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科學報 科學文摘 宇宙

月亮是如何形成的?天文學家給出的答案你可能不會想到


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更新日期:2022416
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在宇宙大爆炸發生後,宇宙就像是由塵埃氣體粒子組成的一鍋沸騰的熱湯一樣。直到大約46億年前一團星雲在這附近爆炸前,圍繞著我們的恒星的都是一團塵埃雲。這次爆炸似乎乾擾到了塵埃雲並使得微粒在靜電力和重力作用下結合在了一起,從而形成了物質塊。

這些物質塊進一步地互相作用並在重力的影響下累積在一起,形成了被稱為星子的小行星。這些星子掃除吸收了更多的氣體並形成了行星的雛形。他們會持續成長直到剩餘的氣體都被猛烈的太陽風掃出太陽系。

誰能想到一團氣體和塵埃雲能夠在形成現在我們已知的巨大行星的過程中扮演著原料的角色呢?包括它們忠實的衛星,甚至就連我們最重要的,美味的熱狗也都是由這些塵埃雲組成的。在描述這樣一系列事件時,連驚異都只是種保守的說法。

你聽說過月球上的新餐館麼?這兒的食物不像是這個世界上所能擁有的,但是這裏沒有大氣.

哈哈,我下意識就、、、、、嗨,等等,為什麼大家都離開了?

別,不過嚴肅點、、我們的月亮石如何存在的?

雖然我們至今沒有任何一個已被證實的理論,但是目前已經有很多相互完善的強有力的理論存在,讓我們來探討下其中的幾個看看我們能從中學到些什麼。

大碰撞假說

這是目前盛行的新近被科學界支持的理論。依照這個理論,一個火星尺寸的原行星(一個存活了足夠增長到行星地位的時間的行星)在地球誕生一億年後撞向了地球。這顆通常被稱之為“撞擊器”的原恒星,被命名為忒伊亞,希臘神話中掌管視覺和天光的女神。

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這個理論的擁護者主張忒伊亞和地球發生了一次迎面撞擊。那次毀滅性的撞擊汽化了大塊原生地球和忒伊亞的地殼,並將它們散播在了太空中。月亮最終被彈起成為盤旋在軌道中的碎片,並因引力而獲得了加速度。

地月爆炸

一張圖解忒伊亞和原始地球之間巨大碰撞的動畫:

能支持這個假說的證據有許多,比如地球地殼和月球岩石的成分驚人地相似。從一個不同的方面來說,月球成分中鐵元素的缺乏可以通過在碰撞發生時地球的地核已經完全穩定下來了的事實來解釋。撞擊殘骸是被拋出地球的鐵元素匱乏的地幔和撞擊核的混合物。

組成這團殘骸的物質來自於地球的地幔,而並沒有碰觸到地核。這個過程已經在電腦上被成功地模擬過了。鐵元素的匱乏同樣可以解釋月球相比較地球來說更低的密度。一次以掠射角相碰的撞擊並不允許這樣的情況出現,但是一次正面的迎頭撞擊似乎能夠成為地球和月球擁有如此相似的化學構成的原因。

構成理論

這個理論主張月球是和它的親本星球同時構成的。說得更具體一點,它主張引力在早期太陽系中相隔一段距離上同時聚集了兩團物質雲。這或許可以解釋月球當前的位置和與地球相似的成分構成。然而,這依舊無法解釋為什麼月球會有更低的密度,尤其是當你考慮到這兩個天體都是從擁有相同重元素的地核成長而來的時候。

捕獲說

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另外一種可能性是,就像火星的衛星的形成過程一樣,我們的月球只是掠過地球,然後在引力的幫助下被留在軌道上的一個天體。一個已在遙遠的角落形成的岩石體,朝我們飛來,然後落入我們的軌道並被永遠地和我們禁錮在一起是有可能出現的。

雖然這個理論可以解釋化學構成的不一致,但一個隨機的軌道飛行物會是如此明顯的球體卻是不太可能的。另一個局限性是隨機的軌道路徑很少會和它們的親本星球的橢圓形軌道對其,而不像月球一樣和地球同步。

不是由芝士做的,帶這些鹹餅乾來一點意義都沒有

並不是由芝士構成的?我的一生都是一個謊言!

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後面的兩個理論留下了許多未能解釋的問題。大碰撞假說同樣解釋了地月系統的轉動動力學問題以及為什麼我們的一天有24小時。它主張這次巨大的撞擊產生了有力的角動量以至於我們的一天是從5個小時的一天開始的。

在幾千年間,月球一直在穩定地離我們遠去,因此降低了地球的旋轉速度,導致了現在的一天24個小時。這個結果是科學家們通過觀察月球現在的軌道,來得出這個系統通過鎖定的兩者間的潮汐力轉化而來的角動量有多大,並以此倒推,來得出的。

因此,大碰撞理論保有著與月球形成的科學證據吻合最好的模型。

按照當前的情況,所有的理論都認為月球上巨大的環形山是大約30-40億年前在它被眾多小行星猛烈撞擊時形成的,這就是被稱之為晚期大撞擊的時間。

梵高的《星月夜》描繪了和群星閃爍的微光一同在他最黑暗的時期高懸在他頭頂的我們現在的月亮。

長期以來,月球一直是使天文學家和藝術家著迷和喜悅的狂熱源泉。喧鬧的日常生活使我們對每日不變的它變得冷漠,遮擋住了使月亮高懸在太空中的引力對我們非凡的誘惑。或許在不久的將來它會成為人們經常性的話題,題外的談資,畢竟它是我們人類目前唯一踏足過的其他天體

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. sciabc-風箏小貓

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