书城科普读物宇宙的奥秘
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第17章 “月宫”探秘(1)

月球起源之谜

关于月球究竟来自何方?它到底是怎样形成的?一直作为一个谜而留在人们心间。因和其他卫星来比,月球有好多奇异之处,让人难以理解。

1.分裂说

月球起源是个还没有解决的问题,存在好些假说。其中的一类被称为“分裂说”,认为月球是从地球分裂出去的。据认为,在地球历史的早期,地球还处在熔融状态,自转得特别快,每4个小时左右就自转一周。地球顶端部分的物质逐渐隆起,由小而大,越来越大,也越来越高,最后终于脱离地球而被抛了开去,成为独立于地球之外的物质团,此物质团后来逐步冷却并凝聚成为月球。有人甚至认为,月球从地球分裂出去时在地球上留下的“伤疤”,就是现在的太平洋。

这确实是个很巧妙的构思,很引人入胜,可是它遇到了一些难以解释的困难:

没有任何证据表明地球自转曾经达到过那么“疯狂”的程度。

从地球赤道被抛射出去的物质,由它凝聚成的月球,其绕地球运行的轨道应该是基本上在地球的赤道平面内,相差不会很大;现在的实际情况则是,月球绕地球运动的轨道与地球赤道之间相差颇大。

月球如果真的是从地球分裂出去的话,它的化学成分、密度等都应该与地球的一致或差不多,可是事实上不是这样。譬如说:月球上的铝、钙等化学元素比地球上多得多,而镁、铁等则要少得多;地球的平均密度,即每一立方厘米的地球物质是5.52克,月球的平均密度却只有3.34克/立方厘米。

2.俘获说

“俘获说”是关于月球起源的另一种假说。假说的大意是这样的:月球原来的“身份”可能是环绕太阳运行的小行星,由于某种我们还不清楚的原因,它仍然接近地球,地球的引力“强迫”它脱离原来的轨道并把它俘获,成为自己的卫星。有人还提出这样的概念:这次俘获的宇宙事件,大致发生在离现在35亿年之前,俘获事件也不是一朝一夕就完成的,全过程经历了约5亿年。

“俘获说”设想月球原来是太阳系内的一颗小行星,有它自己的运行轨道,这样的话,月球的化学成分与地球的不同,密度有差异,它的公转轨道与地球的赤道平面不一致,这些就都没有什么问题了。

不过,“俘获说”也有难以自圆其说之处。科学家们指出:一个天体俘获另外一个天体的可能性是有的,只是这种机会实在是太少、太少了。即使发生这种情况,那也应该是一个很大的天体俘获一个小得多的天体。地球的质量是月球的81倍,想要俘获像月球那么大的一个天体,那是远远不够的。说得明白一点,地球是不可能把月球那么大的一颗小行星俘获来作为自己的卫星的,至多也只能改变一下那颗小行星的轨道罢了。

3.同源说

这里说的“同源”,指的是月球和地球是从同一块原始太阳星云演变而形成的,这是关于月球起源的又一种假说。那么,如何解释月球与地球在物质成分、密度等方面的差异呢?

主张“同源说”的人认为:形成月球和地球的物质虽是在同一个星云中,但两者形成的时间不同,地球在先,月球在后。原始太阳星云演化和发展到一定阶段时,由于尘埃云里面的金属粒子等物质已开始凝集和部分地集中。在地球和其他行星形成时。很自然地吸积了相当数量的铁和其他金属成分,并以此为其核心的主要物质。月球的情况则与地球不同,那时,原始太阳星云中的金属成分已大为减少,它只能吸残余在地球周围的少量金属物质,因而主要是由非金属物质凝聚而形成。在这种情况下,月球物质密度还不到地球的2/3,那是理所当然的。

“同源说”与“分裂说”和“俘获说”一样,都能在一定程度上或多或少地解释月球的成分、密度、结构、轨道等基本事实,但都存在些需要认真予以解决的难题。

4.宇宙飞船说

第四种假说是月球一宇宙飞船说。这是由前苏联两位科学家瓦西里和谢尔巴科夫于1957年提出来的。该学说的提出远早于首次阿波罗载人登月(1969年7月21日)。他们认为,月球是宇宙中彼岸某角落中的一颗小天体,被外星人改造后,操纵着它来到地球身边,利用地球的引力再加上月球的人为原动力而固定在现有的轨道上。但为什么外星人将月球进行改造后,再送到地球身旁,是什么目的?前苏联两位科学家并未详说。在后来的UFO研究者认为,原来外星人将月球弄到地球身边来是控制地球不变轨,以保证太阳系的相对稳定。

