月球概述
月球也稱太陰，俗稱月亮，是地球的伴星，也是離地球最近的天體，還是被人們研究得最徹底的天體。人類至今唯一一個親身訪問過的天體就是月球。月球的年齡大約有46億年。月球有殼、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，它占了月球的大部分體積。月幔下面是月核，月核的溫度約為1000度，很可能是熔融狀態的。月球直徑約3476公里，是地球的1/4、太陽的1/400。月球的體積只有地球的1/49，質量約7350億億噸，相當於地球質量的1/80左右，月球表面的重力約是地球重力的1/6。月球約29.5天繞地球運行一周，而每小時相對背景星空移動半度，即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同，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。
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溫差很大。白天，在陽光垂直照射的地方溫度高達+127℃；夜晚，溫度可降低到-183℃。這些數值，只表示月球表面的溫度。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度，這種測量表明，月面土壤中較深處的溫度很少變化，這正是由於月面物質導熱率低造成的。
月球背面的結構和正面差異較大。月海所占面積較少，而環形山則較多。地形凹凸不平，起伏懸殊最長和最短的月球半徑都位於背面，有的地方比月球平均半徑長4公里，有的地方則短5公里（如范德格拉夫窪地）。背面未發現“質量瘤”。背面的月殼比正面厚，最厚處達150公里，而正面月殼厚度只有60公里左右。
從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼厚60～65公里。月殼下面到1,000公里深度是月幔，占了月球大部分體積。月幔下面是月核。月核的溫度約1,000℃，很可能是熔融的，據推測大概是由Fe-Ni-S和榴輝岩物質構成。
月球自轉概述
先找一張較大的白紙並在上面畫一平分十二等分（標有刻度）的大圓圈表示月球軌道，軌道中心用紅筆標出一紅點（圓心），然後找一個較大的象棋並在棋頂上用紅筆沿圓心畫一直線（直徑），並在象棋柱面上用紅筆畫一紅點（表示月球的朝向地球的一面的中心點），放到紙面上的月球軌道上的任一刻度上。實驗開始，先將棋頂上的直線兩端指向南北（或東西）兩個方向，使象棋柱面上的紅點與軌道圓心、象棋圓心置在一直線上。然後在保持棋頂直線始終指向南北（或東西）方向的前提下把象棋在軌道上逆時針平移到下一刻度上。這時我們會發現棋柱上的紅點與軌道圓心、棋頂圓心不在同一直線上了，也就是在“公轉”時重心偏離了。我們把象棋繞圓心逆時針鏇轉一個角度，使其柱面上的紅點重新與軌道圓心、象棋圓心成一直線。然後又保持棋頂上的直線的這一指向逆時針平移到第二個刻度上，以此類推。我們發現，象棋每移到下一刻度都出現柱面紅點偏離軌道圓心（公轉成偏），經調整後重新回到三點一線狀態（自轉糾偏）。
上述實驗表明，兩天體在繞中心鏇轉時，它們的公轉都引起重心偏離現象，而這種現象是通過自轉來糾正的。至於自轉的動力，應該說就是重力（對月球而言，也就是地球的吸引力，潮汐作用也可認為是一種重力作用），這可能是因為天體內部物質的空間分布不均勻引起。
這裡必須強調，解開月球自轉的奧秘並不是從天文知識中得到啟發而產生，恰恰相反，這是從“機械設計”原理中的平面構件的活動度的計算方法中得到啟發而想到的。下面我們再通過月球自轉的三種情況來證明月球是繞自己的軸心完成自轉的。
1、地球和月球都是繞各自的軸心鏇轉的天體，此時月球的活動度大於零，月球能繞自己的軸心鏇轉。
2、假定在“地球”是套上一個能相對地心鏇轉的套筒，再用一根長桿把月球與套筒聯焊在一起。此時月球的活動度等於零，但能隨套筒的轉動繞地球公轉（也就是人們認為的相對恆星的自轉）。
3、假定用長桿把月球與地球直接聯焊在一起。此時月球繞自己的軸心轉動的活動度等於零，不能繞自軸自轉，也不能相對地球公轉，只能隨地球定位“公轉”。
從上面的2、3種情況來考慮，月球繞地軸鏇轉的情況雖不同，但都不能自轉，看起來都是一面朝地球。從邏輯學的角度來考慮，把這種“鏇轉”說成月球在空間自轉是不正確的。這兩種情況下月球無論是相對地球還是相對恆星都不自轉。對於相對鏇轉的兩天體而言，它們彼此都是繞各自的軸心鏇轉的，是公平的。並沒有一個繞另一個的軸心（公轉）來實現自轉之說。
所以，只能用第1種情況來說明月球是繞自己的軸心鏇轉的。無論是相對地球，還是相對太陽，月亮都在繞自己的軸心施轉。只因它的公轉偏心與自轉糾偏相抵消，導致不易被人們所察覺。
自然界中有許多現象都讓人產生錯覺，這就需要我們細心觀察、認真思考，道出其中的奧秘，揭示現象的本質。
參考文獻
《天文學教程》 張明昌 肖耐園 高等教育出版社
《月球概況》 上海網上天文台
《機械設計基礎》 楊可楨 程光蘊 人民教育出版社
《機械製圖》 石光源 周積義 彭福蔭 高等教育出版社
