科技日報(bào)記者 劉垠 通訊員 李立敏

在地球以外是否有統(tǒng)一的時間規(guī)則呢？這是2021年中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會提出的重大科學(xué)問題之一。

2024年，經(jīng)國家市場監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)，全國空間計(jì)量技術(shù)委員會正式成立。2025年，該委員會開展了《月球歷法命名規(guī)范》編制，目標(biāo)是把人類在地球上創(chuàng)建的文明，延伸到月球、火星等地外天體上。

月球上的觀測者所見的天體運(yùn)動或天象周期及其通算關(guān)系，被稱為“月球歷法”。當(dāng)前月球時間規(guī)則問題成為國際關(guān)注的焦點(diǎn)，美國和歐盟都十分關(guān)注月球及其他天體的時間計(jì)量。國際天文聯(lián)合會2024年組織討論月球時間計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的議題，已成為近期國際航天、天文和計(jì)量領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。美國牽頭的阿爾忒彌斯月球探測計(jì)劃也在提議主導(dǎo)構(gòu)建月球表面區(qū)時或歷法的工作，預(yù)計(jì)在2026年底前制定協(xié)調(diào)月球時間的國際標(biāo)準(zhǔn)。國際學(xué)者已在涉及地球與月球時間的換算方法方面發(fā)表論文。然而，月球上的歷法規(guī)則尚未見于公開報(bào)道。

由中國計(jì)量測試學(xué)會主辦的《計(jì)量學(xué)報(bào)》在2025年3月刊發(fā)了學(xué)術(shù)論文“月球歷法中的問題討論”，論文第一作者為北京東方計(jì)量測試研究所劉民總師。文章首先介紹了月球在一系列分層嵌套坐標(biāo)系內(nèi)的運(yùn)動特點(diǎn)。然后，分別將地球、太陽、恒星背景作為參考物，描述了不同視角可見的天象及其周期估算，月球表面觀測者從不同層級的坐標(biāo)系中選擇不同的參考物，將會測量得到不同的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期。研究發(fā)現(xiàn)，對于月球表面觀測者來說，地球是最均勻的周期性參照物，地球的天象周期，如自轉(zhuǎn)軸擺動周期、朔望周期等，均可以作為月球歷法的計(jì)時單位。那么，是不是可以把地球上的年月日“照搬”到月球上呢？

論文運(yùn)用開普勒面積定理，引申出“在橢圓軌道上時間的均勻性和空間的均勻性不可兼得”的推論。受月球繞地球橢圓軌道影響，以及地球繞太陽橢圓軌道的影響，月球表面觀測者的均勻時間段內(nèi)，天體經(jīng)過天頂?shù)慕撬俣炔⒉痪鶆颍磿r間均勻則空間不均勻；反之，在月面上等經(jīng)度角間隔的均勻時區(qū)上，每個不同時區(qū)的天頂上，天體卻不能以均勻的速度經(jīng)過其本地子午面，也即空間均勻則時間不均勻。由此可見，月球與地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動的特點(diǎn)不同，地球上現(xiàn)有的歷法規(guī)則不能照搬到月球。

該文還假設(shè)了月球表面觀測者用圭表投影的辦法，來確定月球赤道和緯度。這些有意義的推論，將為后續(xù)月面天文觀測提供指引和借鑒。

（本文采寫得到中國計(jì)量測試學(xué)會支持）