随着望远镜的质量越来越优良，人们发现月球上没有空气。因为月面上从未发现有云或雾，月面上的明暗界限总是很清晰，不像光线穿过大气时，由于光线发生折射,使得分界限模糊。另外，月球在恒星背景上穿行，时常会从恒星前面通过，发生月掩恒星的天象。人们发现，在月球遮掩一颗恒星时，恒星的亮度始终不变，即使恒星与月面离得相当近时也如此。如果月亮有大气，那么当月亮即将遮掩恒星的一刹那，恒星的光要穿过月亮大气，使得看上去恒星变暗，但事实上，恒星被月亮遮住前瞬间，亮度丝毫不变。
19世纪60年代，苏格兰数学家麦克斯韦(1831-1879)和奥地利物理学家玻尔兹曼(1844-1906)分别发现了气体动力理论。指出分子的平均速率与绝对温度成正比,与分子质量平方成反比。任何天体都有自己的逃逸速度，当物体运动速度达到或超过逃逸速度时，不论是飞船还是分子，都会永远离开这个天体。在相同温度下，任何一种气体中的一些分子都将超过逃逸速度而飞到宇宙空间。在一般情况下，能达到逃逸速度的空气分子较少，能不与其他分子相撞而逃逸掉的分子就更少了。所以大气层向外层空间渗漏的速度是非常缓慢的，几乎觉察不到。
我们地球的逃逸速度是11.3千米/秒，地球大气在几十亿年之内不会有太多损失。但如果地球的平均温度很快升高，高到一定程度，则地球会很快失掉它的全部大气，成为一个没有空气的行星。月球的逃逸速度为2.37千米/秒，同一气体中相当多的分子会超过此速度而散失。另外，由于月球自转速度很慢，使得太阳能用两周的时间照射月球的一面，这样月球的温度会比地球高出许多，这更增加了达到逃逸速度的气体分子的数量，结果月球就没有大气了。
同样原因使得月面上不能有水存在。水易蒸发变成气体。在适当温度下,水蒸气又重新凝结为液体的水。所以,在特定温度下，只要水蒸气不被带走，则液体水与水蒸气很容易取得平衡。但如果没有水蒸气，就没有这种平衡，越来越多的水蒸发为水蒸气，直到一滴都不剩。如果月球上有水，但当水成为水蒸气后就会散失到空间去，因为月球引力拉不住相对分子质量为18的水分子。这样,月球的水就会全部蒸发掉。因此,月球表面一定没有液态水,也没有空气。
一闪一闪小星星（Twinkle, Twinkle, Little Star）是一首著名歌曲。歌词出自英国作家珍·泰勒（Jane Taylor）的英文诗《小星星》（The Star），旋律出自法国民谣《妈妈请听我说》（Ah! vous dirai-je, Maman）。
Twinkle, twinkle, little star.
How I wonder what you are.
Up above the world so high.
Like a diamond in the sky.
Twinkle, twinkle, little star.
How I wonder what you are.
When the blazing sun is gone,
When he nothing shines upon.
Then you show your little light.
Twinkle, twinkle, all the night.
Twinkle, twinkle, little star.
How I wonder what you are.
Twinkle, twinkle, little star.
How I wonder what you are.
一闪一闪小星星，
真令我好奇：你们到底是什么呢？
挂在那么高的天上，
像钻石一样闪亮。
一闪一闪小星星，
真令我好奇：你们到底是什么呢？
当太阳离开天空，
不再照耀大地。
你们就露出亮光，
一闪一闪一整夜。
一闪一闪小星星，
真令我好奇：你们到底是什么呢？
一闪一闪小星星，
真令我好奇：你们到底是什么呢？
夜空中一闪一闪的小星星，都是像太阳一样的恒星，自己发光发热，光芒四射，只不过距离我们十分遥远，才星光暗淡。当太阳落山后，天空暗下来，星光就“露”出来。在白天，星星们也发光，但它们暗弱的光亮全被太阳的光辉吞没了。
阳光有如此巨大的影响力，完全是因为我们的地球被大气层包围着。大气层能够散射太阳光，使得整个天空变亮。
如果真有人生活在月球上，那么，他们看到的天空则不同。因为月亮几乎没有大气，在白天，会看到星星和太阳一起挂在天上。
在地球上，星星的闪烁是由于大气抖动造成的。所以，在月球上，星星们也不会一闪一闪，好像眨眼睛一样。
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