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月球:敢問家在何方?

2016-04-22 02:25王世杰
大眾科學 2016年4期
關鍵詞:學說星云太陽系

王世杰

“舉頭望明月,低頭思故鄉?!弊怨乓詠?,人們看到圓月,便會情不自禁地想到親人和故鄉。那么,月亮的家又在哪里呢?

早在1879年,西方博物學家就開始研究月球的形成。喬治·達爾文就曾提出,由于地球的自轉周期和太陽引起的潮汐周期形成共振,地球部分物質被甩離出去而形成了月球,大洋就是留下的“大坑”。

但是,當時的理論帶有很強的主觀猜測性,科學證據和觀察事實較少。隨著對月球的認識的不斷深入,科學家也努力在幫助月球尋找家鄉和親人,目前主要形成以下四種說法。

姊妹說

姊妹說也叫共增生假說,這一學說認為,太陽系在46億年前是星云盤(云霧和塵埃)狀態,隨后99.8%的物質在中心會聚形成太陽,剩余的星云在各自的區域內逐漸吸積、會聚、碰撞、增生,最終形成行星,地球和月球便是在星云盤中同時增生形成的。

該假說盛行一時,但是至今仍無法解釋月球的“零壓密度”問題——因為如果地月起源于相鄰的星云區域,那么原始物質應該基本相同,含鐵量和密度也應該相近,然而月球的鐵含量很小、密度很輕。因此,科學家開始考慮是否月球來源于太陽系的其他地方。

養子說

養子說又叫捕獲假說,該假說盛行于上世紀60年代,主體思想是:月球形成于太陽系其他位置,由于某種原因來到了地球附近,被地球強大的引力吸引,最終轉變為地球的衛星。該理論在解釋地球和月球鐵含量的問題上較為成功。

但科學家們轉而開始研究日地月限制性三體問題,探討月球在掠過地球的過程中被地球捕獲的限制條件和發生概率,最終得出的結論為:捕獲假說太依賴小概率事件。

親子說

親子說又被稱為分裂假說,這一假說的提出,基于一項新的研究:地月系統氧同位素(類似人類DNA,可以做親子鑒定)高度一致。該發現也最終徹底淘汰了捕獲假說,因為假如起源太陽系不同位置,地月樣品的“DNA”不可能那么一致,分裂假說應運而生。

大碰撞假說

該假說是現今主流學說,認為在地球形成的晚期,一顆火星大小的行星——忒伊亞與地球發生了碰撞,高溫濺射物被拋射到空中,最終冷卻會聚形成月球。該假說是如今解釋地月觀察事實最合理的學說。

經過數代科學家的研究,也只能給出月亮“可能”的家在哪里。哥白尼曾說:人的天職在于探索真理。正是前進路上的坎坷,激發著人類去思考、探索。相信有一天,科學家終將還原月球形成的歷史,幫月亮“找到家”。(編輯/夏冬)

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