，那就是在月球的正面，地球永不下落，而太阳、恒星却在它身后徐徐而过。想改变地球在月空中的位置那倒也不难，只要观测者挪动在月面的位置便可以了。
如果你站在低谷环形山旁看地球，地球挂在南方天空；向南走到沿海地区时，又会发现明亮的地球移到了北方天空。在月球东部看，地球在西方天空；在月球西部看，地球又出现在东方。到了月球背面，地球则隐没永不露面。这一现象说明了地球在月球上空的位置不随时间而变，只与观测者所在月面的位置有关。
在月球上看地球，地球也有外表的相貌变化，类似于月相的变化。地球位相变化的过程跟月亮的位相变化过程恰好相反。
比如在地球上初一时，月球处在日地之间，人们见不到月亮，但在月球上看地球，地球恰是又圆又亮。而在十五、十六满月时，地球恰好处在月亮与太阳之间，这时从月球上应该看不到地球，可是由于地球周围的大气折射和散射太阳光，所以在月球上仍可以模糊地看见地球。
地球周围有一层很厚的大气包围着，太阳光射入地球大气层时，蓝色光受到地球大气的散射，使我们能够看到蔚蓝色的天空。然而在月球上没有空气散射太阳光，我们可以看到的是太阳高悬天空，天空仍然一片漆黑。星星像一粒粒夜明珠和太阳一起镶嵌在黑丝绒似的天幕上，同升同落。太阳是那样明亮，慢慢地在星星间自西向东穿行。
在月球上能见到日食，却看不到地球食。月球上的日食现象，是指地球在太阳与月亮之间，大致成一连线时，地球遮住太阳的现象。
月球上的日食是一幅非常美丽的景色，是地球上的日食无法比拟的。由于地球周围包裹着一层厚厚的大气，太阳光中的红光通过这层大气折射到月球上来，使整个月球在日全食的过程中沐浴在一片神秘的古铜色的辉光中。
这时，月球漆黑的天空中挂着的地球则像一个黑色的圆盘，周围围着一圈红色的光环。整个日全食过程最长可以延续2个多小时，可让人们尽情欣赏。
在月球上观看日出、日落同样让你激动不已。那是因为月球上环形山造成犬齿形的“地平线”，会使日出或日落时出现地球上仅有日全食瞬间出现的“倍利珠”。夺目的光辉从山隙中喷薄而出，而又能在好几分钟内保持这种现象，真叫人如痴如醉。
神秘的月震
在月球上发生类似地震一样的震动，叫月震。1969年以前，人们谈起月震来，还只是作为一件奇事来猜想，或进行科学推测而已。总之，那时谈月震确实还是个谜。
人类为了实现登月的理想，必须要确切掌握月面环境状况，如月球表面结构如何？月球内部活动怎样？有没有月震？月震的能量有多大？月震的频次是多少？等等，问题直接涉及人类能不能登月、能不能长期在月球上停留。因此，探索月震活动是实现人类登月考察的重要问题之一。
1969年7月，美国“阿波罗11号”载人飞船首次登月时，放到月面的科学测量仪器中，就有自动月震仪。在以后几次人类登月活动中也都带去了测量月震的仪器。
第一个自动月震仪放在月面的静海西南角。其他5个分别在风暴洋内东南边、弗拉·摩洛地区、亚平宁山区的哈德利峡谷、笛卡尔高地和澄海东南的金牛—利持罗峡谷。因此，人类在地球上就能了解月球的脉搏——月震。
宇航员在安装月震仪探得月震次数每年平均近千次，多属深源震，强度不如地震大，仅相当1.2级地震。月震在月球内部要经过多次日波反射，震波持续的时间长。
同样震级的小震，在地球上持续1分钟左右，而在月球上要持续1个小时。月震中有陨石撞击引起的月震，还有为测试月面和月亮的物理性质，而向月面抛射登月舱和引爆金属管、枪榴弹筒等物质引起的人工月震。
如今已知，向着地球这面的月震比背着地球的那面月震多。向地球一面分布着4个深月震的震中带。月海区比月陆区的月震多，深震源区有109个，在这些区域反复发生月震。科学家们发现，深月震的时间分布有一定的周期规律，有13.6日、27.2日和206日等周期，说明深月震的发生与地球和太阳对月球的起潮力有触发性的关系。
科学家还得知浅月震比深月震少，在1万多次月震中只记录到28次。但浅月震能量大，已记录到最大的浅月震为4.8级，浅月震与地月之间的位置无明显关系。有人认为浅月震可能属月球的构造月震，但也有人不同意这个观点，仍属奥秘。
应当特别指出的是，月震仪每个月都会记录下相同的曲线。分析后发现：每个月当月球离地球最近时，也是受到地球引力最大时，月球就会出现完全相同的月震特征。而这种情况几乎是不应该发生的。
