隨着熔巖冷卻，堅硬的月殼逐漸形成。然而，暴虐的宇宙並不允許這樣短暫的平靜持續太久。
約43億年前，有一個巨大的小行星撞擊了月球的南極，形成了月球上的南極-艾託肯盆地(South Pole-Aitken Basin)。這是太陽系已知的兩個最大的撞擊盆地之一，直到今天我們依然可以在月球表面看見它。
今天，每個人仰望晴朗的夜空，都可以看到月球經歷了40多億年歲月的樣子。她沉靜如水，温婉似玉，有誰能想到她曾經經歷瞭如此動盪的年月呢。
然而，月球演變的歷程並沒有結束。這顆地球唯一自然形成的衞星，正在以每年大約4釐米的速度，離我們遠去。
宇宙的迷人之處也許正在於此，它從洪荒來，也往洪荒去，從不駐足觀望，也不做片刻停留。
重力是一種很微弱的力，但隨着時間的積累，卻逐漸顯現出它的強大。
地球周圍，散碎的殘片年復一年日復一日的旋轉，重力慢慢將它們集合在了一起，形成了初生的月球。
由於那次天地大沖撞的能量實在太大，導致這顆衞星在早期是一顆炙熱的液態星球，整個充滿了翻滾的巖漿，彷彿浴火新生的鳳凰。
大約10億年前，月球表面佈滿了火山。黑色玄武巖的月海，就是由遠古時期的火山作用所形成。撞擊在這個時刻進入尾聲。最終，月球整個冷卻下來，又經歷了一個相對温和的撞擊時代，形成了今天月球表面坑坑窪窪的形狀。
月球又稱“月亮”。在望遠鏡發明之前，古代的人們只能在晴朗的夜晚，用眼睛仰望皎潔的明月。看到月亮表面有明有暗，形狀奇特，於是人們就編出如嫦娥奔月、吳剛伐桂、玉免搗藥等美麗神話。古希臘人則把月球看作美麗的狩獵女神阿爾忒彌斯，並且把女神狩獵時從不離身的銀弓作為月球的天文符號。
月球基本上沒有水，也就沒有地球上的風化、氧化和水的腐蝕過程，也沒有聲音的傳播，到處是一片寂靜的世界。月球本身不發光，天空永遠是一片漆黑，太陽和星星可以同時出現。
月球上幾乎沒有大氣，因而月球上的晝夜温差很大。白天，在陽光垂直照射的地方，温度高達127℃；夜晚温度可低到-183℃。由於沒有大氣的阻隔，使得月面上日光強度比地球上約強1/3左右；紫外線強度也比地球表面強得多。由於月球大氣少，因此在月面上會見到許多奇特的現象，如月球上的天空呈暗黑色，太陽光照射是筆直的，日光照到的地方很明亮；照不到的地方就很暗。因此才會看到的月亮表面有明有暗。由於沒有空氣散射光線，在月球上星星看起來也不再閃爍了。
月面上到處是裸露的巖石和環形山的側影。整個月面覆蓋着一層碎石粒和浮土。從地球上看到的月球表面有明亮的區域和暗灰色部分。原來明亮的部分是月球表面的山區和高地，暗灰色部分是月球表面的平原。
月亮比地球小，直徑是3476公里，大約等於地球直徑的3/11。月亮的表面面積大約是地球表面積的1/14，比亞洲的面積還稍小一些；它的體積是地球的1/49，換句話説，地球裏面可裝下49個月亮。月亮的質量是地球的1/81;物質的平均密度為每立方厘米3.34克，只相當於地球密度的3/5。月球上的引力只有地球1/6，也就是説，6公斤重的東西到限月球上只有1公斤重了。人在月面上走，身體顯得很輕鬆，稍稍一使勁就可以跳起來，宇航員認為在月面上半跳半跑地走，似乎比在地球上步行更痛快。
月球是離地球最近的天體，它是圍繞地球運轉的、唯一的天然衞星，它與地球的平均距離約384400公里。月球繞地球運動的軌道是一個隨圓形軌道，其近地點（離地球最近時）平均距離為363300公里，遠地點（離地球最遠時）平均距離為405500公里，相差42200公里。
像地球一樣，月球也是南北極稍扁，赤道稍隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米，南北極也不對稱，北極區隆起，南極區凹陷約400米。
月球在繞地球運動的過程中，還要跟着地球一起繞太陽運動。這就是説，月球繞地球運動一週後，再回到的空間位置已不是原出發點了。由此可見，月球在運動過程中還要參與多種系統的運動。月球的運動和其他天體一樣，月球也處於永恆的運動之中。月球除東昇西落外，它每天還相對於恆星自西向東平均移動13°多，因此，月亮每天升起來的時間，都比前一天約遲50分鐘。月亮的東昇西落是地球自轉的反映；而自西向東的移動卻是月亮圍繞地球公轉的結果。月亮繞地球公轉一週叫做一個“恆星月”，平均是27天7小時43分11秒。月亮繞地球公轉的同時，它本身也在自轉。月亮的自轉週期和公轉週期是相等的，即1:1，月球繞地球一週的時間為也就是它自轉的週期。
