月

概要

太陽系の中で地球に最も近い自然の天体であり、人類が到達したことのある唯一の地球外天体でもある（「アポロ計画」を参照）。
地球から見える天体の中では太陽の次に明るく、白色に光って見えるが、これは自ら発光しているのではなく、太陽光を反射したものである。
ドイツ語では Mond（モーント）、フランス語では Lune（リュヌ）、英語では Moon（ムーン）、ラテン語では Luna（ルーナ）、サンスクリット語では चंद्र（チャンドラ）、ギリシャ語ではΣελήνη（セレーネー）と呼ばれる。古くは太陽に対して太陰ともいった。漢字の「月」は三日月の形状から生まれた象形文字が変化したものである。日本語では「ツキ」というが、奈良時代以前は「ツク」という語形だったと推定されている。
また「月」は、広義には「ある惑星から見てその周りを回る衛星」を指す。例えば、「フォボスは火星の月である」などと表現する。
月は天球上の白道と呼ばれる通り道をほぼ4週間の周期で運行する。白道は19年周期で揺らいでいるが、黄道帯とよばれる黄道周辺8度の範囲に収まる。月はほぼ2週間ごとに黄道を横切る。
恒星が月に隠される現象を掩蔽、あるいは星食という。惑星や小惑星が隠されることもある。一等星や惑星の掩蔽はめったに起こらない。天球上での月の移動速度は毎時0.5度（月の視直径）程度であるから、掩蔽の継続時間は長くても1時間程度である。
暦と月の関係は近代に至るまで密接であった。月の《満ち欠け》をもとに決めた暦は太陰暦と言い、地球から月を見ると月の明るい部分の形は毎日変化し約29.5日周期で同じ形となっており、この変化の周期をもとに暦を決めたものである。歴史的に見ればもともと太陰暦を採用していた地域のほうが多かったのであり、現代でも太陽暦と太陰暦を併用している文化圏はある。月を基準に決めた暦というのは、漁師など自然を相手に仕事をする人々にとっては日付がそのまま有用な情報をもたらしてくれるものである。日本でも、明治5年までは太陽太陰暦を主として使用していた。明治5年に公的な制度を変えた段階でこれを「旧暦」と呼ぶようになったが、その後も長らく旧暦のカレンダーは販売され、両方を併用する人々は多かった。今でも一般の太陽暦のカレンダーに旧暦を掲載したものは広く使われる。
日本語では暦を読むことを「月を読む」「ツキヨミ（ツクヨミ）」「月読」と言った。暦と言えば近代まで太陽太陰暦であったため、暦を読むとはすなわち月を読むことであった。

