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月球俗稱月亮，也稱太陰。月球的年齡大約也是46億年，它與地球形影相隨，關(guān)系密切。月球也有殼、幔、核等分層結(jié)構(gòu)。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(tài)的。月球直徑約3476公里，是地球的3/11。體積只有地球的1/49，質(zhì)量約7350億億噸，相當(dāng)于地球質(zhì)量的1/81，月面的重力差不多相當(dāng)于地球重力的1/6。

月球上面有陰暗的部分和明亮的區(qū)域。早期的天文學(xué)家在觀察月球時，以為發(fā)暗的地區(qū)都有海水覆蓋，因此把它們稱為“海 ”。著名的有云海、濕海、靜海等。而明亮的部分是山脈，那里層巒疊嶂，山脈縱橫，到處都是星羅棋布的環(huán)形山。位于南極附近的貝利環(huán)形山直徑295公里，可以把整個海南島裝進(jìn)去。最深的山是牛頓環(huán)形山，深達(dá)8788米。除了環(huán)形山，月面上也有普通的山脈。高山和深谷疊現(xiàn)，別有一番風(fēng)光。

月球的正面永遠(yuǎn)向著地球。另一方面，除了在月面邊沿附近的區(qū)域因天秤動而間中可見以外，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它幾乎沒有月海這種較暗的月面特征。而當(dāng)探測器運(yùn)行至月球背面時，它將無法與地球直接通訊。

月球約一個農(nóng)歷月繞地球運(yùn)行一周，而每小時相對背景星空移動半度，即與月面的視直徑相若。與其他衛(wèi)星不同，月球的軌道平面較接近黃道面，而不是在地球的赤道面附近。

相對于背景星空，月球圍繞地球運(yùn)行(月球公轉(zhuǎn))一周所需時間稱為一個恒星月;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。朔望月較恒星月長是因為地球在月球運(yùn)行期間，本身也在繞日的軌道上前進(jìn)了一段距離。

因為月球的自轉(zhuǎn)周期和它的公轉(zhuǎn)周期是完全一樣的，我們只能看見月球永遠(yuǎn)用同一面向著地球。自月球形成早期，月球便一直受到一個力矩/url]的影響引致自轉(zhuǎn)速度減慢，這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此，部分地球自轉(zhuǎn)的角動量轉(zhuǎn)變?yōu)樵虑蚶@地公轉(zhuǎn)的角動量，其結(jié)果是月球以每年約38毫米的速度遠(yuǎn)離地球。同時地球的自轉(zhuǎn)越來越慢，一天的長度每年變長15微秒。

月球?qū)Φ厍蛩�施的引力是潮汐現(xiàn)象的起因之一。月球圍繞地球的軌道為同步軌道，所謂的同步自轉(zhuǎn)并非嚴(yán)格。由于月球軌道為橢圓形，當(dāng)月球處于近日點(diǎn)時，它的自轉(zhuǎn)速度便追不上公轉(zhuǎn)速度，因此我們可見月面東部達(dá)東經(jīng)98度的地區(qū)，相反，當(dāng)月處于遠(yuǎn)日點(diǎn)時，自轉(zhuǎn)速度比公轉(zhuǎn)速度快，因此我們可見月面西部達(dá)西經(jīng)98度的地區(qū)。這種現(xiàn)象稱為天秤動。又由于月球軌道傾斜于地球赤道，因此月球在星空中移動時，極區(qū)會作約7度的晃動，這種現(xiàn)象稱為天秤動。再者，由于月球距離地球只有60地球半徑之遙，若觀測者從月出觀測至月落，觀測點(diǎn)便有了一個地球直徑的位移，可多見月面經(jīng)度1度的地區(qū)。這種現(xiàn)象稱為天秤動。

嚴(yán)格來說，地球與月球圍繞共同質(zhì)心運(yùn)轉(zhuǎn)，共同質(zhì)心距地心4700千米(即地球半徑的2/3處)。由于共同質(zhì)心在地球表面以下，地球圍繞共同質(zhì)心的運(yùn)動好像是在“晃動”一般。從地球北極上空觀看，地球和月球均以迎時針方向自轉(zhuǎn);而且月球也是以迎時針繞地運(yùn)行;甚至地球也是以迎時針繞日公轉(zhuǎn)的。

很多人不明白為甚么月球軌道傾角和月球自轉(zhuǎn)軸傾角的數(shù)值會有這么大的變化。其實，軌道傾角是相對于中心天體(即地球)而言的，而自轉(zhuǎn)軸傾角則相對于衛(wèi)星(即月球)本身的軌道面。在這個定義習(xí)慣很適合一般情況(例如人造衛(wèi)星的軌道)而且是數(shù)值相當(dāng)固定的，但月球卻非如此。

月球的軌道平面(白道面)與黃道面(地球的公轉(zhuǎn)軌道平面)保持著5.145 396°的夾角，而月球自轉(zhuǎn)軸則與黃道面的法線成1.5424°的夾角。因為地球并非完美球形，而是在赤道較為隆起，因此白道面在不斷進(jìn)動(即與黃道的交點(diǎn)在順時針轉(zhuǎn)動)，每6793.5天(18.5966年)完成一周。期間，白道面相對于地球赤道面(地球赤道面以23.45°傾斜于黃道面)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(zhuǎn)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(zhuǎn)軸的傾角，使它出現(xiàn)±0.002 56°的擺動，稱為章動。

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