月球是怎样来的?

月球诞生之谜 月球最初是如何形成的呢?在科学界这是一个大有争议的问题，目前大致有三种理论。 “俘虏”理论：有些科学家认为，月球原是一颗流星，当它在宇宙空间漫无边际飞行时，偶然进入地心引力范围，受到地球引力的约束，因而才意外地纳入了地球轨道。不过，近几年来，有不少人引用天体力学来反对这一说法。 “分裂”理论：持这一说法的科学家认为，月球是从一片炽热旋转的云状物包围着的地球中分裂出来的，因而月球是地球的“孩子”。然而从“阿波罗”号宇宙飞船上几次带回来的资料表明，月球和地球的组成成分却是大不相同的。 “碰撞”理论：该理论认为，约45亿年前，一个比火星更大的行星，以每小时4000公里的飞行速度猛然撞击早期的地球，力度如此之大，以致这个行星的铁质核一直撞到了我们地球的中心。碰撞结果是产生巨大爆炸，伴随有6000摄氏度以上的高温。地球在爆炸的冲击下变了形，这个采取“自杀行为”的巨大天体的大部分与地球融合，只有一部分作为炽热的蒸汽与其他碎片一道汹涌地喷射入外层空间，后来这些蒸汽冷却下来并凝固成尘埃，尘埃与其他碎片混杂在一起形成了一个核，这个核后来凝聚成团，我们的邻居——灰色的月球从此诞生了。 科学家们正借助于新型的超级计算机来模拟宇宙空间所发生的这一奇特碰撞，以求验证该理论。 月球起源新说 月球来自哪里？这是一个人们在不断探求的问题，近年来，随着行星演化理论的飞跃发展以及现代电脑技术的广泛应用，又出现了一种月球起源的新学说，叫做新俘获说。 从行星演化看月球起源 近几年来，科学家们以现代行星演化理论为基础，用计算机计算了在太阳系形成的初期，作用于太阳、地球、月亮三者之间的力以后，得出了一种新的月球起源学说。科学家们认为，月球是在地球形成的初期，在地球的引力范围内被地球所俘获的；而这种现象在当时又是极为普遍的现象。这种新学说，即所谓新俘获说。 新俘获说与过去的旧俘获说不同。旧说仅从地球引力来考虑月球起源；而新说是从整个太阳系行星形成过程来研究月球起源的。新说认为太阳系九大行星及若干卫星，包括月球在内，都起源于原始太阳系星云。原始太阳系星云是46亿年前在原始太阳周围形成的一片薄圆盘状星云。星云中含有固体微粒子。大量微粒子逐渐集聚在星云赤道平面上，形成一片很薄的固体粒子层，随着微粒子密度的加大，自身引力也越来越强，到一定程度其稳定性便遭到破坏，粉碎成半径为5公里左右的很多小天体，即小行星。整个太阳系起初是由约一兆个小行星构成的。无数小行星在星云气体中围绕太阳旋转，互相碰撞，逐渐凝聚成长，形成大小不同的行星。我们的地球就是这样，大约经过一千万年才长成现在这么大的。 行星是在星云气体中成长的。地球的幼年时期周围覆盖着浓厚的星云气体，这种气体叫做原始大气。由于当时太阳活动特别激烈，强大的太阳风逐渐吹散原始大气，后来包围地球的原始大气也逐渐稀薄，飘散掉。 月球也起源于原始太阳系星云，与地球演化过程大体相同。月球是在地球刚到成年，原始大气开始逸散之际飞近地球引力圈的，这样便成了地球的俘虏。 俘获月球的四种力 月球进入地球引力圈后，受到很多力的作用才留在卫星轨道上绕行。俘获月球主要有四种力，即地球引力、太阳引力、潮汐力和原始大气的阻力。 一般来说，飞进地球引力圈的小天体，包括月球在内受到最大的力就是地球引力。然而，仅有地球引力，俘获后的小天体轨道未呈椭圆形。地球引力加上太阳引力之后，使小天体轨道有了改变。在地球和太阳引力作用下，进入地球引力圈内的小天体的轨道也不完全是椭圆形的，而且飞行若干周之后必然脱离引力圈跑掉，不可能留在卫星轨道上。 但是，月球并未脱离地球引力圈跑掉，这是由于原始大气的阻力在起作用。地球引力圈内的原始大气阻力对飞来的月球起了急剧的制动作用，使月球失去一部分能量，轨道半径变小，便跑不掉了。 如此说来，月球因受大气阻力作用轨道半径越来越小，岂不是早晚也得掉到地球上来，与地球相撞吗?不必担心，当月球飞进地球引力圈时，原始大气已开始逐渐飘散，月球所受的大气阻力越来越小，原始大气消失后，月球所受阻力也随之消失，因而轨道半径没有变小，也没有与地球相撞。 大气阻力消失后，还有潮汐力在起作用。在潮汐力作用下，月球公转速度加快，离心作用强化，轨道反而向外推移。通过观测得知，目前月球轨道半径事实上每年大约增加3厘米。 在上述四种力的作用下，使月球在被俘后既未掉到地球上来，也没跑到引力圈外去，始终在卫星轨道上运行，与地球长期相伴。 俘获是普遍现象 行星俘获小天体是行星演化进程中的一种普遍现象，不仅地球这样，太阳系其他行星也有这种现象。不少行星都各有自己的卫星，就是最好的说明。地球在形成过程中，曾有许多小天体飞到引力圈内来，其中一部分小天体直接与地球相撞，其余大部分在绕地球飞行期间，因原始大气强大阻力使轨道半径变小，最后终于落到原始地球上来。地球是在不断“吞掉”这些飞来的小天体当中成长起来的。 月球被俘获时间比其他小天体都晚，月球是在地球凝聚末期、原始大气逸散初期被俘的。月球被俘的最初10—100年期间，和其他小天体一样，轨道半径也在缩小，但原始大气消失后，月球轨道半径有了改变，月球后来的离心倾向使它幸存下来，免被地球“吞掉”。法国科学家F·米古纳曾对月球被俘后轨道变化的趋势作了计算，计算结果如附图所示。