武汉科技馆宇宙展厅

月球是地球的天然卫星，它公转的同时也在自转。但月球上因自转形成的太阳东升西落的景象，却与地球不同。在地球的早晨和傍晚，我们可以看到日出前和日落后的光芒，这种现象叫做“晨昏蒙影”也叫“曙暮光”。但在月球上却看不到这种现象，因为月球上没有大气，阳光不能散射。因此，月球上太阳的东升西落需要很长的时间，且昼夜交替非常突然。当太阳从东边升起后，要经过180多个小时才能升到月球的正当空，从正当空西落至“地平线”以下，又需要180多个小时；这是月亮上的白昼，再经过360个小时的黑夜，才是月球上完整的一天。也就是说，月球上的一个昼夜，相当于地球上的4个星期左右。准确来说，地球上的一天是23小时56分04秒，而月球上的一天则长达27.32天。

月球的自转周期与公转周期为什么相同？天文学家认为：这是地球对月球的吸引力所引起的月球表面潮汐摩擦作用的必然结果，而且这种情况早在几十亿年前当月球还处在熔融状态时就已经发生了。

大家知道，地球的质量相当于月球质量的81.3倍，当其强大的吸引力作用于熔融状态的月球时，在靠近地球最近处和最远处的月球表面上会产生两个隆起部分。由于熔融物质具有粘滞性，因此隆起部分并不立刻产生而是要在月球转过了一定角度以后才会产生。但是，地球对这隆起部分的吸引力，又力图将它转向地球，这种转动方向与月球自转方向正好相反，这样就使得隆起部分对月球表面产生潮汐摩擦作用犹如给月球自转施加“刹车”一样，结果使月球的自转速度变慢，自转周期逐渐加长，直到其中一个隆起部分永远对准地球为止，这时候月球的自转周期就正好等于公转周期了。

既然月球的隆起部分对准地球，则在这个方向上的月球直径应该长一些。观测事实证明，这个推测是正确的，不过在这个方向上的直径伸长的程度是极其微小的，大约只有0.36千米，仅及月球平均直径的万分之一左右。

月球对地球的吸引力所产生的地球表面潮汐摩擦作用也会对地球自转起着“刹车”一样的作用，使地球自转速度变慢，周期逐渐加长。当然，加长的速度是非常缓慢的，难以为人们所觉察。美国科学家在最新研究中称，月球与地球的平均距离约为38.5万公里，但由于地月之间潮汐力的影响，月球正以约3.82厘米/年的速度缓慢离开地球。由于潮汐摩擦，地球上一天的长度每百年才加长0.0016秒。但正是这样一个不起眼的数字，在地质历史上却起了意想不到的累计效应。据推算，45亿年前，地球上的一天只有4小时，30亿年前已延长至18小时，一年日数减少到507天；5.7亿年前，一天约为21小时，一年约421天。按这样的速度变化下去，2亿年后，地球上的一天将延长为30小时，一年日数将减少为300天；50亿年后，地球上的一天将相当于现在的43天，而一年当中的日数将减少为8.5日，真是不算不知道，一算吓一跳！

威斯康星大学麦迪逊分校地球科学教授斯蒂芬·梅尔斯团队利用名为天文年代学的新统计学方法，深入研究了地球遥远的地质过往，重建了地球历史，得出了上述结论。最新研究表明，在14亿年前，月地之间的距离更近，地球自转得更快，当时地球上的一天为18小时。既然月球会影响地球的自转，使地球的一天慢慢变长，那么月球自己的一天是怎样的呢？

月球上的昼夜景色也很奇特，由于月球上没有大气的遮隔，白天太阳的光芒要比地球上的太阳光明亮百倍，并且温度也比地球高很多，而到了长达两个星期左右的黑夜时间，气温又会降到零下近两百度左右。

月球与地球，紧密联系的两个自然天体却有着各自的魅力，在浩瀚的宇宙之中它们会继续携手共存。

【编辑：叶子】