地球和月亮的神秘关系

作者: 蒋云

来源: 中国科学院紫金山天文台

发布日期: 2021-08-15 08:00:00

文章探讨了月球的起源及其与地球的关系,介绍了四种主要的月球起源假说,并着重介绍了目前最广泛接受的大碰撞说。

自古以来,月亮就是文人雅士寄情的对象,有关月亮的佳句不胜枚举。比如诗仙李白的《古朗月行》:“小时不识月,呼作白玉盘;又疑瑶台镜,飞在青云端”。描写的是诗人儿童时期对月亮稚气的认识,以“白玉盘”、“瑶台镜”比喻,生动地表现了月亮的形状和月光的皎洁。有趣之余也引发了人们对月亮的迷思:月亮是怎么来的?它和我们地球是什么关系呢?

1968年首次载人绕月的阿波罗8号拍摄到“地出”(Earthrise,在太空看地球从月球表面缓缓上升的景象)。月球,古称太阴,是地球唯一的一颗天然卫星,直径约3474公里,略大于地球的1/4,月球表面上的重力加速度差不多相当于地球表面的1/6。就自身与绕行行星的体积比来说,月球与地球的比值无疑是太阳系中最大的,几乎大到可以被认为是地球的孪生行星。

月球质量是地球质量的1/81,而太阳系里其他卫星的质量则小于其绕行行星的1/4000。

关于月球的起源,主要有四种假说,即分裂说、俘获说、共吸积说以及大碰撞说。分裂说认为,在太阳系早期,原始地球的自转速度非常快,以至于表面的一部分物质分裂出去形成月球,甚至曾有人认为太平洋盆地最可能是月球分裂出去的地方。捕获说认为,月球在别处形成,后来被地球引力场捕获,成为地球的一颗卫星。

共吸积说认为,月球和地球是原始太阳星云里同一星云区域里的气体和尘埃冷凝出来的。目前科学界最广泛接受的是大碰撞说,该理论认为,大约45亿年前,在地球诞生的最初阶段,一颗约火星大小名为忒伊亚的星子与原始地球发生了猛烈的碰撞,碰撞抛出的碎片在地球轨道附近重新融合冷凝形成了现在的月球。

尽管大碰撞理论也面临着一些质疑和挑战,出现了所谓的“同位素危机”,但这个理论是目前能解释最多月球观测事实的假说,也是科学界现在最主流的月球诞生理论。因此,月球既不是地球的“孩子”,也不是地球的“俘虏”,更不是地球的“小妹”。

在太阳系早期,行星际环境动荡不安,月球和地球可谓“相逢乱世”,然而“只是因为在人群中多看了你一眼”,便如飞蛾扑火般相撞入怀,从此与地球你中有我,我中有你,彼此形成了一个相互独立,却又密不可分的命运共同体。这对太阳系最深情的“伴侣”,此后45亿年默默守护在对方身边,不离不弃,在浩瀚的宇宙里成为彼此的唯一。

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