ดวงจันทร์

ชื่อและศัพทมูลวิทยา

ดวงจันทร์เป็นดาวบริวารของดาวเคราะห์ แต่มีความแตกต่างจากดวงจันทร์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะ เพราะเมื่อเราพูดถึง "ดวงจันทร์" ก็จะหมายถึง ดาวบริวารที่โคจรรอบโลกของเรา
คำว่า จันทร์ นั้นเป็นคำศัพท์มาจากภาษาสันสกฤต (चंद्र จํทฺร อ่านว่า จัน-ดฺระ หรือคนไทยเราเรียกว่า จัน-ทฺระ) ซึงหมายถึงพระจันทร์ ในภาษาไทยเดิมมักเรียกว่า เดือน หรือ ดวงเดือน (ลาว: ເດືອນ เดือน,  ไทใหญ่: လိူၼ် เหฺลิน)
สำหรับในภาษาอังกฤษ ดวงจันทร์ หรือ Moon (ภาษาอังกฤษใช้อักษรตัวใหญ่ขึ้นต้นคำ) เป็นคำภาษาเจอร์แมนิก ตรงกับคำภาษาลาติน คือ mensis เป็นคำที่แยกออกมาจากรากภาษาอินโด-ยูโรเปียนดั้งเดิม และเป็นตัวแทนของการนับเวลา ซึ่งรำลึกถึงความสำคัญของมัน คือ วันจันทร์ ในภาษาอังกฤษ การเรียกดวงจันทร์มีมาจนถึงปี ค.ศ. 1665 เมื่อมีการค้นพบดาวบริวารดวงใหม่ของดาวเคราะห์ดวงอื่น บางครั้งดวงจันทร์จึงถูกเลี่ยงไปใช้ชื่อในภาษาลาตินของมันแทน คือ luna เพื่อที่จะแยกมันออกจากดาวบริวารอื่นๆ

ทะเลบนดวงจันทร์

พื้นผิวบนดวงจันทร์ที่มองด้วยตาเปล่าเห็นเป็นสีคล้ำ คือที่ราบบนดวงจันทร์หรือเรียกว่า "ทะเล" บนดวงจันทร์ (ภาษาอังกฤษเรียกว่า "มาเรีย" หรือ "มาเร" มาจากศัพท์ภาษาละติน หมายถึง ทะเล) ทั้งนี้เนื่องจากนักดาราศาสตร์ยุคแรกๆ เชื่อว่าพื้นผิวสีคล้ำเหล่านั้นเป็นพื้นน้ำ แต่ปัจจุบันทราบกันแล้วว่าเป็นแอ่งที่ราบกว้างใหญ่เกิดจากลาวาในยุคโบราณ ลาวาที่ระเบิดพวยพุ่งเหล่านี้ไหลเข้าไปในหลุมที่เกิดจากการปะทะของอุกกาบาตหรือดาวหางที่พุ่งเข้าชนดวงจันทร์ (ยกเว้น โอเชียนัส โพรเซลลารัม ซึ่งบนด้านไกลของดวงจันทร์ เป็นแอ่งที่มิได้เกิดจากการปะทะใดๆ เท่าที่รู้จัก) เราพบทะเลบนดวงจันทร์มากบนด้านใกล้ของดวงจันทร์ ส่วนทางด้านไกลมีอยู่ประปรายเพียงประมาณ 2% ของพื้นที่ผิวทั้งหมดเท่านั้น ขณะที่ทางด้านใกล้มีทะเลถึงประมาณ 31% ของพื้นที่ผิว คำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดคือการที่บรรยากาศด้านใกล้ของดวงจันทร์มีแหล่งกำเนิดความร้อนมากกว่า ซึ่งพบได้จากแผนที่ภูมิเคมีที่สร้างขึ้นจากสเปกโตรมิเตอร์รังสีแกมมาของ ลูนาร์โปรสเปกเตอร์

