一般的科學(xué)家都認(rèn)為月球的形成和地球有關(guān)，在宇宙大爆炸之后，形成了地球，但是當(dāng)時(shí)的地球并不安靜，經(jīng)常受到隕石的撞擊，其中一塊和月球差不多大的隕石撞擊地球，使地球上的一塊和月球差不多大小的地面與地球分離，分離后因?yàn)槿f(wàn)又引力的作用使那個(gè)地面走到了當(dāng)今月球的位置，因而形成了月球。令人驚訝的是，有關(guān)月球的數(shù)據(jù)，包括她的軌跡等等參數(shù)都是讓地球保持平衡的重要原因，簡(jiǎn)單的說(shuō)如果沒有月球的存在，地球是不會(huì)長(zhǎng)久生存到現(xiàn)在的。
目前最廣為接受的月球形成理論為：一顆火星大小的入侵星體撞上地球，其碎片與被轟出的地殼拋至太空中形成環(huán)繞地球的氣體盤，一般相信月球就是從這氣體盤中形成的，形成之初的距離比現(xiàn)在月球的位置要近許多，可能是 1/2 左右，但由于潮汐力而漸漸遠(yuǎn)去。所以月球形成之初大約距離地球 160,000～240,000 公里遠(yuǎn)。
月球的形成理論較受矚目的的有三種：
一、撞擊分離說(shuō)，其理論為月球乃由地球遭受撞擊后分離出去的。
二、地月同源說(shuō)，其理論為地球與月球是太陽(yáng)系形成過(guò)程同時(shí)由最初的星塵形成。
三、意外擄獲說(shuō)，其理論為月球是路經(jīng)附近而被地球的重力所吸引過(guò)來(lái)的。長(zhǎng)期以來(lái)，行星科學(xué)家都認(rèn)為月球是在地球和其他行星撞擊后形成的，但是對(duì)地球和月球巖石的研究表明，實(shí)際情況并不是這樣。最新的研究分析了阿波羅號(hào)的宇航員帶回來(lái)的月球巖石的成分，這個(gè)分析可能會(huì)解開月球形成之謎。
以前的假設(shè)認(rèn)為，在地球剛剛形成的時(shí)候，曾被一顆火星大小的行星從側(cè)面撞擊。這顆行星被撞碎了，由此形成的大部分殘骸，以及一部分來(lái)自地球的碎片，形成了一個(gè)圍繞著地球的圓盤，這個(gè)圓盤最終結(jié)合在一起形成了月球。很多證據(jù)都支持這個(gè)假設(shè)——首先，那時(shí)的月球是熱的，使輕元素和水沸騰蒸發(fā)，最后留下了我們今天看到的貧瘠的巖石月球;其次，月球有一個(gè)小核，這和它一部分來(lái)自撞擊地球的行星，一部分來(lái)自地球外部的猜測(cè)是一致的;再次，地月系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)得很快，這和它是行星側(cè)面撞擊地球的猜測(cè)是一致的。
但是有一個(gè)證據(jù)和這個(gè)猜測(cè)不相符：月球巖石的成分。研究者發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)系不同部分的巖石(以隕石的形式落在地球上)在成分上有微妙的差異。例如，在氧的各種同位素中，氧16是最主要的形式，其次是氧17和氧18。太陽(yáng)系不同部分的隕石中含有的這些同位素的比例是不同的。所以，來(lái)自火星的巖石與來(lái)自小行星或地球的巖石，其中包含的氧17和氧16的比例截然不同。物體中的同位素比例是很穩(wěn)定的，所以研究者可以利用這個(gè)比例來(lái)判斷隕石來(lái)自于哪里。
這里有個(gè)問(wèn)題：撞擊假說(shuō)預(yù)測(cè)，月球中70%到90%的物質(zhì)來(lái)自于撞擊地球的行星，所以它的同位素比例應(yīng)該與地球不同。但是研究者在分析阿波羅號(hào)帶會(huì)來(lái)的月球巖石時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)月球和地球巖石的同位素比例有顯著的差異。對(duì)氧、鈦、鈣、硅和鎢的同位素比例分析也都沒有發(fā)現(xiàn)顯著的差異。
這個(gè)矛盾使行星科學(xué)家覺得很煩惱，所以他們最近幾年又設(shè)想了幾種不同的情景來(lái)解釋月球的形成。其中一種假設(shè)說(shuō)，地球和小行星撞擊后，在形成的圓盤中，地球被撞擊下來(lái)的碎片比小行星的殘骸多得多;或者地球是被和它大小差不多的行星迎頭撞上的，所以它們被撞擊下來(lái)的物質(zhì)完全混合在一起了。還有一種可能性是，快速旋轉(zhuǎn)的地球可能是被比它小得多的天體撞擊的，這個(gè)天體提供給月球的物質(zhì)比地球少很多。我們很難實(shí)際展示，這樣的撞擊事件是如何形成今天的地月系統(tǒng)的。