从附图上可以看出，刚被俘的月球距离地球较近，1千万年后月球轨道半径为地球半径的20倍，1亿年后为35倍，46亿年后达到60倍，即现在的位置。 自从俘获月球后，地球几乎再也没有俘获其他小天体。因为已有月球绕地球飞行，如果再有其他小天体飞来，依据天体力学原理，不会处于稳定状态，它不是掉到地球上来，就是飞出去，再不就是落到月球上去。所以，地球只有月球一个卫星陪伴。 俘获现象是普遍的，整个太阳系行星都是如此，只有金星是个例外。金星的自转速度很慢，约250天自转一周，不可能俘获行星，因此至今还孑然一身漫游在天空。 新俘获说从行星演化的整体上阐明了月球的起源以及被俘经过，是目前解释月球起源问题最有权威的学说。但这一新学说还有一些尚待研究的问题，例如，没有原始大气阻力能否俘获卫星?顺行性卫星和逆行性卫星的被俘有何不同?等等。经过科学家们的反复研究，人类对地球起源问题必将有一个正确而全面的认识 。 （中国科协信息中心提供 ） 原始行星与地球相撞形成了月球 8月16日的《自然》杂志上公布了科学家用计算机模拟月球形成过程的成果。据他们的模型，月球是在46亿年前太阳诞生后不到1亿年时，由一个火星大小的物体撞击地球产生的。 这个模型的研究者卡那珀描述了这一惊心动魄的过程：一个黑暗的比地球大不到一倍半的原始行星在运行中和地球相遇，从侧面给了地球一击，使地球绕自己的轴旋转起来，撞击的冲击力从地球的外层和这个无名撞击物上撕下了部分物质，其中大约一半最后形成了月球。另一些被撕下来的物质被加热到不可想象的程度，蒸发后膨胀，进入周围的太空。 关于月球的形成还存在其他的理论。有些科学家认为月球可能在太阳系的任何地方形成，然后被地球捕获。另一个理论是地球、太阳和其他正在形成的行星的重力相互作用撕开了地球，月球就是由这些被撕下来的碎片形成的。但是大多数研究者倾向于撞击理论。 参考资料：英国《自然》杂志
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月球的起源莫衷一是： 对月球的起源，大致有三大派，但仍未定论。有些科学家认为，月球是46亿年前，与地球一样是宇宙的气体和尘埃形成的；另一些人则认为，月球是地球的孩子，从地球分裂出去的。然而，太阳神号几次带回的数据显示，月球和地球的组成成份大不相同。不少的科学家认为，月球在很多年以前，偶然被吸入地心引力范围，因而才意外地纳入地球的轨道。但也有人引用天体力学来反对这种说法。 一、分裂说。这是最早解释月球起源的一种假设。早在1898年，著名生物学家达尔文的儿子乔治�6�1达尔文就在《太阳系中的潮汐和类似效应》一文中指出，月球本来是地球的一部分，后来由于地球转速太快，把地球上一部分物质抛了出去，这些物质脱离地球后形成了月球，而遗留在地球上的大坑，就是现在的太平洋。这一观点很快就收到了一些人的反对。他们认为，以地球的自转速度是无法将那样大的一块东西抛出去的。再说，如果月球是地球抛出去的，那么二者的物质成分就应该是一致的。可是通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析，发现二者相差非常远。 二、俘获说。这种假设认为，月球本来只是太阳系中的一颗小行星，有一次，因为运行到地球附近，被地球的引力所俘获，从此再也没有离开过地球。还有一种接近俘获说的观点认为，地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起，久而久之，吸积的东西越来越多，最终形成了月球。但也有人指出，像月球这样大的星球，地球恐怕没有那么大的力量能将它俘获。 三、同源说。这一假设认为，地球和月球都是太阳系中浮动的星云，经过旋转和吸积，同时形成星体。在吸积过程中，地球比月球相应要快一点，成为“哥哥”。这一假设也受到了客观存在的挑战。通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析，人们发现月球要比地球古老得多。有人认为，月球年龄至少应在70亿年左右。 四、大碰撞说。这一假设认为，太阳系演化早期，在星际空间曾形成大量的“星子”，星子通过互相碰撞、吸积而长大。星子合并形成一个原始地球，同时也形成了一个相当于地球质量0.14倍的天体。这两个天体在各自演化过程中，分别形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐构成的幔和壳。由于这两个天体相距不远，因此相遇的机会就很大。一次偶然的机会，那个小的天体以每秒5千米左右的速度撞向地球。剧烈的碰撞不仅改变了地球的运动状态，使地轴倾斜，而且还使那个小的天体被撞击破裂，硅酸盐壳和幔受热蒸发，膨胀的气体以及大的速度携带大量粉碎了的尘埃飞离地球。这些飞离地球的物质，主要有碰撞体的幔组成，也有少部分地球上的物质，比例大致为0.85：0.15。在撞击体破裂时与幔分离的金属核，因受膨胀飞离的气体所阻而减速，大约在4小时内被吸积到地球上。飞离地球的气体和尘埃，并没有完全脱离地球的引力控制，通过相互吸积而结合起来，形成全部熔融的月球，或者是先形成几个分离的小月球，在逐渐吸积形成一个部分熔融的大月球。

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月亮那么大的一个球，是如何形成的呢？