月球-百科詞條

　　俗稱月亮，也稱太陰。地球的唯一的天然衛星，離地球最近的天體。在天文學中，月球常以符號婗表示。

　　距離、大小和品質　月球距離地球平均為384，401±1公裡。這段距離約為地球赤道周長的10倍。月球軌道呈橢圓形，近地點平均距離為363，300公裡，遠地點平均距離為405，500公裡。月球平均赤道地平視差(即在平均距離處從月球看地球赤道半徑所張開的角度)為57′22_.^″60。而從地球看月球的赤道半徑張角平均值是15′32_.^″6，由此可算出月球直徑為3，476公裡，約為地球直徑的3/11。月球表面面積大約是地球表面面積的1/14，比亞洲面積稍小。月球的體積隻相當於地球體積的1/49。月球質量約等於地球質量的1／81.3。月球物質的平均密度為3.34克/厘米³，隻相當於地球密度的3/5。月面上自由落體的重力加速度為1.62米/秒²，為地球上表面重力加速度的1/6。月球上的逃逸速度約為2.4公裡/秒，為地球上的逃逸速度的1/5左右。

　　公轉軌道　月球和地球是一對伴侶，組成地月系，共同圍繞著公共質心運轉不息。地月系質心離地心約4，671公裡，因此，環繞質心與環繞地心的橢圓軌道相差不大。月球在環繞地球作橢圓運動的同時，也伴隨地球圍繞太陽公轉，每年一周。月球不但處於地球引力作用下，同時也受到來自太陽引力的影響，所以具有十分復雜的軌道運動。其中主要的軌道變化有：

　　偏心率變化　月球軌道偏心率變化在1/15到1/23的范圍內，偏心率的平均值為0.0549，接近1/18。

　　軌道傾角變化　月球軌道(白道)對地球軌道(黃道)的傾角變化在4°57′～5°19′之間，平均值為5°09′。

　　拱線運動　月球圍繞地球的橢圓軌道，在它自己的平面上也不是固定的，其橢圓的拱線（近地點和遠地點的連線）沿月球公轉方向向前移動，每8.85年移動一周。中國早在漢代，賈逵就提出月球視運動的最疾點每九年運動一周，這實際上正是拱線運動的結果。

　　交點西退　白道與黃道的交線，其空間位置並不固定，而是不斷地向西運動，每18.6年運行一周。這一現象早在東漢末年就為劉洪發現，並用於月食預報計算中。

　　中心差　由於月球軌道是橢圓而不是圓形，月球公轉速度並不均勻。月球運動同均勻的圓周運動比較，時而超前，時而落後，其半振幅為6°.29，周期為27.55455日。

　　太陽和某些大行星的攝動，使月球的運動變得十分復雜，它有上萬項的運動差。為瞭研究月球的復雜運動，許多科學傢如拉普拉斯、漢森、德洛內、希爾、E.W.佈朗等人貢獻瞭他們畢生的精力。盡管許多項都可略而不計，可是為瞭編制《月球運動表》還需保留二千項左右。大型電子計算機的使用，大大減輕瞭編制《月球運動表》中繁重的計算工作（見月球運動理論）。

　　月球繞地球轉動的周期因選用基點不同有以下幾種：①朔望月：月球盈虧的周期，以太陽為基準，平均可達29.53059日。這個周期很久以前就是中國古代歷法的基礎。②恒星月:以恒星位置為基準的周期，也就是月球繞地球轉一周，平均為27.32166日。中國早在西漢的《淮南子》一書中就已得出恒星月周期為27.32185日，達到瞭很高的精度。③交點月：以黃道和白道的交點為基準，周期為27.21222日。南北朝時代祖沖之推得的交點月周期與近代數值相當接近。④近點月：月球運行從近地點再至近地點，周期為27.55455日。中國東漢時代賈逵發現存在這種周期，並由劉洪首次測定它的長度為27.55476日，與今測值相差無幾。⑤分點月：以春分點為基準，周期為27.32158日。

　　自轉和形狀　自古以來人們就知道，月球總以相同的一面向著地球。這是由於月球自轉周期恰好和月球繞地球轉動的周期相等造成的，而這兩個周期相同則是潮汐長期作用的結果。

　　月球赤道面同它的軌道面有6°41′的傾角。因為這一傾角的存在和月球繞轉速度的不均勻等原因，在月球運動過程中，地面上某一點的觀測者多少還能看出月面邊沿有前後的擺動。這種擺動稱為月球天平動。天平動可分為：

　　幾何天平動　或稱視天平動。視天平動又可分為：經天平動、緯天平動和周日天平動，見月球光學天平動。

　　物理天平動　月球由於三條主慣性軸長度不等，在地球引力作用下，發生對平均位置的偏移。與幾何天平動不同，它是真實的擺動。物理天平動比幾何天平動小得多（見月球物理天平動）。由於這兩種天平動，從地面觀測，不止看到月球的半面，而且能看到月球的59％，其餘41％則不能直接看到。

