为什么月球不可能是空心的？ 第1页

其实都别笑， 月球空心说是一个很正经的假说。在登月之前，主流学术界还是有这个怀疑的。

这主要是，在登月之前，通过天文学观测，和利用万有引力定律进行计算，很容易就能得知月球的体积和质量。 然后这样计算出月球的平均密度只有：

这个密度和我们地球的平均密度 相比，实在是太低了啊。

而从天文观测来看， 月球显然不是气态的，而是和地球相似的岩石构造。 这难免让人怀疑，月球是不是有可能是空心的。因为从外部观测，只能得到月球的总质量，总体积，和平均密度，根本无法知道质量分布。所以月球空心的假说并不离谱。

只不过，本来正经的假说（月球密度不均匀，内部低，外部高），传来传去就变成什么月球内部有外星人居住，月球是个空的球壳质量的莫名其妙的东西了。

那么，月球的质量到底是咋分布的，上去测一测就知道了。所以，月球空心的这个说法，在登月之后就不攻自破了。

有个方法可以很好的反应出物体的质量分布，那就是转动惯量。

根据物理学知识，转动惯量只与物体的形状，质量分布，轴位置有关。

由于是月球是三维球体，我们可以通过测量月球的面积转动惯量来监测月球的质量分布。

假设月球是一个完美的均匀的实心球体，理论计算的面积转动惯量为0.4， 而假设月球是一个空心球壳，理论计算的转动惯量为0.6.

而实际测量，月球的面积转动惯量大概在0.393左右， 可以看出来，月球的质量分布是十分接近于一个实心球体的。

除此之外，现代遥感测绘技术大大进步，通过人造卫星，人类已经可以精确的绘制出月球的精确内部结构可，结构示意图如下：

可见月球根本不存在什么空心结构。

那么，回到最一开始的问题， 既然月球基本上算是实心的，为啥密度这么低呢？

其实是因为地球密度太高了，通过现代技术对地球测绘，发现地球的密度是非常不均匀的，越向地心密度越大。

我们可以看到，地球核心的密度已经到达了惊人的 ,是月球平均密度的4倍还多。

这是因为地球的体积，质量都远远大于月球，地球内部因为高温，高压的作用，形成了非常致密的物质。 而且，随着向地心深入，地球的密度是不断增加的。

而月球并没有那么大的质量，重力作用不明显，内部也就没有那么大的质量变化了。

从上表我们可以看出，月球的平均密度，和地球地幔的密度大致相当。

评论中有写朋友对转动惯量的问题有疑问，现在简单解答一下：

1 转动惯量为什么没有写单位？

这是天文学中经常为了图方便的一个简写方法。什么意思呢？

我们知道， 质点的转动惯量为：

但是计算三维物体时，一个物体饶轴转动，每个质点的转动轴都不一样，就不能用简单的加法来计算转动惯量，必须使用积分。

比如，计算一个质量分布均匀的空心薄球壳：

我们取球壳上一小段快质量dm，计算其转动惯量

根据几何知识，我们知道

计算整个球壳的转动惯量，就必须对质元m进行积分，

同样的道理，可以把实心球体看成是无数个半径为r的薄球壳组合而成，则对薄球壳转动惯量进行积分，即可得到实行球壳的转动惯量

在天文学中，计算天体的转动惯量，很难直接像地球上的小球直接 测量出转动惯量，通常都是通过测量不同位置的基本地理参数，从而计算出天体的转动惯量。

计算天体转动惯量的时候，一般来说不会带入天体的质量和半径，这也太不方便，通常会以系数表示。

均匀质量球体的转动惯量为 0.4, 即代表

月球的转动惯量为0.393，即代表转动惯量为

2 月球的转动惯量究竟是如何得到的

这是一个非常复杂的问题，可以写一篇论文了。简单的来说，就是通过基础的月球数据再通过计算得到的。

总的来说，数据一般都是通过 LLR（Iunar Iaser Ranging）月球激光测距实验或者SLR（Satellite Laser Ranging）卫星激光测距实验 等大型实验得到的。

月球激光测距实验LLR，就是人类登月的时候在月球不同档位放置了若干反光镜，地面实验室就可以利用激光照射这些反光镜进行各种实验。现在LLR数据在网上都可以查询得到。有兴趣的朋友可以自己查阅研究。