换个说法，就是月震以1个月时间为间隔发生，就像时钟一样准确。当月球最接近地球时（近地点）便开始出现月震的最初征兆，在月球运行到距近地点5天前，月震的初兆便显露出来。
科学家对这种现象感到十分惊异！“阿波罗12号”飞船与“阿波罗14号”飞船在月球上安装的月震仪记录的结果全都一样。
美国《纽约时报》也报道了这一奇怪现象：最近在月球发现的这些现象说明整个月球都在发生同样的震动。这些震动实质上是一回事！这篇报道还补充说：“月震总是让月震仪留下同样的记录，这应当使月面学专家们惊叹不已。”
这篇报道的措词是委婉而谨慎的，实质问题是天然岩石的隆起和崩毁为什么经常发生在同一时刻？老资格的月球研究者盖利·莱萨姆博士承认，月震发生时间像与时钟同步一样准确，但无法做出解释。他认为这种现象就是解释月震的难以自圆其说的矛盾之处。
还有另一种让人感到十分惊异的现象，当宇航员向月面抛掷登月舱和引爆榴弹筒造成人工月震时，月震仪的记录再次让人震惊，月震实测持续了3个多小时，月震深度达到30~40千米，直到3小时20分钟后才逐渐结束，科学家们更感到惶惑了，美国NASA的地震学家们对此面面相觑，没有一个人能够做出令人满意的解释。
而相信“月球是宇宙飞船”假说的人，认为将月震归于“自然现象”是永远无法解释的。如果从他们的观点出发，把月震解释为“人为”的原因造成的月震，也就是说月震可能是受某一智慧生物的定时操控造成的；月球内部是中空的；月球是宇宙飞船。那么一切月震之谜就化为乌有了。
月球闪光之谜
在最近100多年来对月球的观测中，发现了不少月面的变化现象，令人惊讶，令人迷惑，又趣味盎然，它表面的辉光现象就是一例。月球表面有时突然出现粹光、雾焰、闪烁等发光现象，甚至还有颜色变化。
曾为“阿波罗”号宇航员所目睹的这些现象引起了天文学家的兴趣和关注。发现这些星星点点的月球闪光多出现于环形山的周边和中央峰，以及月海盆地边缘一带，通常可持续20分钟左右，有时也忽明忽暗延续数小时之久。即使在没有日照的黑暗里，也亮光闪烁。
月球的变幻无常现象被称为短暂现象，至今已记录到1400多次，也许其中的一部分是由于大气干扰等原因造成的错觉和幻觉，但短暂现象的存在是可信的。然而月球为什么会发光，人们一直都在探索、解谜中。
威廉·赫歇尔从所看到的闪光呈微红色而认为是月球火山喷发。1958年11月3日，苏联科学家柯兹列夫发现阿尔卑斯环形山口内的中央峰变得又暗又模糊，并发出一种从未见过的红光，又变成发出白光，亮度增加1倍，直到第二夜，环形山才恢复原来的面目。
他也认为是罕见的火山喷发。1961年，柯兹列夫在阿里斯塔克环形山中央又观测到这种现象，光谱分析说明这次发光所溢出的气体是氦气。有人认为对于内部活动早已完全停止了32年的月球，偶有零星的小规模火山喷发也是完全可能的。
但是望远镜和探月飞船都不曾找到月面上的任何新鲜熔岩痕迹。每次闪光后，发光点的月貌也没有发生过丝毫的变化，所以月球发光的“火山喷发说”有疑问。那么是气体释放吗，还是其他什么现象？
1963年11月1日，英国曼彻斯特大学的两位研究人员于开普勒环形山及其附近地区，2小时内发现2次红色发光现象，每次发光面积都超过了10000平方千米。他们指出持续时间不长而面积那么大的发光现象，不可能由某种月球内部原因造成，起因应该是太阳。
他们认为，由于月球不存在大气，月面受到紫外线、X射线、γ射线等全部太阳辐射的猛烈袭击，月面的某些地方有可能被激发而发光，面积也可能比较大。
研究证明，使用滤光片和光电观测确实会发现更多的月球发光点。只有某些地点才可能强烈到肉眼可见的程度，以致有人将月球发光称为“月球耀斑”。
然而从日地关系研究来看，虽然月球不具有地球那样稠密的大气，太阳辐射是否强烈到能直接激励月球表面物质发光，还是大有疑问的。
1980年，美国莱斯特大学的天文学家阿伦·米尔斯提出，潮汐作用触发的月震，使月表下的气体从裂缝和断层中释放出来，将月球表面的尘埃吹起，它们可在月表真空状态中滞留20分钟，而又可以从不同角度反射阳光，让地面观测者看到变色或发亮等现象。
“阿波罗15号”测量证实，经常闪光的阿里斯塔克环形山逸出的气体量最大。然而“米尔斯说”对发生在月球黑暗面上的闪光，却很难自圆其说。