研究者更希望能夠維持最早的側(cè)面撞擊的假設(shè)，因?yàn)檫@個(gè)假設(shè)能夠很好地解釋很多東西。新的研究結(jié)果給他們帶來(lái)了希望。月球巖石中氧17對(duì)氧16的比例比地球巖石高得多。最近，德國(guó)科隆大學(xué)的一組在Daniel Herwartz領(lǐng)導(dǎo)下的研究者升級(jí)了他們的質(zhì)譜儀，并決定測(cè)試它是否能夠解決地月系統(tǒng)的同位素問(wèn)題。團(tuán)隊(duì)的成員Andreas Pack說(shuō)，“我們的分析現(xiàn)在比其他實(shí)驗(yàn)室精確一個(gè)數(shù)量級(jí)?！?/font>
他們首先分析了以隕石形式來(lái)到地球的月球巖石，但是發(fā)現(xiàn)這些巖石在地球上會(huì)發(fā)生風(fēng)化，從而導(dǎo)致分析結(jié)果不準(zhǔn)確。所以他們分析了阿波羅11號(hào)、12號(hào)和16號(hào)從月球帶回來(lái)的月球巖石樣本。他們從每塊巖石樣本中都提取出氧元素，然后用質(zhì)譜儀分析每種同位素所占的比例。分析結(jié)果顯示，月球巖石樣本中氧17對(duì)氧16的比例，比地球巖石高百萬(wàn)分之12。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這樣的差異支持了“月球是原地球與其他天體碰撞形成的”的觀點(diǎn)。加州理工學(xué)院的行星科學(xué)家David Stevenson說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)地球和月球巖石中氧同位素的比例不一致，這讓我們松了一口氣，因?yàn)槿绻虑蚝偷厍驇r石中氧同位素的比例絲毫沒有差異，那將是很難解釋的?！?/font>
研究團(tuán)隊(duì)承認(rèn)，巖石同位素的差異可能是其他原因造成的，比如地球在月球形成后，又被氧同位素比例比較低的物質(zhì)撞擊了。Stevenson說(shuō)，“現(xiàn)在，既然我們發(fā)現(xiàn)了這種差異，就要做大量的研究來(lái)確認(rèn)或推翻這個(gè)結(jié)果，并討論這種差異意味著什么?！?/font>
研究團(tuán)隊(duì)說(shuō)，這個(gè)分析結(jié)果表明，月球的物質(zhì)大約一半來(lái)自地球，一半來(lái)自撞擊地球的另一個(gè)天體。而且，氧同位素比例高說(shuō)明，撞擊地球的天體主要是由頑輝球隕石構(gòu)成的。落在地球的隕石絕大部分是球粒隕石，只有2%是頑輝球隕石。Stevenson說(shuō)，“我們對(duì)頑輝球隕石的重要性很感興趣，但是現(xiàn)在我們?nèi)匀恍枰聹y(cè)撞擊到地球的到底是什么天體，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)不見了。
月球的起源莫衷一是： 對(duì)月球的起源，大致有四大派，但仍未定論。
分裂說(shuō)
這是最早解釋月球起源的一種假設(shè)。早在1898年，著名生物學(xué)家達(dá)爾文的兒子喬治·達(dá)爾文就在《太陽(yáng)系中的潮汐和類似效應(yīng)》一文中指出，月球本來(lái)是地球的 一部分，后來(lái)由于地球轉(zhuǎn)速太快，把地球上一部分物質(zhì)拋了出去，這些物質(zhì)脫離地球后形成了月球，而遺留在地球上的大坑，就是現(xiàn)在的太平洋。這一觀點(diǎn)很快就受到了一些人的反對(duì)。他們認(rèn)為，以地球的自轉(zhuǎn)速度是無(wú)法將那樣大的一塊東西拋出去的。再說(shuō)，如果月球是地球拋出去的，那么二者的物質(zhì)成分就應(yīng)該是一致的?？墒峭ㄟ^(guò)對(duì)“阿波羅12號(hào)”飛船從月球上帶回來(lái)的巖石樣本進(jìn)行化驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)二者相差非常遠(yuǎn)。