月の性質

月の直径 (3,474km) は、木星の衛星ガニメデ (5,262km)、土星の衛星タイタン (5,150km)、木星の衛星カリスト (4,800km)、イオ (3,630km) に次ぎ、太陽系の衛星の中で5番目に大きい。また、惑星に対する衛星の直径比率で言えば、月は地球の約1/4であり、ガニメデが木星の約1/27、タイタンが土星の約1/23であるのに比べて桁違いに大きい。かつては、衛星が主星の大きさの50%を超える冥王星とカロンの組に次いで2番目だったが、冥王星が準惑星に分類変更されたので、地球と月の組が1番となった。
月はその規模や構造といった物理的性質から、星そのものは地球型惑星だと考えられている。ただし軌道の観点ではあくまで「衛星」の範疇であるため、太陽系の8惑星を分類する意味で「地球型惑星」と言った場合、月は含めないのが普通である。
従来、地球に対する月は、衛星としては不釣合いに大きいので、二重惑星とみなす意見もあった。月の直径は地球の4分の1強であり、質量でも81分の1に及ぶからである。月と太陽の見た目の大きさ（視直径）はほぼ等しく、約0.5度である。したがって、他の惑星の場合とは異なり、太陽が完全に月に覆い隠される皆既日食や、太陽の縁がわずかに隠されずに環状に残る金環日食が起こる。
月の形状はほぼ球形だが、厳密にはわずかにセイヨウナシ形をしている。月面の最高点は平均高度より+10.75km、最低点は-9.06kmで、共に裏側にある。質量はおよそ地球の0.0123倍 (1/81)。表面積（3793万km²）は地球の表面積の7.4%に相当し、アフリカ大陸とオーストラリア大陸を合わせた面積よりもわずかに小さい。
アメリカ合衆国のアポロ計画やソ連のルナ計画で月面に設置された反射鏡に地球からレーザー光線を照射し、光が戻ってくるのに要する時間を計れば月までの距離を正確に測定できる。この測定は月レーザー測距(LLR)と呼ばれ、1969年にアメリカのマクドナルド天文台で初めて行われた。地球中心から月の中心までの平均距離は38万4,403km（約1.3光秒）であり、地球の赤道半径の約60.27倍である。21世紀に入ってからも各国の天文台で測定が続けられており、月は平均して1年あたり3.8cmの速さで地球から遠ざかっていることが明らかになっている。
月は、太陽系の惑星やほとんどの衛星と同じく、天の北極から見て反時計周り（地球の自転、公転と同じ）の方向に公転している。軌道は円に近い楕円形。自転周期は27.32日で、地球の周りを回る公転周期と完全に同期している（自転と公転の同期）。つまり地球上から月の裏側を直接観測することは永久にできない。これはそれほど珍しい現象ではなく、火星の2衛星、木星のガリレオ衛星であるイオ、エウロパ、ガニメデ、カリスト、土星の最大の衛星タイタンなどにも見られる。ただし、一致してはいても、月の自転軸が傾いていて軌道離心率が0ではないので、地球から見た月は秤動と呼ばれるゆっくりとした振動運動を行なっており、月面の59%が地上から観測可能である。逆に、月面からは地球は天空のある狭い範囲（秤動に応じて東西南北およそ±7°程度の範囲）に留まって見える（一点に静止して見えるわけではない）。特に、スミス海や東の海のように地球から見て月の縁に位置する地点では、秤動によって地球から見えたり隠れたりするのに応じて、逆に地球が月の地平線から昇ったり沈んだりして見える（「地球の出」の画像は月周回軌道を回る宇宙船や観測機から撮られた物である）。
2014年5月に発表された研究成果によれば、40億年前の月の自転軸は現在の自転軸と比べると数十度ずれていた事が分かったと発表された。
月内部の構造はアポロ計画の際に設置された月震計で明らかになった。中心から700 - 800kmの部分は液体の性質を帯びており、液体と固体の境界付近などでマグニチュード1 - 2程度の深発月震が多発している。また、浅発月震と呼ばれる地下300km前後を震源とする地震は、マグニチュード3 - 4にもなるが、発生原因の特定はできていない。表面から60kmの部分が地球の地殻に相当し、長石の比率が高い。いわゆる地球型惑星と同様に岩石と金属からなり、深さによって成分が異なる（分化した）天体である。
月はナトリウムやカリウムなどからなる大気を持つが、地球の大気に比べると10¹⁷分の1（10京分の1）ほどの希薄さであり、表面は実質的に真空であるといえる。したがって、気象現象が発生しない。月面着陸以前の望遠鏡の観測からも月には大気がないと推定されていたが、1980年代にアメリカ航空宇宙局（NASA）によって実際は希薄ながらも大気が存在することが確認された。
水の存在も21世紀初頭まで確認されていなかったが、2009年11月にNASAによって南極に相当量の水が含まれることが確認された。ただし、水は極地に氷の形で存在するだけであって、熱水（鉱化溶液）による元素の集積は起きないとされていて、鉱脈は存在しないと推定されている。また現在は地質学的にも死んでいて、マントル対流も存在しないが、少なくとも25億年前までは火山活動があったことが確認されている。チタンなどの含有量は非常に多い。地球のような液体の金属核は存在しないと考えられている。
磁場は地球の約1/10,000ときわめて微弱である。月全体では磁場が存在せず、局所的に、磁場が異常に強い地域と弱い地域が混在している。月はかつて全体的に磁場をもっていたが、液体の金属核の凝固に伴って、全体的な磁場もなくなり、局所的な磁場だけが残ったと考えられている。2014年5月に発表された研究成果によれば、現在の月には大規模な磁場はないが、約40億年前の月中心部では溶けた鉄が活発に運動し磁場を発生させていたことがわかった。

