我们的月亮是如何形成的?它从哪里来的?最后,也许是最重要的一点,关于我们太阳系的形成,月球有什么线索?这些只是当今和过去的天文学家在整个人类历史过程中都难以理解的几个问题。本文通过分析与月球形成有关的四种理论来解决这些问题。尽管这些理论尚未得到科学界的证实,但它们为我们的月球形成期提供了独特的观点,鉴于我们目前对整个太阳系的理解,这既合理又可信。
影响理论
关于月球形成的最著名的理论被称为“影响理论”。该假设认为,月球很可能是由早期撞击地球的巨大物体形成的。科学家认为,早期的太阳系到处都是漂浮的碎片,这些碎片是围绕我们早期太阳的尘埃(和气体)云留下的。结果,科学家们认为,鉴于当时地球周围的混乱状况,未来地球与巨大物体之间的碰撞不仅是合理的,而且是不可避免的。
根据科学家的说法,撞击地球的物体(称为“ Theia”)可能是火星大小。与地球相撞后,巨大的碰撞将地球上大量汽化的地壳扔到了太空中,然后它们在重力的作用下相互束缚。这个假设有助于解释为什么月球由较轻的元素组成,因为其材料仅来自地壳而不是其内芯。
根据这一理论,科学家们还认为,“ Theia”的核心在撞击后仍保持完好无损,并作为地壳状碎片在其中心形成的引力基础。科学模型表明,Theia与地球之间的撞击比后者被认为摧毁了恐龙的撞击要强近1亿倍。
但是,冲击理论仍然充满矛盾和问题。例如,如果撞击理论是完全正确的,则当前的模型表明,月球应主要由起源于Theia的物质的百分之六十组成。然而,从阿波罗任务获得的岩石样本表明,地球和月球的成分几乎相同;成分差异仅百万分之几。结果,以色列的研究人员最近提出,多重撞击可能导致了月球的形成,而不是像以前所说的那样形成了一个“巨型撞击”。
近距离拍摄的月亮
共建理论
关于月球形成的另一种理论是“共形成”假设。这一理论表明,我们的月亮可能与地球同时形成。研究员罗宾·卡努普(Robin Canup)(共同形成理论的倡导者)认为,月球和地球很可能是在两个相似大小的物体碰撞后形成的,这两个物体大约是火星大小的五倍。在相互碰撞并再次碰撞之后,这一理论认为地球本应“被[后来]结合形成月球的一系列物质所包围”。通过相互碰撞和部分融合,这一理论有助于解释地球和月球化学成分的相似性。
然而,这种理论的一个主要问题是,月球的整体密度与地球完全不同。反过来,这使人们质疑地球和月球都是由相同的前行星材料形成的。因此,这个假说曾经受到许多天文学家的青睐,但现在很难遵循,并且在最近几年被科学界贬低。
捕获理论
另一个有关月球形成的科学理论是“捕获理论”,该理论认为月球可能在其早期历史的某个时刻被地球的引力所吸引。与围绕火星的卫星相似,这一理论表明,月亮可能已经形成在太阳系之外,并最终向地球漂移,然后被引向行星的轨道。其他科学家还假设,月亮可能已经从金星的轨道上被抓住了,这可以解释金星周围没有卫星的原因。这些理论目前仅是推测性的。
然而,该理论的一个主要问题是,被捕获的卫星通常表现出高度椭圆的轨道。此外,捕获的卫星通常形状奇怪(例如火卫一和地魔),而不是我们当前卫星的球形尺寸。根据其他数学模型,即使不是不可能的,捕获这么大的卫星(相对于地球的大小和质量)也是不可信的。对于此类事件的发生,数学模型表明,捕获将只有很小的机会窗口,因此需要非常精确的位置才能进行捕获。考虑到月球和地幔之间的相似性,这两个天体也不大可能彼此独立地形成。
月球上的火山口
“女儿”理论
与月球形成有关的第四个也是最后一个理论被称为“女儿理论”。这一理论的年代久远,被科学界所接受,认为月球是从地球本身发育而来的。该假设的提倡者认为,月亮可能起源于太平洋海盆。科学家认为,这种情况会在地球形成的最初几年发生,当时它仍是一个熔融的世界,并被锁定在一个快速的自转周期中。他们认为,这种快速旋转可能导致从目前的太平洋海盆中弹出一个巨大的物体,从而导致了我们目前的月球。
这种理论存在许多问题,因为科学家们仍不确定地球如何旋转得如此之快,以至于月球大小的物体从其外部弹出。此外,考虑到当前的数学模型根本不支持这种概率,也不太可能将月球大小的物体从地球上弹出并随后跟随一个稳定的轨道。
结论
最后,科学家们继续讨论月球的起源,因为没有一个模型可以完全解释月球的整体形成。与任何科学研究一样,更多的信息最终将为月球的形成提供更多的信息。尽管60年代和70年代的月球探险为月球表面和内部的组成提供了重要线索,但由于科学界对月球的化学和物理组成仍然知之甚少,需要对月球表面进行进一步的研究。随着科技的进步,未来对月球表面的探险可能对了解月球的形成极为有益。只有时间才能告诉我们关于地球最近邻居的新信息!
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