ดวงจันทร์เป็นบริวารดวงเดียวของโลก มีพื้นผิวที่เป็นของแข็ง เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตมากมาย แสงจันทร์ที่เรามองเห็นนั้นเป็นแสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากพื้นผิวดวงจันทร์ ในขณะที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกเราจะมองเห็นดวงจันทร์ในลักษณะที่เปลี่ยนไป ตามปริมาณของบริเวณที่ได้รับแสงและบริเวณด้านมืดที่หันหน้าเข้าหาโลก เรียกว่า ข้างขึ้นข้างแรม

แม้ว่าดวงจันทร์จะมีขนาดเล็ก แต่ด้วยการที่มันอยู่ใกล้กับโลกของเรามากกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ดวงจันทร์จึงมีอิทฺธิพลต่อปรากฏการณ์บนโลก เช่น การเกิดน้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งเกิดจากแรงโน้มถ่วงระหว่างโลกกับดวงจันทร์ และการเกิดสุริยุปราคา และจันทรุปราคา เป็นต้น

ยานอวกาศลำแรกที่เดินทางไปสำรวจดวงจันทร์ คือ ยานลูนา 2 ของประเทศรัสเซีย ในปี พ.ศ. 2502 และยานอะพอลโล 11 เป็นยานอวกาศลำแรกที่พามนุษย์ไปลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2512 พบว่าดวงจันทร์ไม่มีชั้นบรรยากาศห่อหุ้ม จึงเป็นสาเหตุให้พื้นผิวดวงจันทร์ เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตมากมาย ทั้งขนาดใหญ่และเล็ก เราสามารถมองเห็นหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ได้ด้วยตาเปล่าคือ บริเวณที่เราจินตนาการว่า เป็นกระต่ายบนดวงจันทร์นั่นเอง

นอกจากนี้ยังพบว่าหินบนดวงจันทร์มีอายุมากถึง 3,000 - 4,600 ล้านปี ซึ่งเก่าแก่กว่าหินบนพื้นโลกมาก ดังนั้นจึงเป็นหลักฐานที่สำคัญเกี่ยวกับการเกิดของระบบสุริยะในยุคเริ่มแรก

ลักษณะของดวงจันทร์

ดวงจันทร์เป็นดาวที่มีรูปร่างกลมมีขนานเล็กกว่าโลก และเป็นดาวบริวารของโลก ดวงจันทร์ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง แต่เราสามารถมองเห็นดวงจันทร์ได้ เพราะแสงของดวงอาทิตย์ส่องไปกระทบดวงจันทร์และสะท้อนกลับมายังโลกนั่นเอง ถ้าเราสังเกตดวงจันทร์บนท้องฟ้าจะเห็นดวงจันทร์มีรูปร่างเปลี่ยนแปลงไปบางคืนเราเห็นดวงจันทร์เป็นเสี้ยว บางคืนเห็นดวงจันทร์เต็มดวง บางคืนมองไม่เห็นดวงจันทร์เลย ที่เป็นเช่นนี้ เพราะดวงจันทร์หมุนรวบตัวเองโคจรรอบโลก ทำให้คนบนโลกมองเห็นดวงจันทร์มีลักษณะแตกต่างกันเมื่อดวงจันทร์อยู่ในตำแหน่งต่างกัน

ข้างขึ้นข้างแรม (The Moon's Phases) เกิดขึ้นเนื่องจากดวงจันทร์มีรูปร่างเป็นทรงกลม ไม่มีแสงในตัวเอง ด้านสว่างได้รับแสงจากดวงอาทิตย์ แต่ด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ถูกบังด้วยเงาของตัวเอง ดวงจันทร์โคจรรอบโลก ทำให้มุมระหว่างดวงอาทิตย์-ดวงจันทร์-โลก เปลี่ยน เปลี่ยนแปลงไปวันละ 12 องศา เมื่อมองดูดวงจันทร์จากโลก เราจึงมองเห็นเสี้ยวของดวงจันทร์มีขนาดเปลี่ยนไปเป็นวงรอบดังภาพที่ 1 ใช้ประมาณ 30 วัน

การเกิดข้างขึ้นข้างแรม

คนไทยแบ่งเดือนทางจันทรคติ (Lunar month) ออกเป็น 30 วัน คือ วันขึ้น 1 ค่ำ - วันขึ้น 15 ค่ำ และ วันแรม 1 ค่ำ - วันแรม 15 ค่ำ โดยถือให้วันขึ้น 15 ค่ำ (ดวงจันทร์สว่างเต็มดวง), วันแรม 15 ค่ำ (ดวงจันทร์มืดทั้งดวง), วันแรม 8 ค่ำ และวันขึ้น 8 ค่ำ (ดวงจันทร์สว่างครึ่งดวง) เป็นวันพระ

