地球上每进行一次昼夜更替，处于月球上的宇航员们也同时经过了24小时吗？答案当然是否定的，地球上的一天与月球上的“一天”概念是完全不同的。据科学家的数据显示，月球上每进行一次昼夜更替，相当于地球上的27天。

也就是说，宇航员在月球呆“一天”，地球上过去了将近一个月之久。那到底是什么因素导致了月球和地球的“一天”差距如此之大呢？


自转和公转
自转和公转是太阳系中大部分行星和其卫星都会进行的天体运动。

拿地球来举例，地球与太阳系其他行星一样会沿着固定的轨道围绕共同的天体太阳进行转动，因此被称为“公”转。同时地球还会围绕自己的地轴进行自转。

月球作为地球唯一的自然卫星当然也不例外，而自转正是让地球与月球“一天”概念不同的根本原因。


地球的自转的周期为一个恒星日，也就是23时56分4秒。人们为了方便进行计量取了近似值，因此地球上的一天以24小时为准。

但月球的自转周期与地球有着一定差距，月球的自转周期为27.321661日，这个时间正好为一个恒星月。
而星球自转会导致受太阳光照射的面发生变化而造成昼夜更替，正是因为地球和月球的自转周期相差了约27倍，如果按昼夜更替一次定义一天的话，月球的“一天”就相当于地球上的27天。


当然地球和月球并不是仅仅为了进行昼夜交替而公转自转的，这两项天体的运动在其他方面也影响着我们的生活，同时影响我们周围的环境。

四季的更替就是地球公转引起的，由于地球是一个两极稍扁，赤道略鼓的扁球体，因此地球突出的部分受到的引力总是大于另一侧。这使得地球的赤道平面与荒岛平面形成了一定的夹角，地球也因此倾斜着围绕太阳进行共转。

上述的几点综合起来导致了太阳光照射地球北半球和南半球的时间成一个周期变化，太阳光照射北回归线时，北半球为夏季，南半球为冬季，反之依然成立。


因为月球围绕地球公转，地球围绕太阳进行共转，所以三者难免会有在同一条直线上的时候。但三者连为一线时出现的“黑太阳”和“黑月亮”就是我们所见到的“食”。

当月球位于太阳与地球之间时，月球会遮挡太阳射向地球的光，造成站在地球只能看到背光的月亮，这个现象被称为“日食”。

反之，弱地球处于太阳和月亮之间，地球会遮挡太阳射向月球的光，因为月球本身是不发光的卫星，所以我们会有一段时间看不到月球，这就是“月食”。


这两种现象的出现也成一个周期规律，根据沙罗周期可得，日食和月食的周期大约是18年出现一次。

由于地球自转受到月球的影响在持续的减缓，对月球的引力也逐渐变弱，导致了地月距离随着时间的推移而不断延长。这导致了在地球上看月亮时的角视直径会一直变小，也就是说月亮在我们眼中会逐渐变小。

而日食也会逐渐从日全食变为日环食，但这件事情将发生于大约6亿年以后，我们目前所看到的还是日全食。


什么因素影响自转和公转的周期？
根据科学家的实验可知，地球与月球上的“一天”相差27倍是因为两者的自转周期不同，那到底是什么因素在影响着两者的自转和公转呢？

自身因素
太阳系中各行星质量均不相同。据科学家研究表明，

质量约为地球317.94倍的木星自转周期为9时50分，公转周期为11.8个恒星年，质量仅仅与地球相差不大只有地球0.82倍的水星自转周期却有58.7个恒星日，公转周期只有87.9个恒星日。 

而月球就更不用说了，作为地球唯一的自然卫星，月球的质量约为地球的1/81，因此两者的自转和公转周期也理所当然的有所差距。

潮汐效应
仅仅以地球和月球为例，地球和月球之间存在各种相互影响，月球对地球两侧隆起的牵引力造成了潮汐力，这就是影响两者自转速度的一个重要因素。

简单点来说，月球会牵引地球上的潮汐运动形成隆起，但潮汐运动的速度与地球自转的速度有一定差距，月球靠近地球隆起的部分之间的重力耦合（潮汐与地球表面的摩擦力）对地球本身的自转产生了一些阻力。


地球要克服阻力进行自转，最终导致了地球的自转逐步减缓。而地球克服阻力反而带动了月球的公转，使月球的公转不断加速从而轨道在不断扩大，让地球和月球的距离越来越远。

通过阿波罗任务放置在月球表面的月球距测仪显示，发现地球和月球的距离平均每年增加38毫米。

用来记录地球自转速度的原子钟也显示地球每年的自转速度都会减缓约为15微秒，也就是说，随着地球自转速度的减缓，地球上的一天会逐渐接近于月球上的“一天”，但这个接近速度十分缓慢。


