Dal Medioevo a oggi
Nel Medioevo la credevano che la Luna fosse sferica e perfettamente liscia, come sosteneva la teoria aristotelica, altri che vi fossero oceani "tutt'oggi il termine «mare» è per designare le regioni più scure della superficie". Il fisico Alhazen, tra gli anni 980 e 1000, scoprì che la luce solare non è riflessa come uno specchio, ma è riflessa dalla superficie in tutte le direzioni. Quando, nel 1609, Galileo puntò il suo cannocchiale sulla Luna, scoprì che la sua superficie non era liscia, bensì corrugata e composta da vallate, monti alti più di 8.000 m. e crateri. La stima dei rilievi lunari fu oggetto di una brillante intuizione matematica, sfruttando la conoscenza del diametro lunare ed osservando la distanza delle vette montuose dal terminatore, l'astronomo toscano ne calcolò efficacemente l'altitudine, misurazioni moderne hanno confermato la presenza di monti che, avendo origine non uguale da quelli terrestri, per la minor gravità lunare, giungono ad 8 km di altezza, il punto più alto misura 10.750 m.. Ancora agli inizi del Novecento esistevano dubbi sulla possibilità che la Luna potesse avere un'atmosfera respirabile. L'astronomo Alfonso Fresa, ponendosi il problema dell'abitabilità della Luna, la legava inscindibilmente alla presenza dell'acqua e dell'aria "oggi possiamo dire che acqua allo stato solido esiste". Prima di tutto occorre intendersi sul significato della parola vita, la quale, se intesa nel senso organico, difficilmente potrà ancora essere sulla Luna, considerando mancano lassù i fattori necessari alla sua esistenza: l'aria e l'acqua. Possiamo obiettare che un'assenza completa di esse non debba essere presa alla lettera, perché non verificandosi nemmeno in piccolissima parte i fenomeni di rifrazione, un residuo molto labile di aria può esistere sul nostro satellite, per quanto anche l'analisi spettroscopica abbia confermato che il nostro satellite è completamente privo di atmosfera.
Xilografie sull'aspetto della Luna pubblicate nel Sidereus Nuncius 1610, ricavate dagli acquerelli di Galileo Galilei
Particolari su le Dimensioni
Le grandezze apparenti della Luna e del Sole, visti dalla Terra, sono comparabili. Da effetto delle diverse distanze, anche dovute dall'eccentricità delle rispettive orbite, la dimensione apparente della Luna vista dalla superficie, da noi, varia da un valore poco inferiore a un valore poco superiore al diametro apparente del Sole: questo rende possibili, che le eclissi solari parziali, anche eclissi solari totali, anulari e miste. La Luna e anche il Sole sembra più grande quando è vicina all'orizzonte. Questa è un'illusione ottica provocata dall'effetto psicologico della diversa percezione delle distanze verso l'alto e in orizzontale. In realtà, la rifrazione atmosferica e la distanza leggermente maggiore rendono l'immagine della Luna un poco più piccola all'orizzonte rispetto al resto del cielo. Varie aree chiare e scure creano immagini che sono interpretate nelle varie culture come l'Uomo della Luna, oppure il coniglio e il bufalo e altre; il fenomeno è indicato col nome di pareidolia lunare. Al telescopio si possono riconoscere catene di montagne e crateri. Le pianure, scure e relativamente spoglie di dettagli, sono chiamate mari lunari, oppure maria in latino, perché erano credute corpi d'acqua dagli astronomi antichi. Le parti più chiare ed elevate sono chiamate terre, o terrae.Durante le lune piene più brillanti, la Luna raggiunge una magnitudine apparente di circa -12,7. Per confronto, il Sole ha una magnitudine apparente di -26,8 mentre Sirio, la stella più brillante, solo -1,4.