月の影響

月の重力は地球に影響を及ぼし、潮の満ち引きを起こす（潮汐作用）。なお、月よりも格段に大きい質量を持つ太陽も潮汐作用を起こし地球に潮汐力を及ぼすが、地球からの距離が月より遠距離にあるため、その影響力は月の力の半分程度である(潮汐力は距離の3乗に反比例する)。
月の潮汐作用により、主に海洋と海底との摩擦（海水同士、地殻同士の摩擦などもある）による熱損失から、地球の自転速度がおよそ10万年に1秒の割合で遅くなっている。また、重力による地殻の変形を介して、地球-月系の角運動量は月に移動しており、これにより、月と地球の距離は年間約3.8cmずつ離れつつある。この角運動量の移動は、地球の自転周期と月の公転周期が一致するまで続くと考えられるが、そこに至るまでにはおよそ50億年を要する。
逆に言えば、かつて月は現在よりも地球の近くにあり、より強力な重力・潮汐力の影響を及ぼしており、また地球（および月）はより早く回転していた。サンゴの化石の調査によれば、そこに刻まれた日輪（年輪の日版）により、4億年程前には1日は約22時間で、1年は400日程あったとされる。

複数衝突説

複数衝突説は、月は巨大衝突説が唱えるように1回の大規模衝突によって形成されたのではなく、微惑星の小さな衝突が20回程度繰り返されて月形成がなされたとする説である。このシナリオでは、衝突のたびに原始地球の周囲にデブリ円盤が形成され、円盤物質の集積で小衛星が形成される。こうした小衛星の数々は最終的に合体し、単一の月が形成される。
複数衝突説によると、単独の衝突よりも地球から多くの物質がえぐり取るような衝突が考慮できる。これに加えて、多数の小衛星組成の平均が最終的な月組成となることから、単一衝突シナリオよりも月組成を地球に類似させやすいとされる。また、月質量以上の周地球デブリ円盤を作る必要がないため、単一の衝突で月を作るよりも緩い条件で月形成を達成できるという利点もある。
なお、巨大衝突説や複数衝突説以外の月の形成に関する新たな学説として「月は2つあった」とする学説が提示されている。

月齢と人間的事象の関連の有無

現代においても、詳細なデータなど明確な根拠を示さず、テレビ・雑誌等々で、月齢が、人間の生理的、精神的な事象（例えば出産や、自殺、殺人、交通事故の起こりやすさ等）に影響を及ぼしているのではと語られることがある。
月齢と暴力行為の因果関係については、2007年初頭にポーランドの科学者Michal Zimeckiが確認したとされるが、その一方でシドニー大学とニューサウスウェールズ州のManly病院の研究者らが、心理学専門誌Australian and New Zealand Journal of Psychiatry誌に1998年に発表した内容では「両者間に特別な関連性はみられない」とされたという。2007年6月5日、「満月の日には犯罪が増える」とイギリスの英南部サセックス州警察のある警察署が発表し、満月の日に警察官を多めに配置すべきだとの見解を表明したというが、懐疑的に見る人が多かったという。

古代ギリシア

古代ギリシアの人々は、月食が起きるのは満月の時であること、また月食時に月の表面に丸い影が徐々に現れることを観察して、それらのことからその影というのは自分たちの住む地の影で、地は球体であると推定したといい、アリストテレースの時代（紀元前4世紀）には、その知識はギリシア世界では広く行き渡っていたという。
アリストテレースも地球の周りを月、太陽、および他の惑星が回っているという宇宙論を説いた（地球中心説）。
ギリシア神話の月の女神は元々セレーネーであるが、後にアルテミスやヘカテーと同一視され、月が満ちて欠けるように3つの顔を持つ女神とされるようになった。ローマ神話ではルーナがセレーネーと、ディアーナがアルテミスと同一視されたので、ここでも月神は2つの顔を持つとされた。これらの神々は一般にあまり区別されない。ルーナ Luna の名はロマンス語ではそのまま月を表す普通名詞となった。また、英語などではセレーネーから派生した selen-, seleno- という月を表す語根・接頭辞が存在する。元素周期表でテルル（地球）の真上に位置し、あとから発見されたセレンはこの語根から命名された。

