Księżyc okrąża Ziemię w średniej odległości 384 400 kilometrów, mierzonej od środka Ziemi do środka Księżyca. Odległość ta stale się zmienia, ponieważ orbita Księżyca nie jest idealnym okręgiem. Światło pokonuje tę odległość w ciągu około 1,3 sekundy.

Odległość

Księżyc okrąża Ziemię po elipsie, czyli lekko wydłużonym okręgu, raz na 27,3 dnia. Na średniej orbicie zbliża się do Ziemi na odległość około 363 300 kilometrów w najbliższym punkcie, zwanym perygeum. Najdalej, w punkcie zwanym apogeum, znajduje się około 405 500 kilometrów od Ziemi.

Przyciąganie Słońca z miesiąca na miesiąc nieco rozciąga i ściska orbitę. W rezultacie w ciągu roku odległość waha się od około 357 000 do około 407 000 kilometrów. Wartość 384 400 kilometrów to wielka półoś orbity, czyli połowa jej największej szerokości. Uśredniona w czasie odległość jest nieco większa i wynosi około 385 000 kilometrów.

Porównania rozmiarów

• Około 30 Ziem ułożonych obok siebie zmieściłoby się na średniej odległości, a Księżyców około 110.
• Gdyby Ziemię zmniejszyć do rozmiarów piłki do koszykówki, Księżyc miałby mniej więcej wielkość piłki tenisowej i znajdowałby się w odległości około 7 metrów.
• Gwiazda Kapteyna, czerwony karzeł i kolejny większy obiekt w eksploratorze, jest nieco szersza niż ta odległość. TrES-4b, planeta-olbrzym i kolejny mniejszy obiekt, ma szerokość około dwóch trzecich tej odległości.
• Odległość pomiędzy Ziemią a Słońcem jest około 390 razy większa.
• Samochód jadący bez zatrzymywania się z prędkością 100 kilometrów na godzinę pokonałby tę odległość w około 160 dni.

Pomiar odległości laserami

Od 1969 roku astronomowie mierzą odległość do Księżyca za pomocą laserów. Astronauci z misji Apollo 11, 14 i 15 zostawili na powierzchni zestawy reflektorów, a dwa radzieckie łaziki, Łunochod 1 i 2, przewiozły kolejne. Teleskop na Ziemi wysyła krótkie impulsy światła laserowego w stronę jednego reflektora i mierzy, ile czasu światło wraca, czyli około 2,6 sekundy.

Trafienie w reflektor jest trudne. Nawet wąska wiązka lasera rozszerza się do około 2 kilometrów szerokości, zanim dotrze do Księżyca, więc w reflektor Apollo 11 trafia tylko około jeden na 25 milionów fotonów, czyli cząstek światła. Mimo to pomiary są dziś znacznie dokładniejsze: ich dokładność wzrosła z kilku dziesiątych metra na początku do kilku milimetrów.

Księżyc się oddala

Pomiary te pokazują, że Księżyc powoli oddala się od Ziemi, o około 3,8 centymetra rocznie. Przyczyną są pływy, które Księżyc wywołuje na Ziemi i które stopniowo przesuwają go na szerszą orbitę. Od czasu umieszczenia pierwszego reflektora w 1969 roku Księżyc oddalił się o około 2 metrów.

Źródła

• Moon Fact Sheet. NASA, 2024.
• Moon Facts. NASA Science, 2026.
• Lunar Laser Ranging: The Millimeter Challenge. T. W. Murphy, Reports on Progress in Physics, 2013.
• Speed of light in vacuum. NIST CODATA, 2022.
• Earth Fact Sheet. NASA, 2024.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• First radius measurements of very low mass stars with the VLTI. Ségransan et al., Astronomy & Astrophysics, 2003.
• The GAPS Programme with HARPS-N@TNG VI: The Curious Case of TrES-4b. Sozzetti et al., Astronomy & Astrophysics, 2015.
• Sun Fact Sheet. NASA, 2024.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.
• Rules of Tennis 2026. International Tennis Federation, 2026.