ภูเขาบนดวงจันทร์

บริเวณที่มีสีอ่อนกว่าบนพื้นผิวดวงจันทร์นั้นเรียกว่า "ภูเขา" (terrae) หรือบางครั้งก็เรียกง่ายๆ เพียงว่า "ที่ราบสูง" เพราะมันเป็นบริเวณที่มีความสูงมากกว่าส่วนที่เป็นทะเล มีแนวเทือกเขาที่โดดเด่นอยู่มากมายบนด้านใกล้ของดวงจันทร์ตามแนวขอบของแอ่งปะทะขนาดใหญ่ซึ่งเต็มไปด้วยหินบะซอลต์ สันนิษฐานว่านี่เป็นซากที่หลงเหลืออยู่ของขอบนอกของแอ่งปะทะ ไม่มีเทือกเขาใดของดวงจันทร์ที่เชื่อว่าเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวดาวเหมือนอย่างการเกิดของภูเขาบนโลกเลย
จากภาพที่ถ่ายไว้โดยปฏิบัติการคลีเมนไทน์ (Clementine mission) เมื่อปี ค.ศ. 1994 ทำให้พบว่าบริเวณเทือกเขา 4 แห่งตามขอบของแอ่งเพียรี (Peary crater) ซึ่งกว้าง 73 กิโลเมตร ใกล้ขั้วเหนือของดวงจันทร์ น่าจะถูกแสงอาทิตย์ตลอดช่วงวันอันยาวนานบนดวงจันทร์ เหตุที่ยอดเขาแห่งแสงนิรันดร์ (Peak of Eternal Light) นี้ถูกแสงอาทิตย์ตลอดเวลาน่าจะเป็นไปได้เพราะดวงจันทร์มีความเอียงของแกนเมื่อเทียบกับระนาบสุริยวิถีน้อยมาก ไม่พบว่ามีบริเวณที่ต้องแสงอย่างนิรันดร์ลักษณะเดียวกันนี้ที่บริเวณขั้วใต้ของดาว แม้ว่าจะมีบริเวณขอบของแอ่งแชคเคิลตัน (Shackleton crater) ที่สะท้อนแสงราว 80% ของวันของดวงจันทร์ ผลสืบเนื่องอีกประการหนึ่งจากการที่แกนเอียงของดวงจันทร์มีค่าน้อยมาก คือมีย่านที่อยู่ในเขตมืดนิรันดร์ที่บริเวณก้นแอ่งมากมายใกล้ขั้วดาว

แอ่งบนดวงจันทร์

พื้นผิวของดวงจันทร์สามารถสังเกตตำแหน่งได้โดยดูจากแอ่งปะทะ ซึ่งเกิดขึ้นจากการที่อุกกาบาตและดาวหางพุ่งเข้าชนพื้นผิวของดวงจันทร์ มีแอ่งอยู่เป็นจำนวนราวครึ่งล้านแห่งที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 1 กิโลเมตร เนื่องจากลักษณะของแอ่งปะทะเกิดขึ้นในอัตราเกือบคงที่ จำนวนแอ่งต่อหน่วยพื้นที่จึงสามารถใช้ในการประมาณอายุของพื้นผิวได้ โดยที่ดวงจันทร์ไม่มีชั้นบรรยากาศ ไม่มีอากาศและกระบวนการทางธรณีวิทยา จึงมั่นใจได้ว่าแอ่งเหล่านี้ดำรงคงอยู่ในลักษณะดั้งเดิมไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเทียบกับแอ่งบนโลก
แอ่งที่ใหญ่ที่สุดบนดวงจันทร์ และอาจจัดว่าเป็นแอ่งปะทะที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่รู้จักกันในระบบสุริยะ คือ แอ่งแอตเคนขั้วใต้ (South Pole-Aitken basin)  แอ่งนี้อยู่ทางฝั่งด้านไกลของดวงจันทร์ ระหว่างขั้วใต้ของดาวกับแนวศูนย์สูตร มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางราว 2,240 กิโลเมตร ลึก 13 กิโลเมตร. สำหรับแอ่งปะทะที่โดดเด่นทางฝั่งด้านใกล้ของดวงจันทร์ ได้แก่ ทะเลอิมเบรียม ทะเลเซเรนิเททิส ทะเลคริเซียม และทะเลเนคทาริส

