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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,和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”.月球正面,即面对地球的这一面比较平坦
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,月球内部似乎和地球内部非常相似.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.月球反面,即背对地球的那一面坑洼不平
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.
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参考文献：
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