关于月球起源的五个假说

张唯诚

对于地球来说，拥有月亮是一件非同寻常的事。这是如何发生的？人们提出了多种理论。

1.俘获说

在太阳系中，大多数卫星都在土星和木星等气态巨行星的周围存在，与地球类似的只有火星，它拥有两颗卫星—火卫一和火卫二。对于这两颗卫星，目前主流的观点是，它们可能曾经是小行星，后被火星的重力所俘获，变成其卫星。

俘获说认为，月球也可能是在靠近地球时被地球的引力所俘获的。但相比火星的两颗卫星，月球实在太大了，可能并不适合这种情况。如果月球闯入太阳系，更有可能被太阳或者木星俘获，而不是地球。俘获说也无法解释现在月球的近圆形轨道形状。因为根据引力的规律，它应该沿一条扁形或椭圆形轨道运行，而不应该沿一条近圆形的轨道运行。

2.分裂说

这种月球起源说可以追溯到19世纪。该假说认为，月亮是从形成初期还没有完全冷却下来的地球上分离出去的。要理解这种理论，我们可以想象一个孩子被失控了的旋转木马甩了出去，这需要很高的旋转速度。但当科学家计算了所需要的旋转速度时，这个假说就说不通了，因为那时地球的自转速度可能达不到那么快。

3.大碰撞说

20世纪70年代中期，行星科学家提出了“大碰撞”的假说。这种假说认为，月球是地球和另一个天体发生碰撞后诞生的。在距今45亿年前的早期太阳系，一个被称为“原行星”的火星大小的岩石物体撞向了年轻的地球，抛射出来的物质被送入地球轨道，逐渐聚集形成了月球。到了2000年，天文学家用一位古希腊女神的名字把那颗原行星称为“忒伊亚”。

4.同源说

如果“忒伊亚”真的促成了月球的诞生，那么月球应该是类似地球和“忒伊亚”的混合体。然而，2001年科学家在对阿波罗登月任务中收集到的岩石进行研究后发现，氧的同位素在地球和月球的岩石中几乎是完全一样的；对钛和鋯的研究同样显示地球和月球起源于同一种物质。2016年，科学家使用最新技术对氧的同位素进行精确测量，仍然无法找到在地球和月球之间的差别。

还有研究发现，月球内部的含水量可能超过此前估计的100倍以上，月球内部似乎与地球内部非常相似。此外还发现了高于预期水平的氟、硫和氯。这些研究成果支持了有关月球起源的“同源说”。“同源说”认为，地球和月球由同一团物质云同时聚集形成。地球初步成形时，周围还有大量尘埃和石块绕着地球旋转，较靠近地球的尘埃和石块被地球捕获，而有些石块由于转速过快，无法落到地球上，便由于自身引力聚拢起来，形成了地球的一颗卫星。

5.多重撞击说

2017年，以以色列学者拉卢卡·努夫为代表的行星科学家提出一个关于月球起源的新假说，即地球经历了一系列撞击，它们产生了一些“迷你卫星”，这些卫星的物质主要来自地球。随着时间的推移，这些“迷你卫星”合并成了一个很大的卫星—月亮。

其实，科学家早在1989年就提出了这种“多重影响”的观点，但那时没有足够强大的计算机来模拟他们的新假说。现在，计算机终于可以胜任这样的任务了。为了验证这种多次碰撞的想法，努夫的团队模拟了多次的碰撞，他们发现，每次撞击都把大量的能量转移到了地球上，一些地球物质被抛进了太空。每次撞击产生的碎片都在几个世纪后形成了一个小月亮。在数千万年的时间里，随着更多撞击的发生，更多的小月亮形成了，它们最后被引力拉到了一起。根据这个新假设，大约需要1亿年的时间，20个小月亮就可以合并成一个很大的月亮了。