月球背面有晝夜現(xiàn)象嗎？

月球背面只是相對地球而言的，月球上有晝夜之分，月球自轉(zhuǎn)周期是27.32天，但是月球上的一個(gè)晝夜為29.53天，大約就是農(nóng)歷中的一個(gè)月。

月球繞著地球轉(zhuǎn)，由于月球被地球潮汐鎖定，所以月球的公轉(zhuǎn)周期和自轉(zhuǎn)周期完全相等，對于地球參考系來說，月球公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為27.32天。

但是月球公轉(zhuǎn)一周后，地球在太陽系中的位置已經(jīng)發(fā)生了變化，此時(shí)月相的周期要比月球公轉(zhuǎn)周期滯后θ天：

根據(jù)地球公轉(zhuǎn)周期365.2422天，可以計(jì)算出：

θ=2.21天；

于是月球上一個(gè)晝夜的周期為：

27.32+2.21=29.53天：

月球上沒有空氣，白天陽光會直接照射到月球表面，夜晚時(shí)會暴露在-270℃的宇宙環(huán)境中，使得月球白天溫度高達(dá)120攝氏度，夜晚降至零下170攝氏度。

所以，在月球上的一個(gè)晝夜周期為29.53天，并滯后于月球公轉(zhuǎn)周期27.32天；在地球上觀察月相，月相周期也是29.53天，這就是農(nóng)歷月份取29天和30天的原因，用來平攤這29.53天。

值得注意的是，農(nóng)歷的12個(gè)月為29.53*12=354.36天，比地球公轉(zhuǎn)周期（365.2422天）少了10.8822天；于是在農(nóng)歷中，需要在適當(dāng)?shù)哪攴菁尤腴c月，來彌補(bǔ)每年差的這10.8822天。

為什么說如果月亮只有公轉(zhuǎn)而沒自轉(zhuǎn)，地球上的人將可能觀察到月球的背面？

看一下下面的圖，想象一下。

這是月球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)同步時(shí)（也就是現(xiàn)在情況）的示意圖。小人頭部指向圖片的右邊。由于月球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)同步，小人頭部指向也隨月球自轉(zhuǎn)而移動，不管月球公轉(zhuǎn)到軌道的什么位置，地球都在小人頭頂上的位置，月球背面從地球上是看不到的。

如果月球只有公轉(zhuǎn)，沒有自轉(zhuǎn)，我們從上圖中左側(cè)開始想象。

月球從左側(cè)開始公轉(zhuǎn)，月球上的那個(gè)小人所在的月面朝向地球。當(dāng)月球公轉(zhuǎn)到下方位置時(shí)，由于月球不自轉(zhuǎn)，小人頭頂所指的方向不變，仍指向圖片的右邊。當(dāng)月球公轉(zhuǎn)到圖片右側(cè)時(shí)，小人頭部還是指向圖片右邊，不指向地球，指向公轉(zhuǎn)軌道的外邊了。此時(shí)，月球背面也就剛好朝向地球了。

隨著月球繼續(xù)公轉(zhuǎn)，月球背面又漸漸轉(zhuǎn)出，正面又漸漸朝向地球了。

所以說，如果月球只有公轉(zhuǎn)，沒有自轉(zhuǎn)，我們從地球上就可以看到月球背面了。

月球的背面是什么，和正面是一樣的嗎？

從古至今，月球的背面一直是我們看不見的地方。1959年10月7日，前蘇聯(lián)的太空船月球3號傳回第一張?jiān)虑虮趁娴恼掌?，人類有史以來第一次見到了月亮背面的樣子。隨后的探測器不斷更新月球背面圖片，使得月球背面不再陌生。月球背面不像正面那樣有許多的月海，而是有非常多的隕石坑，這可能是為了保衛(wèi)地球。

月球的背面（月亮的古老黑暗面——這里的“黑暗”指的是不被地球所見，而不是未被照亮）是月球的另一個(gè)半球，它總是背離地球。月球背面的地形崎嶇不平，有許多撞擊坑和相對較少的月海平面。它擁有太陽系中最大的隕石坑之一 - 南極 - 艾托肯盆地。月亮的正面和背面會先后經(jīng)歷兩周的陽光照射和兩周的夜晚; 月球的背面被稱為“月亮的黑暗面”，意思是從地球上看不見，而不是缺乏太陽光照射。

由于天平動，大約18％的月球背面可以從地球上看到。剩下的82％直到1959年才被觀測到，當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的月球3號太空探測器拍攝到了它。蘇聯(lián)科學(xué)院于1960年出版了第一張?jiān)虑虮趁娴牡貓D集。1968年，阿波羅8號任務(wù)的宇航員是第一批在月球軌道上直接觀察到該地區(qū)的人類。到目前為止，還沒有人踏上月球背面。