俘獲說(shuō)
這種假設(shè)認(rèn)為，月球本來(lái)只是太陽(yáng)系中的一顆小行星，有一次，因?yàn)檫\(yùn)行到地球附近，被地球的引力所俘獲，從此再也沒有離開過(guò)地球。還有一種接近俘獲說(shuō)的觀點(diǎn)認(rèn)為，地球不斷把進(jìn)入自己軌道的物質(zhì)吸積到一起，久而久之，吸積的東西越來(lái)越多，最終形成了月球。但也有人指出，像月球這樣大的星球，地球恐怕沒有那么大的力量能將它俘獲。
同源說(shuō)
這一假設(shè)認(rèn)為，地球和月球都是太陽(yáng)系中浮動(dòng)的星云，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)和吸積，同時(shí)形成星體。在吸積過(guò)程中，地球比月球相應(yīng)要快一點(diǎn)，成為“哥哥”。這一假設(shè)也受到了客觀存在的挑戰(zhàn)。通過(guò)對(duì)“阿波羅12號(hào)”飛船從月球上帶回來(lái)的巖石樣本進(jìn)行化驗(yàn)分析，人們發(fā)現(xiàn)月球要比地球古老得多。有人認(rèn)為，月球年齡至少應(yīng)在53億年左右。
碰撞說(shuō)
這一假設(shè)認(rèn)為，太陽(yáng)系演化早期，在星際空間曾形成大量的“星子”，先形成了一個(gè)相當(dāng)于地球質(zhì)量0.14倍的天體星子，星子通過(guò)互相碰撞、吸積而長(zhǎng)合并形成一個(gè)原始地球。這兩個(gè)天體在各自演化過(guò)程中，分別形成了以鐵為主的金屬核和由硅酸鹽構(gòu)成的幔和殼。由于這兩個(gè)天體相距不遠(yuǎn)，因此相遇的機(jī)會(huì)就很大。一次偶然的機(jī)會(huì)，那個(gè)小的天體以每秒5千米左右的速度撞向地球。劇烈的碰撞不僅改變了地球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使地軸傾斜，而且還使那個(gè)小的天體被撞擊破裂，硅酸鹽殼和幔受熱蒸發(fā)，膨脹的氣體以極大的速度攜帶大量粉碎了的塵埃飛離地球。這些飛離地球的物質(zhì)，主要有碰撞體的幔組成，也有少部分地球上的物質(zhì)，比例大致為0.85：0.15。在撞擊體破裂時(shí)與幔分離的金屬核，因受膨脹飛離的氣體所阻而減速，大約在4小時(shí)內(nèi)被吸積到地球上。飛離地球的氣體和塵埃，并沒有完全脫離地球的引力控制，通過(guò)相互吸積而結(jié)合起來(lái)，形成全部熔融的月球，或者是先形成幾個(gè)分離的小月球，在逐漸吸積形成一個(gè)部分熔融的大月球。
空心的太空船月球
一九七〇年，俄國(guó)科學(xué)家柴巴可夫（Alexander Scherbakov）和米凱威新（MihKai Vasin）提出一個(gè)令人震驚的“太空船月球”理論，來(lái)解釋月球起源。他們認(rèn)為月球事實(shí)上不是地球的自然衛(wèi)星，而是一顆經(jīng)過(guò)某種智慧生物改造的星體，加以挖掘改造成太空船，其內(nèi)部載有許多該文明的資料，月球是被有意的置放在地球上空，因此所有的月球神秘發(fā)現(xiàn)，全是至今仍生活在月球內(nèi)部的高等生物的杰作。 當(dāng)然這個(gè)說(shuō)法被科學(xué)界嗤之以鼻，因?yàn)榭茖W(xué)界還沒有找到高等智慧的外星人。但是，不容否認(rèn)的，確是有許多資料顯示月球應(yīng)該是“空心”的。 最令科學(xué)家不解的是，登月太空人放置在月球表面的不少儀器，其中有“月震儀”，專用來(lái)測(cè)量月球的地殼震動(dòng)狀況，結(jié)果，發(fā)現(xiàn)震波只是從震央向月球表層四周擴(kuò)散出去，而沒有向月球內(nèi)部擴(kuò)散的波，這個(gè)事實(shí)顯示月球內(nèi)部是空心的，只有一層月殼而已！因?yàn)?，若是?shí)心的月球，震波也應(yīng)該朝內(nèi)部擴(kuò)散才對(duì)，怎么只在月表擴(kuò)散呢？
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