月亮起源之谜

每当我们举头望明月之时,总不禁自问:这美丽的天体是哪里来的呢? 尽管我们从小都听过许许多多有关月亮的传说,但我们心里清楚,神话终究不能取代科学。那么,月亮起源的科学解释是什么呢?

对月亮起源的科学解释始于 18 世纪初。归纳起来可分为四大假说:同源说、分出说、捕获说、大碰撞说。

同源说是最早出现的假说,认为月球和地球具有相同的起源。就像行星是原始太阳星云收缩时甩出的物质发展演化而形成一样,卫星则是行星在收缩凝聚时甩出的物质组成的。“同源说”的提出者是德国的康德(1724—1804) 和拉普拉斯(1747—1827)。但是,同源说无法解释为什么“同源”的地球和月球在物质组织上却有明显差异,地球物质的平均密度是 5.52 克/厘米 3, 而月球物质仅为 3.34 克/厘米 3。而且也无法解释既然都是太阳系行星的卫星,为什么月球与地球的质量比是 1/81,而其他卫星与中心星的质量比还不足 1/1000。

19 世纪中叶,进化论创始人达尔文的儿子乔治·达尔文(184—1912) 提出了“月球是从地球分裂出去”的分出说。他的根据是,月球的平均密度仅相当于地球浅部的密度。所以月球是在地球的一次重大变动中飞离出去的。月球飞出后造成地球表面一个巨大凹陷,就是现在的太平洋。分出说虽然回答了地球、月球密度差异问题,但仍无法解释地球、月球物质组成的显著差别。

瑞典天文学家阿尔文(1908—)倡导的捕获说认为月球与地球是在不同处形成的,后来一次偶然的机会,月球运行到地球附近,被地球的强大引力所捕获。因为捕获说主张地、月有不同的起源,这就能轻而易举地解决二者物质组成上的差异问题了。但是,天体力学证实,地球要捕捉月球这么大的一个天体似乎根本不可能。

1986 年美国天文学家高本兹等综合了同源说、分出说和捕获说的优点, 提出了一个崭新的假说——大碰撞。认为在太阳系演化的早期,行星际空间形成了大量星子,星子互相碰撞、吸积而长大。在现在地球、月球所在的空间,星子合并形成一个原始地球和一个火星般大小的天体。由于它们相距较近,彼此相遇的机率很大,一次偶然的机会,火星般的天体以每秒 5 公里的速度撞向地球,并破裂。碰撞形成的膨胀气体以极大的速度携带大量粉碎了的尘埃飞离地球。飞离地球的尘埃和气体没有完全脱离地球引力的控制,通过互相吸积,最后形成月球。

大碰撞说得到了一系列地球化学、地球物理证据的支持,成为目前最具说服力的“月球起源”假说。

月球起源的秘密也与宇宙中各种天体形成的秘密一样,将随着人类科学的不断发展去逐一解开。