月球起源之谜
说到月亮的起源，以往科学家认为存在三种可能性。
第一种叫“捕获学说”，就是说月球原本是太空中一个星体，经过地球附近时，被地球抓住了，成为其卫星。但直径相当于地球27％的月亮要轻易被地球的轨道吸进去，这在天文物理学家看来，是极不可能的现象，况且对月球进入行星的轨道的角度要求需要非常准确，差一点都不行，一不小心就更容易被太阳系的其他大星捕获。即使是月亮碰巧以如此准确的角度进入地球圈，能绕上地球的也应该是个椭圆轨道，而不是现在月亮的正圆的轨道。
另一种是“同源说 ”，在太阳系的演化过程中，宇宙像一团云雾一样，慢慢凝聚变成一个地球，边上演变出了一个月亮跟着转。
第三种叫“爆炸学说”，也叫“分裂说”，是说地球突然间炸开了，一部分推出去变成了月亮。
这两种学说，“同源说”或“分裂说”，从物质结构来讲，必须月亮与地球的成分和结构应该是差不多的。但美国阿波罗飞船从月球上带回来很多样品，对于月岩的年龄研究表明，在形成年代上月球略早于地球。月球表面最古老的岩石形成于46亿年前（有的岩石寿命达70亿年），而我们地球上发现最早的岩石的形成时间不过是39亿年。并有6种元素是地球上所没有的，这是“同源说”或“分裂说”无法解释的。
月球年龄之谜
令人惊异的是，从月球带回的岩石标本，经分析发现其中99%的年龄要比地球上90%年龄最大的岩石更加年长。阿姆斯特朗在寂静海降落后拣起的第一块岩石的年龄是36亿岁。其他一些岩石的年龄为43亿岁、46亿岁和45亿岁。
它几乎和地球及太阳系本身的年龄一样大，地球上最古老的岩石是37亿岁。1973年，世界月球研讨会上曾测定一块年龄为53亿岁的月球岩石。
更令人不解的是，这些古老的岩石都采自科学家认为是月球上最年轻的区域。根据这些证据，有些科学家提出，月球在地球形成之前很久很久便已在星际空间形成了。
当巨大物体袭击月球时，月球发出空心球似的声音之谜
在阿波罗探险过程中，废弃的火箭第三节推进器会轰地一下撞在月球表面。据美国航空航天局的文件记载，这次巨大撞击的响声，听起来仿佛是一个大铃铛的声音。设置在72公里外的月震仪测得月球表面的震动，这个振动持续超过15分钟，就像用锤子用力敲击大钟一样，振动持续很长时间才慢慢消失。举个例子，当人们用力敲击一个空心铁球时，它会发出嗡嗡而持续的振动，而敲击实心铁球的时候，只会听到短暂的振动。这个持续振动的现象让科学家开始设想月球是否是空心的。
另外，一个实心的物体遭受撞击时，可以测出两种波，一种是纵波，一种是表面波，而空心的物体只能测到表面波。纵波是一种穿透波，可以穿透物体，由表面的一边经过物体中心传导到另一边。表面波如同它的名字一样，只能在极浅的表面传递。但是，放置在月球上的月震仪，经过长时间的记录，都没有记录到纵波，全部都是表面波。
根据这个现象，科学家非常惊讶地发现：月球是空心的！
月球土壤的年岁比岩石年岁更大之谜
月球古老的岩石已使科学家束手无策，然而，和这些岩石周围的土壤相比，岩石还算是年轻的。据分析，土壤的年龄至少比岩石大10亿年。
乍一听来，这是不可能的，因为科学家认为这些土壤是岩石粉碎后形成的。但是，测定了岩石和土壤的化学成份之后，科学家发现，这些土壤与岩石无关，似乎是从别处来的。
月球金属之谜