ヨーロッパの伝統文化

古来より月は太陽と並んで神秘的な意味を付加されてきた。ヨーロッパ文化圏では太陽が金色・黄色で表現されるのに対し、月は銀色・白で表されることが多い。西洋では月が人間を狂気に引き込むと考えられ、英語で "lunatic"（ルナティック）とは気が狂っていることを表す。また満月の日に人狼は人から狼に変身し、魔女たちは黒ミサを開くと考えられていた。

西洋占星術

月は七曜・九曜の1つで、10大天体の1つである。
西洋占星術では、巨蟹宮の支配星で、吉星である。感受性を示し、母親、妻、女性に当てはまる。

イスラム文化

トルコ共和国、パキスタン、モルディブ、マレーシアなどの国では国旗に新月（一般的には三日月と認識されることが多いが、地球の北半球から見る月の向きから考えると新月直前の27 - 28日月である）が描かれている。これらの国ではムスリムが国民の圧倒的多数を占める、ないしイスラム教を国教としているため、新月はイスラム教の意匠であると思われることが多いが誤解である（偶像崇拝の禁止が定められているため、月の崇拝も禁じられる）。コンスタンティノープルにおいては古くから新月がシンボルとして用いられており、オスマン帝国によってイスラム教共通の意匠として広めようと試みられた。今日、月を国旗に採用しているイスラム国家がそれほど多くはないのは、帝国の衰退とともに独立した諸国が、新月を採用しなかったためとされる。太陰暦であるイスラム暦との関連性を指摘する説もある。
また、赤十字社の十字の意匠は偶像崇拝を禁ずるイスラム教ではキリスト教信徒のイエス崇拝に繋がるという理由から長らく忌避され続けてきたため、イスラム圏では赤新月が用いられ、名称も赤新月社としている。

パラオ

パラオの国旗は、明るい青の上に黄金色の満月を描いている。シンプルなデザインではあるが、パラオの人々にとっては特別な意味を含んでいる。黄金色の月は、パラオ人の機が熟し独立国となったことを表し、また月はパラオの人々にとって収穫や、自然の循環、年中行事に重要な役割を果たしている。

東洋の伝統文化

中国の伝説では、月には桂の木が生えているとされ、呉剛という男が切ろうとしているとも言われる。また、夫の羿を裏切った嫦娥の変じた蝦蟇（ヒキガエル）が住んでいるともいわれる。そのほか、中国でも月の模様をウサギの姿とする見方がある。また、月の通り道にそって28の星座を作り、これを「二十八宿」と呼び、月は1日にこの星座を1つずつ訪ねて天空を旅していくと考えられていた。
東洋では月は陰の象徴となり、女性と連関すると考えられていた。故に月経と呼ばれた。

日本の伝統

『古事記』では黄泉の国から戻ったイザナギが禊を行った時に右目を洗った際に生まれたツクヨミ（月読の命）が月の神格であり、夜を治めるとされている。同時に左目から生まれたのがアマテラスで、太陽の女神である。
『竹取物語』では竹から生まれた絶世の美女かぐや姫は、月の出身と明かし、月に帰っていった。他に、『今昔物語集』の天竺部に記されている「三獣、菩薩の道を修行し、兎が身を焼く語（こと）」という説話の結末で、帝釈天が火の中に飛び込んだウサギを月の中に移したとされており、日本では月にはウサギが住んでいるという言い伝えがある（なおタイには、月の町と呼ばれるチャンタブリー県があり、その県章には月とウサギが描かれている）。

月見

主に秋、月を愛でる行事。代表的なものとして、中秋の名月・十五夜がある。なお中秋の名月は満月とは限らない。旧暦8月（グレゴリオ暦9月頃）は乾燥して月が鮮やかに見え、また月の昇る高さもほどよく、気候的にも快適なため観月に良い時節とされた。

月の模様のみたての伝統

日本では、月の海をウサギが餅つきをしている姿に見立てることがある（月の兎）。古代中国でも月の模様をウサギの姿とする見方があり、月のことを玉兎（ぎょくと）と呼ぶ。月とウサギとの由来はインド仏教説話集『ジャータカ』からとされる。また、玉兎の他に仙女（嫦娥）や蟾蜍（ヒキガエル）だという言い伝えもある。西洋においては、月の模様をカニの姿や編み物をする老婦人とみたものがある。また、ネイティブアメリカン（インディアン）には、月の模様を女性の顔と見る慣習がある。北アメリカ、東欧では白い部分を女性の横顔に見たてている。

