举头望明月,那只是一块石头?

发布: | 发布时间:2020-10-4,星期日 | 阅读:26

自古以来,月亮都为人津津乐道,它是感情的寄托,是天上的宫殿,甚至是庇佑我们的神明。我们每每在夜晚抬头看向那一轮明月时,都不禁产生遐想,想它的光彩,想它的浪漫,想它究竟从何而来。月球作为地球的卫星和距离我们最近的天体,诞生至今已有44亿年。然而关于月球是如何诞生的,至今仍然没有定论。

广寒宫是由天宫里的能工巧匠为嫦娥搭建的房产的说法显然只是传说,不过直到人类文明走过千年,天文学家才揭示出真理,他们指着天上的月亮宣告:“那只是一块巨大的石头。”

关于月球形成的假说则如雨后的春笋般层出不穷,其中不乏天马行空的想象。

目前,月球诞生的问题在科学界主要有3种主流假说:

巨大撞击假说 共同形成假说 捕获假说

每种假说都在逻辑上解释了一部分目前的发现,也都有漏洞等待新的证据来填补。

科学界对月球可没有古人的浪漫情怀,更多的是基于理性和已有证据的推断和猜测,其中撞击假说听起来甚至有点暴力。

该假说最早是由普林斯顿科学家爱德华·贝鲁诺和里查德·戈特提出。

他们认为,月球应该是由一个天体撞击到地球后形成的。这一假说获得了不少人的认可。

早期的太阳系就像一个角斗场,弥漫的尘埃和四散的气体云一边围绕太阳旋转,一边互相碰撞吸引,逐渐形成各个星球。那些最终没能成为行星的败者则成为漂浮在太空中的尸体,景象十分惨烈。

其中,一颗火星般大小的行星“忒伊亚”在形成不久后与同样形成不久的地球相撞。

这场44亿年前的惊天撞击扬起的恐怖尘埃和碎石被重力束缚在一起,逐渐形成一个相对地球而言不那么巨大的卫星,也就是我们的月球。

根据美国宇航局的说法,当我们的地球和“忒伊亚”相撞时,所释放的能量比彗星撞击地球灭绝恐龙时大了将近1亿倍。

这个假说基于我们早期对月球的一个探测结果,那就是月球的密度相对地球更小。而众多天体模型也证明了这个假说有可能成立。

然而对撞击假说的挑战时刻存在……

大多数根据撞击假说建立的模型表明,超过60%的月亮应该由“忒伊亚”成分组成。

这一推论和“阿波罗”采集回来的岩石样本相悖。以色列天体物理学者马斯特罗布诺诺巴蒂斯蒂指出,地球和月球的组成成分就像一对双胞胎,它们之间相差最多只有百万分之几。这种矛盾为巨大撞击假说投下了长长的阴影。

巨大撞击假说之后,第二位选手——同时形成假说登场。

或许因为有些热爱和平的天体物理学者不喜欢太阳系太过暴力,于是地球和月球并非碰撞,而是同时形成的假说诞生了。

根据这个假说,是重力使早期太阳系或者说原始太阳星云内的气体和尘埃凝聚到一起,形成了各个行星,包括地球和月亮。

而在星云内的不同区域,化学元素因为与太阳星核的距离不同而不同。这样就解释了为什么月球和地球的成分相同,还能解释月球在围绕地球旋转时恰好与地球黄道线重合。

然而这个猜想的漏洞更多……

建立撞击假说的基础之一——月球密度就是一个。尽管成分类似,月球的密度却远低于地球,如果两个星球是双胞胎,为什么一轻一重呢?显然,“同时形成”这样的解释无法令人满意。

关于距离相近所以元素相似的说法也不符合太阳星云的凝聚过程。

众所周知,太阳星云作为旋转的星云,巨大的对流、辐射压力和冲击波都使得“稳定的区域”难以存在。所以因为相邻而同生和相似的说法就不怎么站得住脚了。

此外,经过测算,月球的实际诞生时间比地球晚了将近1亿年。这对于宇宙来说或许只是一瞬,但对于月球和地球来说就不算短了,而对于人类来说更是近乎永恒。所以要说“同时形成”,真的是非常牵强了。

第三个假说最为有趣,甚至开始为科学添加浪漫的色彩。

当你的目光望向夜空时可曾想过,在44亿年前的某个机缘巧合之下,地球的引力紧紧抓住了一个经过的天体,而这个天体也从此决定作为卫星留下来陪伴地球?

这种推论并非完全的空想,而是源自我们对太阳系其他行星的观测。火星的火卫一和火卫二就是火星由太空中捕获的陨石形成。既然火星可以做到,那么地球同样有可能。

然而也带来了一系列问题……

其中最严重的是地球和月球组成成分的相似性。地球与月球具有相同的氧同位素测定值,这意味着它们的组成成分来自同一种材料。宇宙中遥远彼方形成的天体居然和地球的组成成分几乎相同,这个巧合的可能性相当于连续中10次六合彩。

此外,通过模型推演发现,被捕获形成的卫星行进路线无法对齐母行星的黄道线,这也与现实不符。

尽管这个理论在上世纪80年代就已经失宠,但这个假说依然是如此迷人,以至于如今仍有大量的学者在力图证明它的可能性。比如最近就有人提出,也许月亮是地球从金星“窃取”来的。

时间来到2019年,一项新的发现振奋了巨大撞击假说支持者的心。

月球和地球之间的差异可能比我们以前想象的要大得多——这一发现正在为月球的形成假说洗牌。

在这项新研究中,科研人员对一系列月球样品中的氧同位素水平进行了新的高精度测量,依靠新的高精度测量仪器重新拓展了以前的工作,结果出人意料。

该发现的主要提出者,新墨西哥大学的埃里克·卡诺博士表示:“我们惊讶地找到了不同月球岩石样本之间的区别,通过对一系列月球样品中氧同位素水平的高精度测量,发现不同的样品种类,其成分差异具有规律性差别,这个发现解释了为何早期的同位素平均测量方式认为地球和月亮的成分非常相似。”

先前的工作将月球同位素数据平均在一起而忽略了月球不同岩石类型的差异,因此无法准确描述地球与月球的组成成分差异。

所以原始地球与“忒伊亚”很可能只是看起来非常相似而已,其实相互之间的成分有着巨大的差异。

可惜的是,月球的岩石样本有限,埃里克博士无法做更多的检测。但新的发现让人们重拾对巨大冲撞假说的信心。

科学家甚至开始推测,在相撞发生后的1千年中,撞击留下的碎片中的气化岩石很可能导致熔岩不断降落在月球表面,熔岩雨与新生卫星表面产生的化学作用可能导致月球最表面岩石中的氧同位素组成更类似地球。

随之而来的,是想象力的大门被一扇扇打开。

科学总被认为是浪漫主义者的“死敌”,它扼杀神话,摒弃幻想,一个个新发现将我们的美好想象粉碎得十分彻底。

然而科学同时代表了另一种浪漫,它体现了人类的雄心与好奇心,代表了我们对真理的不懈追求。

一位天体物理学家曾说过,“世界上有两种人,一种是天文学家,另一种是航天员,前者满足于观察,后者则一定要亲自前往目的地,去触及他心中的理想。”月球的形成之谜恐怕要仰赖后者的努力。

在疑团被彻底解开之前,让我们保持浪漫。


来源:cnbeta.com


 

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