月球這種奇特地自轉結果是:月球總以同一半面向着地球，而從地球上永遠看不到月球背面是什麼樣，只有靠探測器才能揭開月背千古之謎，人類的這個願望早在30多年前就已實現了。當今大型天文望遠鏡能分辯出月面上約50米（相當於14層高樓）的目標。
月球在我國古代詩文中有許多有趣的美稱：玉免（著意登樓瞻玉免，何人張幕遮銀闕——辛棄疾）；夜光（夜光何德，死則又育？——屈原）；素娥（素娥即月亮之別稱——《幼學瓊林》）；冰輪（玉鈎定誰掛，冰輪了無轍——陸游）；玉輪（玉輪軋露濕團光，鸞佩相逢桂香陌——李賀）；玉蟾（涼宵煙靄外，三五玉蟾秋——方幹）；桂魄（桂魄飛來光射處，冷浸一天秋碧——蘇軾）；蟾蜍（閩國揚帆去，蟾蜍虧復團——賈島）；顧菟（陽鳥未出谷，顧菟半藏身——李白）；嬋娟（但願人長久，千里共嬋娟——蘇軾）。此外，月球還有許多別緻的'雅號，如玉弓、玉桂、玉盤、玉鈎、玉鏡、冰鏡、廣寒宮、嫦娥、玉羊等。
月球的起源莫衷一是。對月球的起源，歷史上大致有三大派。而後期則在各種説法的基礎上，結合研究結果而新形成了“碰撞説”，但並未定論。
分裂説
這是最早解釋月球起源的一種假設。早在1898年，著名生物學家達爾文的兒子喬治·達爾文就在《太陽系中的潮汐和類似效應》一文中指出，月球本來是地球的一部分，後來由於地球轉速太快，把地球上一部分物質拋了出去，這些物質脱離地球后形成了月球，而遺留在地球上的大坑，就是現在的太平洋。
這一觀點很快就受到了一些人的反對。他們認為，以地球的自轉速度是無法將那樣大的一塊東西拋出去的。再説，如果月球是地球拋出去的，那麼二者的物質成分就應該是一致的。可是通過對“阿波羅12號”飛船從月球上帶回來的巖石樣本進行化驗分析，發現二者相差非常遠。
俘獲説
這種假設認為，月球本來只是太陽系中的一顆小行星，有一次，因為運行到地球附近，被地球的引力所俘獲，從此再也沒有離開過地球。還有一種接近俘獲説的觀點認為，地球不斷把進入自己軌道的物質吸積到一起，久而久之，吸積的東西越來越多，最終形成了月球。但也有人指出，像月球這樣大的星球，地球恐怕沒有那麼大的力量能將它俘獲。
同源説
這一假設認為，地球和月球都是太陽系中浮動的星雲，經過旋轉和吸積，同時形成星體。在吸積過程中，地球比月球相應要快一點，成為“哥哥”。這一假設也受到了客觀存在的挑戰。通過對“阿波羅12號”飛船從月球上帶回來的巖石樣本進行化驗分析，人們發現月球要比地球古老得多。有人認為，月球年齡至少應在53億年左右。
碰撞説
這一假設認為，太陽系演化早期，在星際空間曾形成大量的“星子”，先形成了一個相當於地球質量0.14倍的天體星子，星子通過互相碰撞、吸積而長合併形成一個原始地球。這兩個天體在各自演化過程中，分別形成了以鐵為主的金屬核和由硅酸鹽構成的幔和殼。由於這兩個天體相距不遠，因此相遇的機會就很大。
一次偶然的機會，那個小的天體以每秒5千米左右的速度撞向地球。劇烈的碰撞不僅改變了地球的運動狀態，使地軸傾斜，而且還使那個小的天體被撞擊破裂，硅酸鹽殼和幔受熱蒸發，膨脹的氣體以極大的速度攜帶大量粉碎了的塵埃飛離地球。這些飛離地球的物質，主要有碰撞體的幔組成，也有少部分地球上的物質，比例大致為0.85:0.15。在撞擊體破裂時與幔分離的金屬核，因受膨脹飛離的氣體所阻而減速，大約在4小時內被吸積到地球上。飛離地球的氣體和塵埃，並沒有完全脱離地球的引力控制，通過相互吸積而結合起來，形成幾乎熔融的月球，或者是先形成一個環，在逐漸吸積形成一個部分熔融的大月球。這個版本被普遍認可。
然而，隕石分析表明火星和行星這些太陽系內的天體具有與地球大不相同的氧和鎢同位素組成。而地球和月球具有幾乎相同的同位素組成。發表在2012年的對Apollo月球樣本所作的鈦同位素分析也表明月球和地球具有相同的組成。這與月球形成的碰撞説相矛盾。
