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目前，關於月亮形成的最重要的學說認為，月亮是在大約45億年前，由於一顆大小近似火星的星體強烈碰撞並劃過地球形成的。當時的碰撞形成的大量熔化的岩石碎片和塵埃被甩到地球周圍軌道之內，經過一段時間的相互碰撞和聚集而形成了今天的月亮。對這種學說的有力支持來自阿波羅登月計劃的發現。宇航員們從月球上採集的土壤標本表明，月亮上的礦物質和地球上的是相似的，這使得科學家們確信，地球和月亮有著共同的起源。月亮有些學者對碰撞學說持不同的看法，他們認為月亮和地球是在同一時期，由同一團岩石和塵埃分別獨立形成的。但是我們已經從「月球勘探者」的發現知道，月球的核心只佔其質量的2％到4％，遠遠小於地球核心所佔的30％，如果它們來自同一起源，至少兩者核心所佔的比例應當相近。所以這種說法並不太成立。更合理的解釋是，由於45億年前的那次碰撞發生在地球外層，地球的鐵核並沒有被觸及，而外層含鐵較少、密度較小的岩石部分脫離出去形成了月亮。這樣，月亮所形成的核心所佔質量當然比不上地球的核心了。地球400棵樹來自月球在地球上，有超過400棵樹是從月亮上來的。更準確地說，它們來自月球軌道。事情是這樣的：1971年，阿波羅14號的宇航員斯圖爾特·魯薩在出發時隨身帶上了一包種子，當他的同伴阿蘭·謝帕德和埃德加·米切爾忙著在月亮表面漫步行走時，魯薩卻小心看護著他的種子。月亮後來，這些種子在地球上發了芽，它們被種在美國國內許多不同的地點，並被人們稱為月亮樹。它們中大多數都長得很好。為何總是同一張「月臉」也許最有趣的是月亮總以相同的一面對著地球。既然地球和月亮都在自轉並且沿各自的軌道行進，這又怎麼可能呢？很久以前，地球的引力作用使月亮的自轉逐漸減慢。當月亮的自轉周期慢到和它的軌道周期？穴也就是它繞地球一周的時間？雪相吻合時，這種引力作用達到了平衡，月亮從此就以一面朝著地球了。太陽系其他行星周圍的月亮也有著相似的特點。當月亮繞地球旋轉時，它部分的時間處於我們和太陽之間，它被太陽照亮的那一半遠離我們，這時我們稱之為新月。由此說來，根本就沒有什麼月亮的暗面一說，只是我們看不到它而已。月亮當月亮轉到軌道的另外一側時，從地球上看去，它所反射的一小條太陽光從地球上看去就成了彎彎的月牙；而當月亮來到正對太陽之處時，它在我們眼裡就完全被照亮了，這就是滿月。