月を見ることに関する伝承

北欧において「妊娠した女性は月を見てはいけない」、あるいは「イヌイットの娘は月を見ると妊娠するから月を見ない」、アイスランドにおいて「子供が精神障害になるから妊婦が月に顔を向けてはいけない」など、女性が月を見ることを禁忌とした伝承はいくつかある。

17世紀以降の月理学の発展

「月の研究は望遠鏡による観察と、月面図の作成という形で始まった。これを月理学と呼ぶ。
最初の月面図を作成したのはイギリスのウィリアム・ギルバートだと考えられている。ウィリアム・ギルバートは1603年に亡くなっており、観察自体は1600年頃のものだと考えられている。月面図自体が出版されたのは1651年と遅かった。ギルバートの観察は裸眼によるものであり、月理学のさきがけと言える。最初に望遠鏡で月面を観測したのは、イギリスのトーマス・ハリオットであった。ハリオットの月面図は1609年7月に作成された。ガリレオ・ガリレイによる有名なスケッチは1610年に描かれ、同年3月13日に出版された「星界の報告」で発表されている。先駆者の仕事と比較すると、特徴的な地形を精密に描いたこと、「山」の影の長さを計測し、「標高」を推定したことにおいて優れている。彼の計測により、月面の山が地球上の山よりも高いことが分かった。

月旅行を描いた小説

ギリシャ時代に書かれたルキアノスの『イカロ・メニッパス』では、翼をつけてオリンポス山から飛び上がることで月に行く様子が描かれている。
シラノ・ド・ベルジュラックも1656年に『月世界旅行記』を書いている。ムルタ・マクダーモットは1728年に『A Trip to the Moon』を出版した。
1865年、1870年にはフランスの作家ジュール・ヴェルヌは小説『月世界旅行』を発表した。これは、南北戦争終了後のアメリカ合衆国において、「大砲クラブ」なる火器の専門家集団が巨大な大砲を製造して、人間が入った大きな砲弾に着陸・帰還用のロケットエンジンを搭載して月に撃ち込むことで人を送り込もうとする、という物語である。
1901年には『月世界最初の人間』がハーバート・ジョージ・ウェルズによって著された。
そのほかにも、ジョン・W・キャンベル『月は地獄だ！』やロバート・A・ハインライン『月を売った男』のように初の月面到達を描いた小説はいくつも書かれている。
日本では1882年6月に貫名駿一が『星世界旅行 千万無量』、1888年に井口元一郎が『夢幻現象政海之破裂』、1906年に羽化仙史が『月世界探検』、1915年には石松夢人が『怪飛行艇月世界旅行』を著した。