既然月球既不是被地球俘獲的一個現成天體，也不是地球與別的天體碰撞的產物。因此，月球只能是地球自身的產物。但是，地球也不具有足夠的轉速來把與地球緊密相連的月球部分隨意拋出去。因此，月球應該是在特殊力的綜合作用下從地球分離出來，進入繞地球旋轉的軌道，形成環地衞星。
不過，現在越來越多的事實證明月球並不是天然衞星，甚至有人大膽提出月球是外星人造來監控地球的，或是人類智慧的祖先造的，月球的誕生仍舊是個謎。
亮度
月球本身並不發光，只反射太陽光。月球亮度隨日月間角距離和地月間距離的改變而變化，滿月時的亮度比上下弦要大十多倍。
月球平均亮度為太陽亮度的1/465000，亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為-12.7等(見)。它給大地的照度平均為0.22勒克斯，相當於100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體，它的平均反照率只有9%，其餘91%均被月球吸收。月海的反照率更低，約為7%。月面高地和環形山的反照率為17%，看上去山地比月海明亮。
月球到地球的距離相當於地球到太陽的距離的1/400，所以從地球上看月亮和太陽一樣大。
大氣環境
由於月球上沒有大氣，再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低，因而月球表面晝夜的温差很大。白天，月球表面在陽光垂直照射的地方温度高達127℃；夜晚，其表面温度可降低到-183℃。用射電觀測可以測定月面土壤中的温度，這種測量表明，月面土壤中較深處的温度很少變化，這正是由於月面物質導熱率低造成的。
分層結構
從月震波的傳播瞭解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-64.7公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，它佔了月球的大部分體積。
月球是被人們研究得最徹底的天體。人類至今第二個親身到過的天體就是月球。月球的年齡大約有46億年。月球與地球一樣有殼、幔、核等分層結構。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，它佔了月球的大部分體積。月幔下面是月核，月核的温度約為1000度，很可能是熔融狀態的。月球直徑約3474.8公里，大約是地球的1/4、太陽的1/400，月球到地球的距離相當於地球到太陽的距離的1/400，所以從地球上看去月亮和太陽一樣大。月球的體積大概有地球的1/49，質量約7350億億噸，差不多相當於地球質量的1/81左右，月球表面的重力約是地球重力的1/6。
月球永遠都是一面朝向我們，這一面習慣上被我們稱為正面。另外一面，除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而中間可見以外，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幾乎沒有月海這種較暗的月面特徵。而當人造探測器運行至月球背面時，它將無法與地球直接通訊。
月球27.321666天繞地球運行一週，而每小時相對背景星空移動半度，即與月面的視直徑相若。與其他衞星不同，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。
相對於背景星空，月球圍繞地球運行（月球公轉）一週所需時間稱為一個恆星月；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。朔望月較恆星月長是因為地球在月球運行期間，本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。
