普通天文学/月相
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像恒星和行星一样，月球不会固定在天空，而是随着地球自转和月球绕地球轨道运行而缓慢移动。对于随意观察月球的人来说，它看起来和恒星一样固定。但如果对月球或恒星进行几个小时的观察，就会发现它们在天空中的昼夜（每天）运动。月球每天都会升起和落下。观察者在许多天内观察月球，会注意到月球不仅与恒星一起移动，而且还在恒星之间移动。每个月，月球在天空中的通过次数比恒星少一次。我们之所以看到这一点，是因为月球绕地球运行。随着月球在其轨道上运行，它的升起和落下时间会发生变化。每天，月球的升起和落下时间比前一天晚五十分钟。
月球绕其轴自转一周通常需要 27 天。因此，月球表面任何地方都会经历大约 13 天的阳光照射，然后是 13 天的黑暗。月球上的温度范围从夜间的 -153 摄氏度到白天的 253 摄氏度。例如，如果你在阳光照射的月球表面，那将是酷热难耐。当太阳落下时，温度会在瞬间自动下降 250 度。此外，在月球的北极和南极附近有一些陨石坑从未见过阳光。这些黑暗的地方将永远像 -153 摄氏度一样寒冷。然而，附近的山峰被持续的阳光照射，并且将永远保持高温。
球体明亮和黑暗部分之间的“分界线”被称为界线，因为它终止了黑暗区域（以及白昼区域）。
通常，月球的一半会被太阳照亮，而背对太阳的一半保持黑暗。（唯一例外是发生月食时，地球会阻挡照射到月球亮侧的光线。）被太阳照亮的部分并非总是月球表面上的同一个部分，这一点需要强调！就像地球一样，月球也绕着自己的轴旋转，在不同的时间暴露不同的区域。结合月球绕地球的轨道运行，这种现象产生了从地球上看到的月相。在人造卫星和月球背面无法观察到的时代，出现了“月球背面”这一短语。因此，这一面是未知的或“黑暗”的。
月球的自转轴倾角只有 1.54 度，因此月球上的季节变化在月球上的大多数地方几乎不可察觉。然而，在北极和南极，太阳在地平线上的高度在一年中变化超过 3 度。换句话说，它会影响极地区域的日照百分比和表面温度。此外，最冷的区域位于较小陨石坑内的双阴影区域，这些陨石坑位于较大陨石坑的永久阴影区域内。即使在一年中最热的一天中午，这些区域的温度也低至 35K（-238 摄氏度或 -397 华氏度）。
月球的一半总是被照亮，但被照亮部分的比例或月相直接取决于地球、月球和太阳的相对位置。简而言之，这取决于我们从当前视角可以看见多少月球的亮侧。月相将取决于任何特定时间面向我们的那一侧被照亮了多少。下面的草图说明了地球-月球-太阳不同位置的月相（假定太阳位于图的右侧）。
每个“月球”旁边都有一个黑白草图，显示了当月球处于该位置时，从地球上看到的月相。当月球位于地球和太阳之间时，月球的亮侧完全背对着我们，因此我们看到的是黑暗的“新月”。当月球到达地球的另一侧时，亮侧将完全面向我们，因此我们看到的是“满月”。随着月球从新月到满月，亮侧越来越大，我们说月球在“盈亏”；当我们看到越来越少时，从满月到新月的下降，我们说它是“亏”。
在满月和新月之间，月球亮侧的一半从地球上可见。因为可以看到被照亮的一半的一半，所以这被称为“半月”。当月球在盈亏时到达这个位置，它被称为“上弦月”；当月球亏时，它被称为“下弦月”。当可见的月球小于四分之一时，它被称为“娥眉月”——盈亏娥眉月，视情况而定。当可见的月球大于四分之一时，它被称为“ gibbous 月”，同样，盈亏视情况而定。
月球的轨道和自转速度恰好使月球始终向地球展示同一侧，除了轻微的“摆动”。面对地球的这一侧的标记图案在历史上和文化中非常熟悉。西方社会长期以来一直在标记中想象一张脸——“月亮上的男人”。其他文化则看到了女人、兔子、青蛙或其他生物。月球始终向地球展示同一面，因为它自转被其轨道“锁定”，原因我们将在后面讨论引力时看到。更准确地说，月球绕轨道运行一圈所需的时间与月球绕其轴自转一周所需的时间相同。因为我们看到月球绕着我们运行，所以它看起来好像月球没有转动。
如果你站在月球上，向上看地球上的天空，你会发现它永远不会升起，永远不会落下，而且永远不会在天空移动。例如，想象一下站在我们看到的月球表面的中间。从那里，地球将永远保持在头顶。如果你站在我们从地球上看到的月球表面的边缘——“边缘”——你将始终看到地球在地平线上。
到目前为止，我们一直认为月球绕地球运行一周所需的时间与它经历一系列月相所需的时间相同，但事实并非如此。月球在其轨道上的特定点的月相随着地球绕太阳运行而发生变化。当地球绕太阳运行了一半时，给定月相的月球位置也绕轨道运行了一半，因为太阳在另一侧。因此，月球经历月相所需的时间比它绕地球运行一圈所需的时间略长。
假设满月标志着月球绕地球运行的轨道周期和地球绕太阳运行的轨道周期的开始。在满月的时候，太阳、地球和月球是对齐的。当月球回到其轨道上的那个位置时，地球已经绕太阳运行了一点。现在，月球没有与地球和太阳对齐。大约需要两天时间，月球才能回到与地球和太阳连线对齐的位置（朔望月）。月球绕轨道运行一周所需的时间，称为恒星月，大约为 27 天 8 小时。经历月相所需的时间，即朔望月，大约为 29 天 12 小时。
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