科技日报记者 刘垠 通讯员 李立敏
在地球以外是否有统一的时间规则呢？这是2021年中国科学技术协会提出的重大科学问题之一。
2024年，经国家市场监督管理总局批准，全国空间计量技术委员会正式成立。2025年，该委员会开展了《月球历法命名规范》编制，目标是把人类在地球上创建的文明，延伸到月球、火星等地外天体上。
月球上的观测者所见的天体运动或天象周期及其通算关系，被称为“月球历法”。当前月球时间规则问题成为国际关注的焦点，美国和欧盟都十分关注月球及其他天体的时间计量。国际天文联合会2024年组织讨论月球时间计量标准的议题，已成为近期国际航天、天文和计量领域的热点话题。美国牵头的阿尔忒弥斯月球探测计划也在提议主导构建月球表面区时或历法的工作，预计在2026年底前制定协调月球时间的国际标准。国际学者已在涉及地球与月球时间的换算方法方面发表论文。然而，月球上的历法规则尚未见于公开报道。
由中国计量测试学会主办的《计量学报》在2025年3月刊发了学术论文“月球历法中的问题讨论”，论文第一作者为北京东方计量测试研究所刘民总师。文章首先介绍了月球在一系列分层嵌套坐标系内的运动特点。然后，分别将地球、太阳、恒星背景作为参考物，描述了不同视角可见的天象及其周期估算，月球表面观测者从不同层级的坐标系中选择不同的参考物，将会测量得到不同的自转周期和公转周期。研究发现，对于月球表面观测者来说，地球是最均匀的周期性参照物，地球的天象周期，如自转轴摆动周期、朔望周期等，均可以作为月球历法的计时单位。那么，是不是可以把地球上的年月日“照搬”到月球上呢？
论文运用开普勒面积定理，引申出“在椭圆轨道上时间的均匀性和空间的均匀性不可兼得”的推论。受月球绕地球椭圆轨道影响，以及地球绕太阳椭圆轨道的影响，月球表面观测者的均匀时间段内，天体经过天顶的角速度并不均匀，即时间均匀则空间不均匀；反之，在月面上等经度角间隔的均匀时区上，每个不同时区的天顶上，天体却不能以均匀的速度经过其本地子午面，也即空间均匀则时间不均匀。由此可见，月球与地球自转和公转运动的特点不同，地球上现有的历法规则不能照搬到月球。
该文还假设了月球表面观测者用圭表投影的办法，来确定月球赤道和纬度。这些有意义的推论，将为后续月面天文观测提供指引和借鉴。
（本文采写得到中国计量测试学会支持）