嚴格來説，地球與月球圍繞共同質心運轉，共同質心距地心4700千米（即地球半徑的3/4處）。由於共同質心在地球表面以下，地球圍繞共同質心的運動好像是在“晃動”一般。從地球南極上空觀看，地球和月球均以順時針方向自轉；而且月球也是以順時針繞地運行；甚至地球也是以順時針繞日公轉的，形成這種現象的原因是地球、月球相對於太陽來説擁有相同的角動量，即“從一開始就是以這個方向轉動”。
月球本身並不發光，只反射太陽光。月球亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。平均亮度為太陽亮度的1/465000，亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為 -12.7等(見)。它給大地的照度平均為0.22勒克斯，相當於100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體，它的`平均反照率只有7%，其餘93%均被月球吸收。月海的反照率更低，約為6%。月面高地和環形山的反照率為17%，看上去山地比月海明亮。月球的亮度隨月相變化而變化，滿月時的亮度比上下弦要大十多倍。
由於月球上沒有大氣，再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低，因而月球表面晝夜的温差很大。白天，在陽光垂直照射的地方温度高達127℃；夜晚，温度可降低到-183℃。這些數值，只表示月球表面的温度。用射電觀測可以測定月面土壤中的温度，這種測量表明，月面土壤中較深處的温度很少變化，這正是由於月面物質導熱率低造成的。
從月震波的傳播瞭解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼厚60-65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，佔了月球大部分體積。月幔下面是月核。月核的温度約1000℃，很可能是熔融的，據推測大概是由Fe-Ni-S和榴輝巖物質構成。
月球是距離地球最近的天體，它與地球的平均距離約為384401千米。它的平均直徑約為3476千米，地球直徑的3/11。月球的表面積有3800萬Km²，還不如亞洲的面積大。月球的質量約7350億億噸，相當於地球質量的1/81，月面重力則差不多相當於地球重力的1/6。月面的直徑大約是地球的1/4.月球的體積大約是地球的1/49.然而，月球以每年13釐米的速度，遠離地球。這就意味着，總有一天月球會離開我們，但需要幾十億年。
軌道運動
月球以橢圓軌道繞地球運轉。這個軌道平面在天球上截得的大圓稱“白道”。白道平面不重合於天赤道，也不平行於黃道面，而且空間位置不斷變化。週期173日。月球軌道（白道）對地球軌道（黃道）的平均傾角為5°09′。
月球自轉
月球在繞地球公轉的同時進行自轉，週期27.32166日，正好是一個恆星月，所以我們看不見月球背面。這種現象我們稱“同步自轉”，幾乎是衞星世界的普遍規律。一般認為是行星對衞星長期潮汐作用的結果。天平動是一個很奇妙的現象，它使得我們得以看到59%的月面。主要有以下原因：
⒈在橢圓軌道的不同部分，自轉速度與公轉角速度不匹配。
⒉白道與赤道的交角。
月球章動
月球的軌道平面（白道面）與黃道面（地球的公轉軌道平面）保持着5.145 396°的夾角，而月球自轉軸則與黃道面的法線成1.5424°的夾角。因為地球並非完美球形，而是在赤道較為隆起，因此白道面在不斷進動（即與黃道的交點在順時針轉動），每6793.5天（18.5966年）完成一週。期間，白道面相對於地球赤道面（地球赤道面以23.45°傾斜於黃道面）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軸的傾角，使它出現±0.002 56°的擺動，稱為章動。
月球的起源莫衷一是。對月球的起源，歷史上大致有三大派。而後期則在各種説法的基礎上，結合研究結果而新形成了“碰撞説”，但並未定論。
分裂説
