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月球是怎么形成的?

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自从人类有历史记载开始,月球就已经在天上“注视”着我们。为了解释月球的形成和起源,从远古到现代,人类提出了形形色色的假说和猜想。

古代

各种神话传说

古人的纯朴思想为月球的起源提出了多种多样的解释,比如中国神话中月球是盘古的左眼所化,对应右眼所化的太阳;希腊神话中月亮女神是太阳神的妹妹;北欧神话中的月神则是太阳驭者的兄弟等等。在这些神话传说中,月球因为夜晚中的明亮常与太阳联系在一起,这是一种朴素类比推理方法。

近代

朴素的科学假说

到了近代,特别是文艺复兴时代之后,随着近代科学的发展,人类的观测手段越来越多,月球的神秘面纱开始被人类逐渐掀开。首先是望远镜的出现,1609年的秋天,伽利略制作出了放大倍数32倍的望远镜,并将镜头对准了月球。随着月球表面的环形山等地形被发现,月球与太阳的联系断裂,转而开始接近地球。就像板块构造理论最开始被提出时时因为发现了两块大陆的相似之处,从而推测两块大陆原本是一整块一样,这阶段出现的月球起源理论为“分裂说”。顾名思义就是月球是地球在历史某一时期自转过快导致部分物质被甩入太空,然后被地球引力束缚形成卫星。


//在这一时期,还有另外两种理论:

分别是“俘获说”和“同源说”

俘获说

“俘获说”认为月球起源于银河系的某处,完全独立于地球之外。在它行经地球的时候,被地球的万有引力所俘获。“俘获说”的主要证据是月海的形成,即月球被引力俘获后,开始绕地球公转,到达洛希极限(一个天体自身的引力与第二个天体造成的潮汐力相等时的距离,此处指地球的引力和月球的潮汐力)后,月球表面的岩石发生破碎,一部分进入宇宙空间,一部分返回月球,在返回过程中与月球发生碰撞形成月海盆地。

同源说

“同源说”则认为月球和地球是共同形成的,在最初形成时地球和月球物质来源是相同的。主张这一假说的科学家们认为,在原始太阳系中,形成行星的物质温度和化学组成取决于离太阳的距离,太阳系各个行星在星云不同区域形成,具有不同的化学组成,而地月距离太阳的距离相似,形成的过程也有可能相同。


等到了地心说被广泛接受的时代,

随着仪器以及理论的不断发展,月球的自转状态以及公转轨道数据得到了精确的测量,这就导致了“分裂说”,“俘获说”以及“同源说”多月球运动状态的解释成为了一大难题,只能以“巧合”来解释难免过于勉强。因此,“碰撞说”应运而生,就像可以根据两个碰撞后的乒乓球的运动状态来反推碰撞前的状态一样,“碰撞说”通过现代的地月系统运动状态推算出了碰撞前的状态:经典碰撞理论认为,前月球是一颗大约火星大小的行星(Theia),与地球以大约45°的角度发生碰撞后形成了月球。


当代

高速发展的科学理论

到了现代,通过对月球陨石以及月球土壤样品的分析,月球的起源理论有了进一步的发展。科学家们发现月球的一部分元素与地球具有相同的特征,另一部分元素特征却截然不同,对此,“碰撞说”给出了三种可能的解释:

01

Theia在于地球碰撞时产生的高温高压导致碰撞区域发生气化,Theia于地球之间发生了一定程度的物质交换;

02

发生碰撞的可能并不是一整块巨大的行星Theia,而是一系列的小碰撞体,每次碰撞都会在原地球周围形成一个碎片盘,然后碎片盘会堆积形成一个小卫星。这些小卫星以潮汐的方式向外推进,并可能合并形成月亮;

03

Theia在于地球碰撞可能产生了一种超出共转极限的结构,简单来说就是撞得太猛了,前地月系统基本全部破碎,形成了一种类似甜甜圈的星团结构(索内斯蒂亚,synestia),第三种解释因此也被称为“甜甜圈假说“,后续星团逐渐冷凝形成了地月系统。


//目前为止

///

NOCITCE

虽然碰撞理论已经成为了公认可能性最大的月球起源理论其中还是有许多细节值得推敲,毕竟科学就是在不断地质疑以及解决质疑的过程中发展的。

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文末动图来源:

https://www.baiqi008.com/b2bpic/dclcnhdv.html

撰稿:王梓威

美编:麦李婷


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