天文學(xué)家建議在月球的背面安裝一個(gè)大型射電望遠(yuǎn)鏡，這樣月球就可以屏蔽來自地球的無線電干擾。

為什么背面一直看不見？

來自地球的潮汐力減慢了月球自轉(zhuǎn)的速度，使得月球的同一面總是面對著地球，這種現(xiàn)象叫做潮汐鎖定。然而在地球上，月球另一面的大部分我們都不可以看見。由于天平動的緣故，我們看見的月球正面大約有59%。

因?yàn)楸趁婵床灰姡杂袝r(shí)候人們也會稱背面為“月亮的黑暗面”。這里的黑暗面不是指太陽光永遠(yuǎn)照射不到，主要是由于潮汐鎖定以及月球?yàn)閷?shí)體，所以黑暗面看不見的意思。實(shí)際上，如果地球、月球、太陽三者幾乎成一條直線時(shí)，黑暗面就完全在太陽光的照射中。

背面與正面的差異

月球的兩個(gè)半球有著截然不同的外觀結(jié)構(gòu)，月球正面覆蓋著許多個(gè)寬廣的月海（拉丁語為“海洋”，因?yàn)楣糯煳膶W(xué)家錯(cuò)誤地認(rèn)為這些平原是月球的海洋）。然而月球背面有一些古老而密集的坑洼（撞擊坑），幾乎沒有月海的特征。背面只有1%的表面被月海所覆蓋，而在正面有31.2%。這種差異最貼切的解釋是熱量的生成集中在月球正面的半球上，如已被證實(shí)的來自月球勘探者的γ射線光譜地質(zhì)化學(xué)圖。

還有人提出，兩個(gè)面之間的差異可能是由于與較小的伴星相撞而引起的，這個(gè)伴星也起源于忒伊亞碰撞事件。在這個(gè)模型中，撞擊導(dǎo)致了一個(gè)增生堆而不是隕石坑，造成了半球范圍的層和厚度可能與背面高地的大小一致。

月球背面有更明顯的隕石坑。有人認(rèn)為這是由于月球熔巖流造成的，它們覆蓋和遮蔽了隕石坑，而不是來自地球的屏蔽作用。根據(jù)NASA的計(jì)算，從月球上看，地球在41000平方度的天空中只遮蔽了大約4平方度。這使得地球作為月球的“盾牌”可以忽略不計(jì)......月球的每一面都可能受到相同數(shù)量的撞擊，但是熔巖的重鋪使得正面可見的隕石坑數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于背面，盡管兩面都受到了相同數(shù)量的撞擊。

最新的研究表明，月球面向地球的一面撞擊坑較少的原因可能是月球形成時(shí)來自地球的熱量造成的。月球地殼主要由鋁和鈣凝結(jié)并與地幔中的硅酸鹽結(jié)合形成的斜長石組成的。較冷的背面會較快地凝結(jié)這些元素，因此會形成較厚的外殼;流星體撞擊正面有時(shí)會穿透這里較薄的地殼，并釋放出玄武巖熔巖，從而形成月海，但在背面這樣的事件很少發(fā)生。

人類探測器拜訪背面

直到20世紀(jì)50年代后期，人們對月球的背面依舊知之甚少。月球的天平動允許我們看見了月球背面的小部分景象。然而，這也只是低角度的觀察而已。背面剩余的82％的表面仍然是未知的，其特征一直有很多的猜測。

通過天平動我們可以看到背面特征的一個(gè)例子是東方海，它是一個(gè)橫跨近1000公里（600英里）的顯著的沖擊盆地，然而直到1906年，這個(gè)特征才被德國天文學(xué)家尤利烏斯·海因里?！じダ蚀慕o予命名。盆地的真實(shí)性質(zhì)是在20世紀(jì)60年代被發(fā)現(xiàn)的。該盆地在1967年被月球軌道飛行器4號拍攝到。