น้ำบนดวงจันทร์

วันที่ 9 ตุลาคม 2009 ครบ 100 วันการส่ง LCROSS ไปโคจรรอบดวงจันทร์ ทางนาซ่าก็ยิงจรวดที่ติดตั้งอยู่บนดาวเทียมพร้อมกับปล่อยให้ตัว ดาวเทียมตกกระทบพื้นดวงจันทร์ นาซ่าก็แถลงผลวิเคราะห์ข้อมูลจากเซ็นเซอร์บนดาวเทียมว่า ฝุ่นที่กระจายขึ้นมานั้นมีน้ำประมาณ 90 ลิตร
การยืนยันนี้ได้มาจากเซ็นเซอร์ NIR (Near Infrared) โดยอาศัยการวัดค่า spectrum ของแสงก่อนการชน และหลังการชน เพื่อเทียบสัดส่วนของพลังงานในย่านต่างๆ พบว่าย่าน 300nm นั้นมีพลังงานสูงขึ้นมาเป็นการยืนยันว่ามี hydroxyl อยู่ในฝุ่นที่ลอยขึ้นมานั้น
ก่อนหน้านี้ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลเคยแสดงข้อมูลเบื้องต้นว่าอาจจะมีไฮดรอกซิลในฝุ่นที่ลอยขึ้นมา แต่ช่วงเวลาที่แถลงข่าวนั้นยังไม่มีการยืนยัน
ขนาดหลุมที่เกิดขึ้นจากการพุ่งชนมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20-30 เมตร (60-100 ฟุต)
สำหรับการสังเกตการพวยฝุ่นที่ทางนาซ่าคาดว่าน่าจะใช้อุปกรณ์สมัครเล่นทำ ได้นั้นกลับไม่สามารถทำได้เนื่องจากสภาพอากาศ แต่ทางนาซ่าก็ได้ถ่ายภาพไว้แล้ว

ลักษณะทางกายภาพ

ดวงจันทร์เป็นดาวเคราะห์ที่ประกอบด้วยองค์ประกอบอันหลากหลาย ที่มีความแตกต่างทางเคมีภูมิวิทยาอย่างชัดเจนระหว่างส่วนของพื้นผิว ส่วนของเปลือก และส่วนของแกน เชื่อว่าลักษณะทางโครงสร้างเช่นนี้เป็นผลมาจากการก่อตัวขึ้นเป็นส่วนๆ จากทะเลแมกม่าที่เกิดขึ้นหลังจากการกำเนิดดาวเคราะห์ไม่นานนัก คือราว 4.5 พันล้านปีที่แล้ว พลังงานที่ใช้ในการหลอมเหลวผิวชั้นนอกของดวงจันทร์เชื่อว่าเกิดจากการปะทะครั้งใหญ่ ซึ่งให้เกิดระบบการโคจรระหว่างโลกกับดวงจันทร์ขึ้น

อุณหภูมิพื้นผิว

แตกต่างอย่างชัดเจนเนื่องจากบนดวงจันทร์ไม่มีชั้นบรรยากาศห่อหุ้มเหมือนบนโลก

การก่อตัว

ในยุคแรก ๆ คาดเดากันว่าดวงจันทร์เคยเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกโลก แต่เปลือกโลกส่วนนั้นได้กระเด็นออกไปโดยมีสาเหตุจากแรงหนีศูนย์กลาง ทิ้งร่องรอยเป็นแอ่งของมหาสมุทรขนาดใหญ่บนโลก อย่างไรก็ตามแนวคิดนี้ไม่น่าจะเป็นไปได้ เพราะโลกจะต้องหมุนรอบตัวเองเร็วมาก บางคนบอกว่าดวงจันทร์อาจก่อตัวขึ้นที่อื่น แต่พลัดหลงมาอยู่ใกล้โลกจึงถูกโลกจับไว้เป็นดาวบริวาร
บางคนเสนอว่า โลกและดวงจันทร์อาจเกิดขึ้นมาพร้อม ๆ กันขณะที่ระบบสุริยะก่อตัว แต่ทฤษฎีนี้ไม่สามารถอธิบายได้ว่าเหล็กในดวงจันทร์พร่องไปไหน อีกทฤษฎีหนึ่งกล่าวว่า ดวงจันทร์อาจก่อตัวจากการสะสมหลอมรวมของดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็ก
ทฤษฎีที่ยอมรับกันมากที่สุดในปัจจุบัน คือ ทฤษฎีการชนครั้งใหญ่ กล่าวว่ามีวัตถุขนาดดาวอังคารโคจรมาชนโลก ในช่วงที่โลกกำลังก่อตัวขึ้นใหม่ ๆ ทำให้เนื้อโลกบางส่วนที่ยังร้อนอยู่กระเด็นออกไป และรวมตัวกันเป็นดวงจันทร์
แรงไทดัลทำให้ดวงจันทร์มีรูปร่างเป็นทรงรีอยู่เล็กน้อย โดยมีแกนหลัก (แกนด้านยาว) ของวงรีชี้มายังโลก