วันแรม 15 ค่ำ (New Moon): เมื่อดวงจันทร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์หันด้านเงามืดเข้าหาโลก ตำแหน่งปรากฏของดวงจันทร์อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ แสงสว่างของดวงอาทิตย์ ทำให้เราไม่สามารถมองเห็นดวงจันทร์ได้เลย

วันขึ้น 8 ค่ำ (First Quarter): เมื่อดวงจันทร์เคลื่อนมาอยู่ในตำแหน่งมุมฉากระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ทำให้เรามองเห็นด้านสว่างและด้านมืดของดวงจันทร์มีขนาดเท่ากัน

วันขึ้น 15 ค่ำ หรือ วันเพ็ญ (Full Moon): ดวงจันทร์โคจรมาอยู่ด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์หันด้านที่ได้รับแสงอาทิตย์เข้าหาโลก ทำให้เรามองเห็นดวงจันทร์เต็มดวง

วันแรม 8 ค่ำ (Third Quarter): ดวงจันทร์โคจรมาอยู่ในตำแหน่งมุมฉากระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ทำให้เรามองเห็นด้านสว่างและด้านมืดของดวงจันทร์มีขนาดเท่ากัน

คนโบราณมองเห็นพื้นที่สีคล้ำ ซึ่งเต็มไปด้วยหลุมอุกาบาตบนดวงจันทร์เป็นรูปกระต่าย ดังภาพที่ 2 เราสามารถใช้รูปกระต่ายบนดวงจันทร์ช่วยสังเกตข้างขึ้นข้างแรมได้ดังนี้

วันขึ้น 15 ค่่ำ (Full Moon): ดวงจันทร์อยู่ทางด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ เราจะมองเห็นดวงจันทร์เต็มดวง ขึ้นที่ขอบฟ้าด้านทิศตะวันออกเวลาประมาณ 6 โมงเย็น

ข้างแรม (Waning Moon): เนื่องจากดวงจันทร์โคจรรอบโลก 1 รอบใช้เวลา 29.5 วัน ทำให้เรามองเห็นดวงจันทร์ขึ้นช้าวันละ 50 นาที หรือประมาณ 12 องศา เราจึงมองเห็นดวงจันทร์ตอนเย็นก่อนดวงอาทิตย์ตก และเห็นหัวกระต่าย เสี้ยวของดวงจันทร์บางขึ้นจนกระทั่งมืดหมดทั้งดวงในวันแรม 15 ค่ำ

วันแรม 15 ค่ำ (New Moon): ดวงจันทร์อยู่ระหว่างดวงอาทิตย์กับโลก เราจึงมองเห็นแต่เงามืดของดวงจันทร์​ ดวงจันทร์จะขึ้นและตกพร้อมๆ กับดวงอาทิตย์

ข้างขึ้น (Waxing Moon): เราจะมองเห็นดวงจันทร์ตอนรุ่งเช้าก่อนดวงอาทิตย์ขึ้น และไม่เห็นหัวกระต่าย เสี้ยวของดวงจันทร์จะหนาขึ้นจนกระทั่งสว่างเต็มดวงในวันขึ้น 15 ค่ำ

- วันเพ็ญขึ้น 15 ค่ำ ดวงจันทร์อยู่ด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ดังนั้นเราจึงเห็นดวงจันทร์จะขึ้นทางทิศตะวันออก ขณะที่ดวงอาทิตย์ตกทางทิศตะวันตก
- ดวงจันทร์ขึ้นช้า วันละ 50 นาที
- ข้างขึ้น : เราจะเห็นดวงจันทร์ในช่วงหัวค่ำ
- ข้างแรม : เราจะเห็นดวงจันทร์ในช่วงรุ่งเช้า
- ในช่วงเวลาที่ดวงจันทร์ปรากฏเป็นเสี้ยวบาง แต่เราก็สามารถมองเห็นด้านมืดของดวงจันทร์ได้ เป็นเพราะแสงอาทิตย์ส่องกระทบพื้นผิวโลก แล้วสะท้อนไปยังดวงจันทร์ เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "เอิร์ธไชน์" (Earth Shine)

แสงอาทิตย์สะท้อนจากโลก ทำให้เรามองเห็นส่วนมืดของดวงจันทร์

http://www.lesa.biz/astronomy/astro-events/moon-phases
  http://portal.edu.chula.ac.th/lesa_cd/assets/document/lesa212/2/planet_moon/earth_moon/earth.html