作者：SHAO科學(xué)傳播團隊（中國科學(xué)院上海天文臺）

文章來源于科學(xué)大院公眾號（ID：kexuedayuan）

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2019年11月4日凌晨，嫦娥四號著陸器和“玉兔二號”巡視器完成第十一月晝既定工作后，順利進入第十一個月夜休眠期。截止目前，巡視器在著陸器西北方向218.11米，累計行走里程成功突破300米，達到318.621米。

嫦娥四號著陸器地形地貌相機環(huán)拍全景圖（圖片來源：國家航天局、中國探月工程）

從最開始流傳千年“嫦娥奔月”傳說，到如今探月工程一步步取得成就，我們正在加深著對月球的了解。你對月球的了解有多少？來聽天文學(xué)家怎么說吧。

如果地球是一個籃球，那月球就是個網(wǎng)球

月球離我們的平均距離約38 萬千米，有時略近有時略遠，這個距離能塞得下30個地球。月球的直徑約為 3476 千米，大約比地球的四分之一稍多一點。如果把地球比喻成一個籃球，那月球就只有一個網(wǎng)球那么大了。月球的表面積為 3800 萬平方千米，差不多是中國陸地面積的4倍。

月球的質(zhì)量可比地球小多了，81個月球才抵得上一個地球。如果你到了月球表面，雖然你還是你，但稱出來的重量將是地球表面稱出重量的六分之一。這是因為你在月球上感受到的重力來自于月球?qū)δ愕囊Γ谛乔虮砻?，引力的大小與天體的質(zhì)量成正比，與天體半徑的平方成反比。

月球 (圖片來源：上海天文臺)

為什么說“月有陰晴圓缺”

月相已經(jīng)被觀測了上千年，古詩中寫的“月有陰晴圓缺”就是描述了這一現(xiàn)象。月相甚至是早期歷法的基礎(chǔ)。那月球真的每天都會改變形狀嗎？當然不是，這只是太陽、地球和月球之間的光影魔術(shù)而已。

月球本身不發(fā)光，我們之所以會看到月光皎潔，其實是月球表面反射太陽光的結(jié)果。被太陽照亮的、或者反射太陽光的，幾乎是月球表面的一半。月相的變化其實是由于月球相對太陽、地球的位置不同而造成的。

月球繞著地球轉(zhuǎn)，地球繞著太陽轉(zhuǎn)，太陽、地球和月球三者之間的相對位置會發(fā)生規(guī)律的變化。于是，太陽光照射月球的方向和地球上看月球的方向，兩者之間的角度是不斷在變化的，因此，我們就相當于從不同的角度去看那半個被照亮的月球，形狀自然也就不同了。

月相 (圖片來源：wiki)

月相與月食之間有什么區(qū)別？

月相和月食都是觀察到月球反射太陽光的表面、即亮面變化的過程。它們之間的不同點包括：

原因不同。

月相是由于月球、地球和太陽處在不同位置時，我們從地面上觀察到月球亮面的形狀發(fā)生變化。而月食則不然。地球在背著太陽的方向會出現(xiàn)陰影，稱作地影。地影分為本影和半影：本影指完全沒有受到太陽光直射的地方。在月球軌道附近，本影大小約2.5倍月球直徑。而半影是指只受到部分太陽直射的光線的區(qū)域。月球在環(huán)繞地球運行過程中有時會進入地影，于是就發(fā)生了月食現(xiàn)象，此時太陽、地球和月球幾乎在同一條直線上。

時間長短不同。

月相的變化在一夜之間幾乎是肉眼無法察覺的，但月食的時間通常很短，容易看出變化過程。

形狀不同。

一個弧度不斷變化，一個幾乎不變。在月相改變的過程中，找到月牙兩端形成的圓弧頂點A和B點，如果連一條線，你會發(fā)現(xiàn)這條線總是經(jīng)過月球圓面的中心O，而這兩個點相對于中心所形成的角度總是約180度。但月食過程中，這一角度一直在變化，有時大于180度，有時小于180度，只有在某個瞬間是180度。

邊緣不同。

一個界限清晰，一個界限模糊。由于月球沒有大氣，所以月相的陰暗交界線比較清晰，而月食過程中地球陰影的邊緣是模糊的。

月偏食

永遠看不到的月球背面

月球和地球是相互吸引的。地球靠近月球的一側(cè)，受到的引力要比遠離月球的一側(cè)更強，我們把這種作用稱為潮汐作用。

假設(shè)地球表面均勻地分布著海洋，由于月球的引力，地球上的海水在地球、月球連線方向上，被拉扯得稍微有點隆起，隆起的海洋體現(xiàn)的是漲潮。反過來就是退潮，這就是地球上的潮汐現(xiàn)象。

潮汐其實是我們地球和月球拴在一起的又一種表現(xiàn)形式，月球的引力盡力拉扯著地球。與此同時，地球也以相同的引力拉扯著月球?？鋸堃稽c來說，地球和月球在它們的連線方向，互相把對方拉成了一點“橄欖球”的形狀。

地球?qū)υ虑虮砻娴某毕Φ男Ч疽鈭D ( 圖片來源：上海天文臺)

很久以前，人們就發(fā)現(xiàn)月球好像對著我們的總是同一面，看到的滿月幾乎一樣。為什么呢？這其實就是潮汐作用的后果，我們稱之為潮汐鎖定。

地球把月球輕微地拉扯成了一個長橢球形，其中被拉長的方向（長軸）與地月連線方向相近。如果月球自己轉(zhuǎn)得比較快，那么橢球的長軸會偏離朝著地球的方向。但是地球的引力又不斷地將其拉回來。

漸漸地，地球的這種引力作用將影響月球的自轉(zhuǎn)速度。如果月球自己轉(zhuǎn)得快，那么地球會把它向反方向拉扯減慢它的自轉(zhuǎn)速度。

久而久之，月球會老老實實地將一個面朝向地球。你會發(fā)現(xiàn)這時月球的自轉(zhuǎn)周期和它繞地球的公轉(zhuǎn)周期變成一樣了，就像被鎖住了一樣，所以叫做潮汐鎖定。

月球幾乎總是同一面對著我們 (圖片來源：上海天文臺)

要想看到月球的另一面，我們只能依靠衛(wèi)星或者探測器了。月球探測是人類走出地球搖籃，邁向浩瀚宇宙的第一步，也是人類探測太陽系的開端。當前，探索月球，開發(fā)月球資源，建立月球基地已然成為世界航天活動的必然趨勢和競爭熱點。

“探索天文”系列課是什么？

它是由中國科學(xué)院上海天文臺佘山科普教育基地出品的一套公益性天文課程。以天文學(xué)中大眾關(guān)注度最高、最有趣的話題為主題，讓專業(yè)的一線天文科研人員和科普專家從復(fù)雜的知識點中選取最有代表性的內(nèi)容，分別從天文望遠鏡、月球、太陽系、星系動物園、黑洞、星座這六個方面，多角度地、趣味性和知識性兼有地介紹天文學(xué)中的知識和研究方法等。

拓展閱讀

王綬琯,方成.十萬個為什么[M].上海：少年兒童出版社,2013

鄒永廖.嫦娥奔月[M].上海：上?？萍冀逃霭嫔?2007

http://www.clep.org.cn/

https://moon.nasa.gov/


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