จันทรุปราคา

จันทรุปราคา เกิดจากการที่ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ เรียงตัวในแนวเดียวกันตามลำดับ ทำให้เงาของโลก บดบังแสงอาทิตย์ที่จะส่องมายังดวงจันทร์ และทำให้ดวงจันทร์ค่อยๆหายไปทั้งหมด หรือบางส่วน ก่อนจะกลับมาปรากฏใหม่อีกครั้ง ซึ่งจันทรุปราคาที่ดวงจันทร์จะหายไปทั้งหมดเรียกว่า จันทรุปราคาเต็มดวง จันทรุปราคาที่ดวงจันทร์จะหายไปบางส่วนเรียกว่า จันทรุปราคาบางส่วน

การสำรวจดวงจันทร์

ประเทศที่ส่งยานสำรวจอวกาศลงบนดวงจันทร์ คือ รัสเซีย (ค.ศ. 1966 โดยอดีตสหภาพโซเวียต), สหรัฐ (ค.ศ. 1966), จีน (ค.ศ. 2013)
ประเทศที่ส่งนักบินอวกาศลงเหยียบบนดวงจันทร์ คือ สหรัฐ (ค.ศ. 1969)

ความเชื่อของมนุษย์ต่อดวงจันทร์

ชาวตะวันตกมีเทพนิยายกรีก ที่มีอาร์ทิมิส (Artemis) และ เซลีนี เทพีแห่งดวงจันทร์ และชาวโรมันมี ไดแอนา เป็นเทพีแห่งดวงจันทร์เช่นกัน ส่วนทางตะวันออกเช่น จีน มีเทพธิดาฉางเอ๋อ เป็นเทพธิดาแห่งดวงจันทร์  ในโหราศาสตร์ไทยมี พระจันทร์ เป็นเทวดาประจำวันจันทร์ และชาวญี่ปุ่น มีการมองดวงจันทร์ว่ามีกระต่ายตำข้าวอยู่บนดวงจันทร์

สถานภาพทางกฎหมาย

ถึงแม้ว่าธงจำนวนมากของสหภาพโซเวียตจะถูกโปรยโดยยานลูน่า 2 ในปี 1959 และภายหลังภารกิจลงจอด และธงชาติสหรัฐอเมริกาก็ถูกปักไว้เป็นสัญลักษณ์บนดวงจันทร์ ไม่มีชาติใดได้ครอบครองความเป็นเจ้าของของส่วนใดส่วนหนึ่งของพื้นผิวดวงจันทร์เลย โซเวียตและสหรัฐต่างก็อยู่ร่วมกันในสนธิสัญญาอวกาศนอก ซึ่งให้ดวงจันทร์อยู่ภายใต้วงอำนาจเดียวกันกับเขตน่านน้ำสากล (สาธารณสมบัติ) สนธิสัญญานี้ยังจำกัดให้มีการใช้ดวงจันทร์เพื่อจุดประสงค์แห่งสันติภาพ ซึ่งแน่นอนว่าจะเป็นการห้ามการติดตั้งทหารและอาวุธอำนาจทำลายล้างสูงอีกด้วย (รวมไปถึงอาวุธนิวเคลียร์)
สนธิสัญญาฉบับที่ 2 สนธิสัญญาจันทรา มีจุดประสงค์เพื่อที่จะจำกัดการสำรวจทรัพยากรธรรมชาติบนดวงจันทร์โดยชาติเพียงชาติเดียว แต่ก็ยังไม่มีชาติใดในกลุ่ม Space-faring nations เซ็นสนธิสัญญานี้เลย เอกชนหลายๆ แห่งได้ทำการครอบครองดวงจันทร์ทั้งหมดหรือส่วนใดส่วนหนึ่ง แม้ว่าจะไม่มีผู้ใดจะพิจารณาความน่าเชื่อถือก็ตาม