在太空探索開始之前，天文學(xué)家并沒有預(yù)料到背面居然會與地球可見的一面不同。1959年10月7日，蘇聯(lián)探測器月球3號拍攝了月球背面的第一張照片，其中東方海是解析出的18個(gè)地形特征之一，覆蓋了三分之一從地球上看不見的表面。通過對這些圖像進(jìn)行分析，1960年11月6日，蘇聯(lián)科學(xué)院出版了月球背面的第一張地圖集。它包括了500個(gè)景觀特征的目錄。一年之后，前蘇聯(lián)以月球3號探測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，制做了第一個(gè)月球儀（比例為1:13 600 000），其中也包括了地球上不可見的月球背面的特征。1965年7月20日，前蘇聯(lián)的另一個(gè)探測器“Zond 3”傳回了 25張質(zhì)量非常好的月球背面照片，分辨率比月球3號高得多。特別的是，還發(fā)現(xiàn)了數(shù)百公里長的隕石坑鏈，但是出乎意料的沒有發(fā)現(xiàn)肉眼可見的像地球那樣的平原。1967年，“月球背面地圖集”的第二部分在莫斯科出版，根據(jù)Zond 3的數(shù)據(jù)，目錄新增加了包括4000個(gè)新發(fā)現(xiàn)的月球背面景觀特征。同年，蘇聯(lián)發(fā)布了第一幅“月球完整地圖”（1:500000比例尺）和更新的完整版本月球儀（1:100000比例尺），呈現(xiàn)了95%的月球表面。

因?yàn)榍忠u月球正面的太陽風(fēng)受到地球的遮蔽，所以估計(jì)月球背面的月海會有月球表面最高的氦-3濃度。相對而言，這種同位素在地球上是非常罕見的，但是在核聚變的反應(yīng)堆中是很好的燃料。這種物質(zhì)的存在給了主張?jiān)谠虑蚪⒒氐闹С终咭粋€(gè)很好的理由。

人類第一張?jiān)铝帘趁娴暮诎渍掌稍虑?號于1959年10月7日拍攝。圖片來自：OKB-1

（圖左：傳回地球的第一張?jiān)虑虮趁嬗跋?，左邊的暗色區(qū)域分別為危海、史密斯海、界海，下方為南海，右上為莫斯科海。圖右：月球勘測軌道器拍攝的月球背面。來源：https://moon.nasa.gov/resources/26/）

月球背面的彩色照片.圖片來自：NASA/GSFC/Arizona State University

太陽的光線能不能照到月球的背面？

月球的正面和背面是以地球?yàn)閰⒖紒碚f的。月球在億萬年的繞地運(yùn)行中已經(jīng)被地球潮汐鎖定，這樣只能有一面對著地球，站在地球上的人看月球只能看到月球的一面，這一面就被人定義為月球的正面。地球上看不到的那一面就是月球的背面。

如果太陽系內(nèi)的一顆行星被太陽潮汐鎖定了，這顆星球就只能有一面對著太陽，太陽光不會直接照射到這顆星球的背面。地球自轉(zhuǎn)的速度越來越慢，如果地球不被毀滅，照這個(gè)趨勢下去，幾十億年后地球自轉(zhuǎn)一圈用的時(shí)間就會和圍著太陽公轉(zhuǎn)一圈用的時(shí)間相同，那樣地球就被太陽潮汐鎖定了，到那時(shí)地球就只能有一個(gè)面接受太陽光的照射。

月球自轉(zhuǎn)周期和圍著地球的公轉(zhuǎn)周期都是27.32天，而隨著地球圍繞太陽轉(zhuǎn)一圈需要365天。這樣隨著月球的自轉(zhuǎn)，陽光會普照月球的正面和背面。地球上看到的上弦月、下弦月、新月、滿月等就是太陽照射到月球不同位置形成的。農(nóng)歷初一、三十附近，天上看不到月亮，就是因?yàn)榇藭r(shí)太陽照射到月球的背面，月球的正面沒有太陽光直接照到上面，所以地球上的人看不到。到了農(nóng)歷十五附近，一輪滿月掛在天空，太陽光照射的是月球的正面，背面就是月球的黑夜。

有一種現(xiàn)象叫做“新月抱舊月”，當(dāng)月牙離地平線不遠(yuǎn)時(shí)，用望遠(yuǎn)鏡甚至用肉眼就能直接觀察到明亮的月牙還抱著灰灰的月球的另一部分。明亮的月牙是太陽光直接照射過去的，灰灰的部分是地球反射到月球上的太陽光照亮的。這樣太陽光經(jīng)過地球的中轉(zhuǎn)也算是到達(dá)了月球的黑暗面，就好像夜晚地球上的人看到明亮的月光一樣。

夜晚觀察月球的好處？

答復(fù)如下的簡單提問如下：

觀察月球只有夜晚才能看到，如果是在白天話，觀察月球只有用天文望遠(yuǎn)鏡才能觀察的，當(dāng)然用天文望遠(yuǎn)鏡一般情況下都是天文學(xué)家或天文愛好者。

夜晚觀察月球時(shí)，月球明亮，輪廓與月面清晰，可以清楚的觀看到月球面貌，月面的基本情況，如果能用上天文望遠(yuǎn)鏡的話，就如身臨其境，能更好的觀察欣賞月球面貌和美景了。