　　月球形狀是南北極稍扁、赤道稍許隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米。南北極區也不對稱，北極區隆起，南極區窪陷約400米。但在一般計算中仍可把月球當作三軸橢圓體看待。物理天平動的研究有助於解決月球形狀問題。通過天平動研究還表明，月球重心和幾何中心並不重合，重心偏向地球2公裡。這一結論已為“阿波羅號”登月獲得的資料所證實。

　　月面特征　月面上山嶺起伏，峰巒密佈。此外，還有洋、海、灣、湖等各種特征名稱。其實，月面上並沒有水。隻是早年觀測者憑借想象，借用地球上的名稱而已，最多不過有某些形態上的相似罷瞭。

月球正面照片

　　環形山或稱月坑　月面上的最明顯的特征。環形山(crater)，希臘文的意思是“碗”，所以通常指碗狀凹坑結構。其中大的直徑可超過100公裡，小的不過是些凹坑。直徑大於1公裡的環形山總數33，000多個，占月球表面積的7～10％。環形山大多以著名天文學傢或其他學者的名字命名，月球背面有4座環形山，分別以中國古代天文學傢石申、張衡、祖沖之（見祖沖之父子）、郭守敬命名。月面最大的幾個環形山是：南極附近的貝利環形山，直徑295公裡；克拉維環形山，直徑233公裡；牛頓環形山，直徑230公裡。許多環形山的中心區有中央峰或中央峰群，高達2.5公裡。

　　月海　肉眼所看到的月面上的暗淡黑斑，它們是廣闊的平原。在月球正面，月海面積約占整個半球表面的一半。已知月海共22個（包括背面），其中最大的是風暴洋，面積約500萬平方公裡。雨海面積約90萬平方公裡。月面中央的靜海面積約26萬平方公裡。此外，較大的還有澄海、豐富海、危海、雲海等。月海大多具有圓形封閉的特點，四周是山脈。有些月海伸向陸地稱為灣，小的月海則稱為湖。

　　月陸、山脈和峭壁　月陸是月面上高出月海的地區，一般高出2～3公裡。月陸主要由淺色的斜長巖組成，其反照率較高。月球正面的月陸與月海面積大致相等，而背面則月陸面積大些。月陸形成的年代經同位素年齡測定為46億年，比月海要早。月球上也存在一些山脈，大多以地球上的山名命名，如亞平寧山脈、高加索山脈、阿爾卑斯山脈等。最長的山脈長達1，000公裡，往往高出月海3～4公裡。最高的山峰在月球南極附近，高達9，000米，比地球上最高的珠穆朗瑪峰還高。除山脈外，還有長達數百公裡的峭壁，最長的是阿爾泰峭壁。

　　月面輻射紋　典型的有第谷環形山和哥白尼環形山周圍的輻射紋。第谷環形山有輻射紋12條，從環形山周圍呈放射狀向外延伸，最長的達1，800公裡，滿月時看得最清楚。其成因尚無定論:有人說是火山爆發形成的；也有人認為是隕石轟擊月面造成的。

　　物理特性　長期天文觀測與登月的直接考察證實，月球周圍沒有明顯的磁場。月球磁場強度不及地球磁場的1/1000。月球上更沒有像地球和木星那樣的輻射帶。月球上不存在任何形態的水，完全沒有大氣，幾乎接近真空狀態。通過月球火箭探測查明：月球正面有稱為“重力瘤”或“質量瘤”的重力異常區，達12處之多；月球表面大部分地區為一層厚度不等的月塵和巖屑所覆蓋。月面物質的導熱率極低，約為6×10^-6卡/(厘米·秒·度)。月球沒有像地球大氣那樣的保護層，月面直接受到流星體的猛烈沖擊，因此在一定程度上會影響到月巖的化學成分、巖屑大小、玻璃含量以及再結晶的程度。月球早期廣泛發生火山爆發，噴出大量熔漿，從而形成月面上廣闊的熔巖平原。

月球背面照片

　　月球本身並不發光，隻反射太陽光。它的亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。它的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（見星等）。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，它的平均反照率隻有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。月球的亮度隨月齡而變化，下表以滿月亮度為100，列出不同月齡時的亮度值。從中可以看出，滿月時的亮度比上下弦要大十多倍。

不同月齡時的亮度值

　　由於月球上沒有大氣，再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低，因而月球表面晝夜的溫差很大。白天，在陽光垂直照射的地方溫度高達+127℃；夜晚，溫度可降低到-183℃。這些數值，隻表示月球表面的溫度。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度，而且所用的射電波的波長愈長，愈能探測到月面土壤中較深處的溫度。這種測量表明，月面土壤中較深處的溫度很少變化，這正是由於月面物質導熱率低造成的。

　　從月震波的傳播瞭解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼厚60～65公裡。月殼下面到1，000公裡深度是月幔，它占瞭月球大部分體積。月幔下面是月核。月核的溫度約1，000℃，很可能是熔融的，大概是由Fe-Ni-S和榴輝巖物質構成的。

　　月球背面　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公裡，有的地方則短5公裡（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公裡，而正面月殼厚度隻有60公裡左右。（見彩圖）