当登月人员降落在颜色特别黑的平原上时，他们发现要在月球表面钻孔十分困难。土壤样品经分析后发现，其中含有大量地球上稀有的金属钛(它被用于超音速喷气机和宇宙飞船上);另一些硬金属，如锆，铱、铍的含量也很丰富。这些金属都很坚硬、耐高温、抗腐蚀。科学家估计，要熔化这些金属元素，至少得在2 、3 千度以上的高温，可是月球是太空中一颗“死寂的冷星球”，起码30亿年以来就没有火山活动，因此月球上如何产生如此多需要高温的金属元素呢？
而且，科学家分析太空人带回来的 380公斤月球土壤样品后，发现竟含有纯铁和纯钛，这又是自然界的不可能，因为自然界不会有纯铁矿。这些无法解释的事实表示了什么？表示这些金属不是自然形成的，而是人为提炼的。那么问题就来了，是谁在什么时候提炼这些金属的？
月球放射性之谜
月亮中厚度为8英里的表层具有放射性，这也是一个惊人的现象。当阿波罗15的宇航员们使用温度计时，他们发现读数高得出奇，这表明，亚平宁平原附 近的热流的确温度很高。一位科学家惊呼：上帝啊，这片土地马上就要熔化了!月球的核心一定更热。然而，令人不解的是，月心温度并不高，这些热量是从月球表面大量放射性物质发出的。
可是这些放射性物质(铀、铊和钚)是从哪里来的?假如它们来自月心，那么它们怎么会来到月球表面?
干燥的月球上的大量水气之谜
最初几次月球探险表明，月球是个干燥的天体。一位科学家曾断言，它比戈壁大沙漠干燥100万倍。阿波罗计划的最初几次都未在月球表面发现任何水的踪迹。可是阿波罗15的科学家却探测到月球表面有一处面积达100平方英里的水气团。科学家们红着脸争辩说，这是美国宇航员废弃在月亮上的两个小水箱漏水造成的。
可是这么小的水箱怎能产生这样一大片水气?当然这也不会是宇航员的尿液它直接喷射到月球的天空中。看来这些水气来自月球内部。
月球表面呈玻璃状之谜
阿波罗的宇航员们发现，月球表面有许多地方覆盖着一层玻璃状的物质，这表明，月球表面似乎被炽热的火球烧灼过。
正如一位科学家所指出的：月亮上铺着玻璃。专家的分析证明，这层玻璃状物质并不是巨大的陨星的撞击产生的。
有些科学家相信，这是太阳的爆炸某种微型新星状态产生的后果。
月亮的磁场之谜
早先探测和研究表明月球几乎没有磁场，可是对月球岩石的分析却证明它有过强大的磁场。这一现象令科学家大惑不解，保罗·加斯特博士宣称：这里的岩石具有非常奇特的磁性……完全出乎我们意料。如果月球曾经有过磁场，那么它就应该有个铁质的核心。
可是可靠的证据显示，月球不可能有这样一个核心，而且月亮也不可能从别的天体(诸如地球)获得磁场，因为假如真是那样的话，它就必须离地球很近，这时它会被地球引力撕得粉碎。
月球引力异常之谜
地球上的大西洋百慕大三角区，是一个神秘的多灾多难的地区，被人们称为“魔兔海”和“死亡三角”。在对月球的探测过程中，科学家们发现在月球上也存在类仪的神秘地区。
1968年，围绕月球飞行的探测器首次显示，月球的表层下存在着物质聚集结构。当宇宙飞船飞越这些结构上空时，由于它们的巨大引力，飞船的飞行会稍稍低于规定的轨道，而当飞船离开这些结构上空时，它又会稍稍加速，这清楚地表明这物质聚焦结构的存在，以及它们巨大的质量。
科学家们认为，这些结构就像一只牛眼，由重元素构成，隐藏在月球表面海的下面。正如一位科学家所称：看来谁也不知道该如何来对付它们。
后来研究发现，那里似乎埋藏了一些来历不明的高密度物质，科学家把这种地区形象地称为“质量瘤”。那么，这种质量瘤的组成成分及化学性质如何呢？目前天文学家还没有肯定的答案。有关月球的不解之谜还有很多很多，它们都在等着人类重返月球时再一一揭开。