這是最早解釋月球起源的一種假設。早在1898年，著名生物學家達爾文的兒子喬治·達爾文就在《太陽系中的潮汐和類似效應》一文中指出，月球本來是地球的一部分，後來由於地球轉速太快，把地球上一部分物質拋了出去，這些物質脱離地球后形成了月球，而遺留在地球上的大坑，就是現在的太平洋。
這一觀點很快就受到了一些人的反對。他們認為，以地球的自轉速度是無法將那樣大的一塊東西拋出去的。再説，如果月球是地球拋出去的，那麼二者的物質成分就應該是一致的。可是通過對“阿波羅12號”飛船從月球上帶回來的巖石樣本進行化驗分析，發現二者相差非常遠。
俘獲説
這種假設認為，月球本來只是太陽系中的一顆小行星，有一次，因為運行到地球附近，被地球的引力所俘獲，從此再也沒有離開過地球。還有一種接近俘獲説的觀點認為，地球不斷把進入自己軌道的物質吸積到一起，久而久之，吸積的東西越來越多，最終形成了月球。但也有人指出，像月球這樣大的星球，地球恐怕沒有那麼大的力量能將它俘獲。
同源説
這一假設認為，地球和月球都是太陽系中浮動的星雲，經過旋轉和吸積，同時形成星體。在吸積過程中，地球比月球相應要快一點，成為“哥哥”。這一假設也受到了客觀存在的挑戰。通過對“阿波羅12號”飛船從月球上帶回來的巖石樣本進行化驗分析，人們發現月球要比地球古老得多。有人認為，月球年齡至少應在53億年左右。
碰撞説
這一假設認為，太陽系演化早期，在星際空間曾形成大量的“星子”，先形成了一個相當於地球質量0.14倍的天體星子，星子通過互相碰撞、吸積而長合併形成一個原始地球。這兩個天體在各自演化過程中，分別形成了以鐵為主的金屬核和由硅酸鹽構成的幔和殼。由於這兩個天體相距不遠，因此相遇的機會就很大。
一次偶然的機會，那個小的天體以每秒5千米左右的速度撞向地球。劇烈的碰撞不僅改變了地球的運動狀態，使地軸傾斜，而且還使那個小的天體被撞擊破裂，硅酸鹽殼和幔受熱蒸發，膨脹的氣體以極大的速度攜帶大量粉碎了的塵埃飛離地球。這些飛離地球的物質，主要有碰撞體的幔組成，也有少部分地球上的物質，比例大致為0.85:0.15。在撞擊體破裂時與幔分離的金屬核，因受膨脹飛離的氣體所阻而減速，大約在4小時內被吸積到地球上。飛離地球的氣體和塵埃，並沒有完全脱離地球的引力控制，通過相互吸積而結合起來，形成幾乎熔融的月球，或者是先形成一個環，在逐漸吸積形成一個部分熔融的大月球。這個版本被普遍認可。
然而，隕石分析表明火星和行星這些太陽系內的天體具有與地球大不相同的氧和鎢同位素組成。而地球和月球具有幾乎相同的同位素組成。發表在2012年的對Apollo月球樣本所作的鈦同位素分析也表明月球和地球具有相同的組成。這與月球形成的碰撞説相矛盾。
既然月球既不是被地球俘獲的一個現成天體，也不是地球與別的天體碰撞的產物。因此，月球只能是地球自身的產物。但是，地球也不具有足夠的轉速來把與地球緊密相連的月球部分隨意拋出去。因此，月球應該是在特殊力的綜合作用下從地球分離出來，進入繞地球旋轉的軌道，形成環地衞星。
不過，現在越來越多的事實證明月球並不是天然衞星，甚至有人大膽提出月球是外星人造來監控地球的，或是人類智慧的祖先造的，月球的誕生仍舊是個謎。
在太陽系的早期，地球被火星大小(約為地球的一半)的行星所撞擊，砸出的碎片進入了圍繞地球旋轉的軌道。
大約41億~38億年前，太陽系經歷了一個被科學家稱為“後期重轟炸期”(the Late Heavy Bombardment)的慘烈時代。人們把這個時期形象地稱為“月球災難”(lunar cataclysm)。這個時間的確定，來源於登月獲得的巖石的衝撞熔【】化時期，均晚於39億年。
這一時期，月球和帶內行星(“帶”指火星和木星之間的小行星帶)被數不清的小行星和彗星所鞭笞、撞擊。由於月球內部的巖漿還未完全冷卻，在猛烈的撞擊下，其內部的巖漿時常從表面的裂縫噴湧而出。
值得提到的是，這個時期，也是地球上生命的最早的同位素證據的時間，因此有科學家認為，地球也經歷了類似的轟炸，令地球重新回到一個高熱和充滿能量的時期，可能影響了生命的起源和進化。
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