1985年5月23日，希腊一位学者发现自己拍的月球照片中，其中一张有清晰的亮点，发生在月球明暗界线附近一环形山地区。
对此，他设想，月面没有大气，被太阳照亮的月面部分的温度，与没有太阳照亮部分的温度相差悬殊。当太阳从明暗界线附近地区升起时，一下子从黑夜变为白天的那部分月面温度迅速升高，从-100多℃升到100多℃，强烈而迅速的温度变化使得月球岩石爆裂开来。
爆裂后漫射电子点燃了月岩所含的气体，发出闪光。最近，美国洛克希德导弹与空间公司的电信工程师理查德·齐托也提出了类似的看法。他曾检测过一些从月球采集回来的月岩标本，发现岩石中确实含有挥发性气体氦和氮。他认为，月岩热破裂时释放出来的电子能，完全有可能把挥发性气体点燃，引起短暂的闪光现象。而在地面实验室中进行的月岩标本爆裂的模拟实验表明，真的会迸出小火花。所以，这是目前对月球发光现象最有说服力的一种新解释。
要想彻底解开月球发光之谜，还需更进一步的观测研究，特别是登上月球实地探测，才是最好的办法。
知识点火山喷发
火山喷发是一种奇特的地质现象，是地壳运动的一种表现形式，也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发成分，加之上覆岩层的围压，使这些挥发成分溶解在岩浆中无法溢出，当岩浆上升靠近地表时压力减小，挥发成分急剧被释放出来，于是形成火山喷发。
地月亲密接触的证据
碧波荡漾的蔚蓝色大海，不停地进行着自己的潮汐变化。大海退潮时，几十米甚至几百米海底天地裸露出来，水下那些五光十色的水产动物，贝壳、鱼、虫，五颜六彩，色质斑斓，煞是好看。涨潮的时候，海水随着海风和波浪慢慢地向海滩上延伸，不断侵吞，美丽的五彩图又重新回到了大海的怀抱，这就是人们所熟知的潮汐现象。
世界上所有的海水，每天都有2次涨落，而且涨落的时间也有一定。早晨海水上涨，叫做“潮”；傍晚海水上涨，叫做“汐”。不过，平时把潮和汐都叫做“潮”。
各地海水涨落的高低可不一样，在波罗的海与黑海，潮水的涨落，几乎看不出来。在俄罗斯的彼得格勒，潮水的涨落，总共也只相差5厘米。而在白海和巴伦支海的潮水，却是“蜂拥而涨”，“急流勇退”，涨潮与落潮的海面，要相差4～7米。
芬地湾芬地湾潮汐是世界上最大的潮汐。芬地湾位于加拿大的新斯科舍省和美国最东北部的缅因州和加拿大新布伦斯威克省之间。加拿大新斯科舍省米纳斯低地的布恩科特赫德潮汐的最大振幅平均为14.5米，最高达16.3米。
海水为什么会时涨时落呢？在国外，第一个研究这个问题的是古希腊的航海家彼费。后来，英国物理学家牛顿用科学的道理揭穿了潮水的秘密。他证明：引起潮水的原因，主要是由于月亮对海水有很大的引力。
在我国古代，一些具有进步思想的哲学家和科学家，在总结历代劳动人民的实践经验和自己亲身观察的感性材料的基础上，曾对潮汐和日、月运行之间的本质联系有过许多独创的见解。
这些见解与同时期阿拉伯等地各个民族对海潮的认识比较起来，不但毫不逊色，而且在许多方面还有所超越；即使从现代科学的观点来看，我国古代关于潮汐成因的某些见解，也是非常难能可贵的。
我国著名唯物论思想家王充（公元27年～约97年）在《论衡》一书里说：“涛（即“潮”，古代涛、潮二字通用）之起也，随月盛衰，大小满损不齐同……以月为节也。”
王充的这种关于潮汐随月盛衰的思想渊源，可追溯到起源于商（公元前16～前11世纪）、周（公元前11～前8世纪）之际的《易经》和后来战国、秦汉时期的一些著作。
地球表面上的海水，随时随刻都被无形的三只大手在争夺着。一只大手是地球对海水的引力（也称万有引力），另外两只大手是月亮和太阳对海水的引力。
王充这三个引力相比较，地球的引力最大，使海水永恒地依附在地球表面上。太阳虽然比月亮大，但是太阳距离地球，比月亮距离地球要远400倍，所以月亮对海水的引力比太阳大。据计算，月球对地球的引力作用会使地球表面升高0.563米，太阳的引力作用使地球表面升高0.246米，这样加起来可知海水最大潮差应为0.8米左右。
但是，由于海水容量增减和各地区地形的不同，潮差往往是千差万别，有些地方的潮差竟高达19.6米！
其实，海水并不是地球上唯一能够产生潮汐现象的液体物质，无独有偶，地球的固体地壳同样会产生潮汐效应，只是人们无法感觉到罢了。它不同于海水潮汐的地方是它有自己固定的“潮汐”，每月2次，一般地表升10厘米左右，有些地区还可达60厘米。