这个潮汐效应会持续进行到地球自转的速度与月球公转周期相近为止，但根据目前科学家的计算，太阳在50亿年后会演变为红巨星，由于红巨星对内行星引力巨大，会吞噬水星和金星，甚至会将地球吞噬。

太阳演变为红巨星的时间早于潮汐效应的结束，因此地球与月球是否能“达成共识”还是一个不解之谜。

同时潮汐效应还导致了另一个现象的出现，潮汐锁定。潮汐锁定是部分天体和其卫星之间存在的一个现象，其表现为天体永远只能看见其卫星的一面。


例如站在地球上只能观测到月球表面的59%，至于为什么大于50%是因为月球本身存在着名为天秤动的轻微晃动和观察月球时有一定视差所导致。

只能观测到月球的一部分使得科学家们对月球背面有着极高的向往，这也是世界航天研究工作者对月球痴迷的原因之一。

当然月球的另一面也早就被曝光了出来，1959年，前苏联的航天器月球三号在进行绕月飞行时拍下了月球背面的照片并传到了地球上，并在一年之后制作出了第一个月球仪。


1967年，前苏联在莫斯科发表了第二部分的月球背面地图，并在同一年将完整的月面图公布于世，这个月面图展示了月球95%的月球表面，同时月球仪的修改也逐渐完善，月球的大部分面貌才首次得以被呈现。

探索月球
月球与地球“一天”的不同只是科学家和航天人员在探索月球时的发现之一，大规模的探索月球的活动早在上个世纪50年代就开始实施了。

第一轮探月活动开始于1958由美国空军承办的“先驱者0号”探月任务，其另外的意义在于纪念国际地球物理年。

其实“先驱者0号”本不叫这个名字，计划预定使“先驱者1号”探测器完成近月飞行，但由于搭载该月球探测器的火箭雷神—艾布尔在飞行77秒后发生爆炸而宣告失败。


之后美国相继发送过入轨的“先驱者1、2号”而将第一次的探测器命名为“先驱者0号”。但无一例外，这三次探月计划都以失败告终。

与此同时，冷战时期的苏联也没有停止过与美国的竞争。1959年1月2日，苏联第四次发射登月探测器，探测器名为“月球1号‘梦想’”。这是世界上首次发射成功的月球探测器，同时也是首次发射到除地球以外其他天体的探测器。

1967年7月16日，美国阿波罗计划第五次载人航天飞行任务将阿波罗十一号及包括阿姆斯特朗在内的三位宇航员送至太空，并于7月20日在月球表面着陆。


这是人类历史上第一次去往地球外的其他天体，“个体的一小步，人类的一大步”这一名句也由此而来，阿姆斯特朗成为了登陆月球的第一人。

月球的适居性
到目前为止，人类在长时间对月球及其他行星的探索仍没有结束，除了地球以外还有没有其他适合人类居住的天体也是目前科学家研究的方向之一。

既然月球上的“一天”约为地球上的27天，那是不是月球与地球环境的差别只存在于昼夜更替上呢？

其实不然，月球上的环境与地球相比还是有很大差距的，与人类居住关系较大的就是昼夜温差。


在日照情况下，月球表面的温度大约在平均107℃，2004年约翰霍普金斯大学的Ben Bussey博士的研究小组观测到月球北极存在4个永昼峰，同时观测到月球南极地区有部分区域从未接受过太阳光的照射。 
月球勘测轨道飞行器在地球上的夏天于月球南极的环形山底部测得的温度为-238℃，这种温差相差巨大且温度极端的气候是非常不是以人类居住的。

月球上也几乎没有任何植被，因为月球表面的地质大多是由铁、镁等金属元素构成。月球地表也存在着大量的陨石坑，甚至大到可以称之为盆地，南极-艾托肯盆地的直径有2240公里，是月球表面最大的陨石坑，也是月球海拔最低的区域。


并且在月球上因为大气比较稀薄，几乎接近于真空，因此来自宇宙的辐射在月球上没有一个好的屏障来进行阻挡。

不仅如此，月球上的水也会因为太阳的辐射被分解，所以月球上不存在液态的水。但月球表面沉积这由于彗星撞击等活动所形成的冰，这些冰也不会经过液态水而直接升华为蒸汽。

总的来说月球的环境要想适合人类居住，还是要靠人为改造，天然的月球环境根本不支持人类长久居住。