冷戦時代の無人探査と有人探査

冷戦の影響下で、有人探査にむけてアメリカ合衆国とソビエト連邦の間で熾烈な競争（宇宙開発競争、スペース・レース）が行われた。当初宇宙開発競争はソ連が先行しており、人類初の有人宇宙飛行は1961年4月12日、ソ連のボストーク1号に乗るユーリ・ガガーリンにより行われ、初めて地球周回軌道に入った。これに対抗してアメリカも宇宙開発を進めており、有人宇宙飛行計画としてマーキュリー計画が進められていた。
月に接近した最初の人工物体は、ソビエト連邦のルナ計画によって打ち上げられた無人探査機ルナ1号で、1959年1月に月近傍5,995 kmを通過した。ソビエト連邦は引き続き無人探査機ルナ2号で月面到達に成功した。ルナ2号は1959年9月13日に月面へ着陸・衝突している。月の裏側を初めて観測したのは1959年10月7日に裏側の写真を撮影したルナ3号。初めて軟着陸に成功したのはルナ9号で、1966年2月3日に着陸し月面からの写真を送信してきた。1966年3月31日に打ち上げられたルナ10号は初めて月の周回軌道に乗った。
しかし、人間を月に送ることに成功したのはアメリカである。アメリカは1959年3月3日に打ち上げられたパイオニア4号で初めて月の無人探査に成功し、1961年5月25日に行なわれた「アメリカは10年以内にアメリカ人を月に送り、無事地球に帰還させることを約束すべきだと信じます。」というケネディ大統領の声明もあって、ジェミニ計画を経てアポロ計画が行われることとなった。レインジャー計画（衝突）、サーベイヤー計画（軟着陸）、ルナ・オービター計画（周回）などにより有人機の着陸に適した場所が選ばれ、1969年7月20日、アポロ11号が静かの海に着陸しニール・アームストロング船長が人類で初めて月面に降り立った。このアポロ計画は1972年のアポロ17号まで続けられた。なお、アポロ13号は事故（液化酸素タンクの爆発）により、月面に着陸せずに、月軌道を周回して不要になったロケットパーツを月に落下させて人工地震を起こさせただけで、地球に帰還した（帰還のミッションは非常に困難なものであった）。
しかしこのような探査には高度な技術と莫大な費用が必要であり、アメリカではアポロ20号まで予定されていたが、予算の削減で17号で終わった。ソ連は1970年から1974年にかけて、ルナ16号、20号、24号で月の土壌を採取し地球へ持ち帰ることに成功、ルナ17号、21号で無人月面車を送り込んだが、有人月面探査計画であるソユーズL3計画は1974年6月23日、正式に中止が決定した。
俗説として月面着陸は捏造であった、あるいは宇宙飛行士は月面で宇宙人に遭遇していたとする、アポロ計画陰謀論も存在するが、捏造の証拠とされるものはことごとく反証されている。また日本の月探査衛星が月面に残るロケット噴射跡を確認したため、少なくとも月に到着したことは事実と確認されている。

アポロ計画終了以後

アポロ計画終了以後人類は月面を歩いていないが、各国による無人探査が行われている。2004年2月、アメリカ大統領ジョージ・W・ブッシュは2020年までに再び月に人類を送り込む計画を発表し、NASAによりコンステレーション計画が発表されたが、後に予算の圧迫などを理由に中止されている。その他には、欧州宇宙機関 (ESA)、中国国家航天局 (CNSA)、日本の宇宙航空研究開発機構 (JAXA)、インド宇宙研究機関 (ISRO) でも月探査計画がある。
中国は月面探査に積極的な姿勢をとっており、特に月面でヘリウムの同位体であるヘリウム3の発掘を行い地球でエネルギー資源として用いることを狙っていると言われる。2019年には探査機嫦娥4号が月の裏側に着陸した。
日本ではLUNAR-AとSELENE（かぐや）の2つの計画があり、月探査計画LUNAR-Aではペネトレータと呼ばれる槍状の探査機器を月面に打ち込み、月の内部構造を探る計画だったが、2007年に計画中止が決まった。月探査周回衛星計画SELENEは月の起源と進化の解明のためのデータを取得することと、将来の月探査に向けての技術の取得を目的としている。2007年9月14日に打ち上げられ、2009年6月11日まで月を周回してデータを集めた。
なお2006年には、それまで解析されずに放置されていたアポロ観測データが発掘された。この観測データの解析の結果、従来の知見を覆すような結果が得られ始めている。このアポロ観測データと日本のかぐやなど、世界の月周回探査衛星による観測データを合わせた解析によって、より月の起源について理解が深まることが期待される。
また、より長期の計画として月面基地建設の構想もある。NASAは2006年12月、上記のコンステレーション計画の一つとして2020年までに月面基地の建設を開始し、2024年頃には長期滞在を可能とする計画を発表したが、こちらも中止されている。またロシア連邦宇宙局は2007年8月、2025年までの有人月面着陸と、2028年 - 2032年の月面基地建設を柱とした長期計画を発表した。JAXAの長期計画にも有人の月面基地が含まれる。

月に関する物理学の未解決問題

月の離心率の増大: 月は潮汐摩擦によってゆっくり遠ざかっているが、同時に軌道が少しずつひしゃげていることがレーザー観測から判明している。力学的モデルとは一致しないこの離心率のわずかな拡大の原因は何か？という未解決問題があり、天文学の研究者および物理学者による議論があるものの解決には至っていない。