如果从地球以外做同步观察，地球就好像一头熟睡着的庞大蛋形巨兽，一涨一缩地周期“呼吸”着，虽然它并没有进行什么物质交换，但把地表涨落现象称为地球的呼吸是最形象不过了。
大气层也受到了引力的作用，纵然起伏变化很小，但它也应算做地球的一种“呼吸”形式。换句话说，不仅海洋里有潮汐，地球表面上几千千米厚的大气层，也有潮汐现象；即使相当结实的地壳，也有潮汐涨落。
太阳、地球和月亮之间的关系真的很亲密啊！潮汐正是它们之间亲密关系的见证。其实，它们之间的亲密关系还有许多其他的表现，日食和月食也是它们之间的亲密关系造成的。
开发月球的财富
月球是我们的邻居，是人类的一笔巨大财富，开发月球的时代即将到来。
月球是地球的卫星。现代科学家对月球的了解，甚至超过了对南极的了解。自1959年1月，苏联的“月球1号”飞临月球以来，人们已经发射了近100个月球探测器，获得大量有关月球表面、月质结构等方面的资料。
由于月球的自转周期与它的公转周期正好相同，月球总是只有一面朝着地球，月球背面一直是个不解之谜。1959年苏联的“月球1号”，拍摄到第一幅月球背面的照片，才揭开了它的秘密。
它同正面有较大的差异，月面凹凸不平，起伏悬殊，有些地方月球半径长4千米，而有的又短5千米。月球背面的月壳厚度达150千米，比正面厚90千米。月球的背面还有众多的环形山。
美国的“月球探测器”4号和5号，在飞临月球的“雨海”、“危海”等“月海”上空的时候，发现下面的重力场特别强，表明那里的物质聚集特别集中，这种地方称为“质量瘤”。
在月球正面发现了12处这样的质量瘤。“阿波罗”登月带回来的月岩和月壤样品中，发现了60种矿物质，其中有6种是地球上没有的。地球上所有的化学元素，在月岩和月壤中都已经找到了，但是没有找到生命物质。
美国施密特博士和另一名宇航员赛南上校，乘1972年12月7日发射的“阿波罗”17号宇宙飞船飞往月球，进行了历时74小时59分的月球考察，是人类在月球上逗留时间最长的一次。
这次考察取得的成果也很大，他们在月球表面上建立了一座有核动力的实验室，收集了重114千克的各种月岩、泥土，还开着四轮电瓶车旅行了16千米，最后才满载而归，飞回了地球。
月球尽管是一个连简单的生命都没有的荒凉世界，但它拥有大量的铁块状矿石，除含铁以外，还含有镍和钴。月岩和月壤中还含有铝、钛、锰等金属及放射性元素钠和钍等。
月球上的火成岩是提取铝、硅、氧的良好原料，而氧对发展空间科技来说是至关重要的，建造空间工厂所需的原料大都可以在月球上找到。
月球上的岩石有一半是氧的化合态，核能可以把这些物质分解，从中提取氧，最终以液态形式运回地球，液氧可成为航天器的主要燃料，像航天飞机那么大的一艘飞船可运回20吨液化氧。这些氧足够美国使用1年。
月球上的环境虽然对人的生存是可怕的，但同时它却是生产某些材料的理想环境。如生产过程需要的真空、无菌和极度低温，生产工业钻石、药物和有些精密仪器时，就需要这种环境。在月球上发射航天器可以比在地球上发射节约许多燃料。
如何设计适应月球条件的封闭式建筑物，将是一个大难题。在阳光直射的正午，月球表面的温度可达到120℃，在夜间温度又降至-150℃。这就要求建筑物设计成密封和能控制温度的结构，还要能保护人体免受辐射的侵害和使作物生长，并且使食物、空气、水、燃料和废物相互循环，成为一个整体，在效率、数量和质量上满足月球生活的需要。
科学家正在设想在不久的将来登上月球，并长久地生活下去。
知识点火成岩
火成岩由岩浆直接凝固而成。高温之岩浆在从液态冷却中结晶成多种矿物，矿物再紧密结合成火成岩。化学成分各异之岩浆，最后成为矿物成分各异之火成岩，种类繁多，细分之有数百种。如依其含矽量之高低做最简明之分类，火成岩有酸性、中性、基性，及超基性四大类。同时火成岩之晶体，因结晶时在地下之深度不一亦有粗细之别；将此分别代表深浅之粗细作为矿物成分以外之另一分类依据。
聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com
小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源