月球的各种奇异特性,奇特的天文参数、空心、坚硬的外壳、月海金属、古老岩山等等,后来“阿波罗”载人登月探得的各种结果,都是否定前三种假说而有利于第四种假说。尽管第四种假说初听起来有点像天方夜谭。然而,科学和认识是无穷尽的,宇宙奥妙也是高深莫测的,不能因我们眼光的狭窄和认识上的肤浅和无知,就将科学真理视为迷信或邪说。地心说和日心说的经历不是最有力地说明此问题吗?月球,确实是一个神秘的世界,它上面的UFO现象,奇特的表现,确实给科学家们出了一道难解的谜题。这正如著名法国作家维克乌·雨果曾用这样的语言描绘月球——“月球是梦的王国,幻想的王国”。对科学家们来说,月球当然也是一个充满梦幻的世界。科学家们推测,月球不仅是开启地球以及众多宇宙之谜大门的钥匙,也是开启太阳系起源之谜大门的钥匙。那些待解之谜在人类登上月球之前就存在了不知多少岁月,直到今天,我们对月球的认识在天文学上仍无明显的进展,反而使科学家们陷入更深的困惑之中。的确,比起实施“阿波罗计划”之间——无论是月球的起源及其自然环境,还是其构成一一纵横交织在科学家面前的谜团,像难理的乱麻,现在更见头绪纷繁。但是,如果再结合UFO学的研究,结合考古学的研究,实行多学科联合攻关,相信月球之谜不久必将真相大白。总的来说,月球是被“操纵着”进入地球轨道的结论则更有说服力。如果再与碰撞说联系,能否可以想象月球当初被操纵进入月球轨道时不慎与地球擦边而过,最后才调整到现在这种轨道上。如果这样后假说都有一定道理了。真相如何?还需再探,还需拿到更多的证据。

5.月球起源新说

包括“分裂说”、“俘获说”和“同源说”在内,关于月球起源的假说至少也有好几十种。尽管如此,科学家们仍然希望有更能说明问题的新假说提出来,因为像月球起源那样复杂的问题,牵涉到许多学科和很多方面,而新的假说可以作为我们研究问题的新的出发点,往往会给我们新的启示和新的线索,使我们对问题的认识更加深入、更加全面。

有关月球起源的一种新假说的主要之点是这样的:

月球原是环绕太阳运行的一颗小行星,一次偶然的机会使它不仅走向地球,而且与地球相撞。被撞“飞”的地球物质脱离地球,最后凝聚成为月球。在这次史无前例的猛烈撞击之前,组成地球的大部分铁和重元素,早已经沉落到地层的深处乃至核心,因此那些被撞“飞”的物质,主要是比较轻的元素。对地球来说,这次撞击带来的是地球的赤道被一下子撞“弯”了,而那些被撞出来的物质却仍然是在原先的位置上。这就能解释为什么月球不是在地球赤道平面内绕地球转的缘故。

要解决月球究竟是从哪里来的这么一个很重要的问题,看来还需要做大量的探讨和研究工作,不大可能在比较短的时期内获得比较彻底的解决。

6.月亮不是“独生女”

为什么地球不像木星、土星那样有庞大的卫星系统?即使比不上巨行星,可为什么还比不上比它小得多的火星?火星尚且有两颗卫星呢!

一些科学家也为此“不平”。他们认为,地球当初可能有过许多卫星。主张“俘获说”的阿尔文就是其中之一。他认为,在地球抓获月球之前,月球自己也是儿子成群,有十来颗较小的卫星在周围绕转,可是当月球被地球俘虏之后,它在绕地球运动的过程中对这些原来的小卫星进行了“扫荡”,把它们一个个鲸吞殆尽。这些小卫星落入月球之内,变成一个个至今尚在的“月瘤”。

阿尔文的观点是否正确,目前很难下结论,因为7亿年前的地球及地球的天空状况,是不易找到观测依据的。何况,阿尔文提出的“俘获说”,本身还有待于继续论证呢。

20世纪80年代,英国天文学家琼斯·朗库恩旧话重叙,提出了类似的观点:认为在数十亿年前,地球虽然只有月球一颗卫星,但月球本身并不孤单寂寞,因为它自己也有“子女”,大约有十来颗绕月球旋转的小天体。对于这种卫星的卫星,天文学家们还没有适当的名称来称呼它,所以这儿姑且称之为“小卫星”。朗库恩认为,这些“小卫星”的直径在30千米以上,但由于它们的轨道并不稳定,所以在距今42亿~38亿年间,一个个坠落到月面上,形成了一个个月海。小卫星的陨落使月球摇晃起来,当它再回到平衡状态时,自转轴就会有一定的变化。有趣的是,他的这种观点,从登月者取回的月岩研究中得到了一定的证实。

其实我们只要把“月亮”的概念稍稍扩大,不限定一定要是“冰清玉洁”的月轮这个球形的天体,那地球确实不止一颗卫星,而是有三个。其中另两个“月亮”不易见到,因为它们不过是两大团气体。它们与“脱罗央小行星”一样,与月球、地球构成了两个等边三角形:一个在月球前60。一个在月球后60。,都处于“平动点”上。

这两个气体卫星是波兰天文学家科尔杰列夫斯基在1956年发现的。因为它们十分稀薄,所以只有到高山上,正大气相当透明的情况下,才可见到两块朦胧的、微微发光的光斑。角直径不过几度。不易观测,所以,至于人们对它们的了解很少,连质量也没有测出呢!

这两个“气体月亮”以后会不会如几十亿年前的行星、卫星演化那样,慢慢收缩、凝聚成真正的小月球呢?从目前的条件看来,基本上没有这种可能了,因为当年促进行星、卫星形成的条件早已不复存在,至少那些用来形成星体的“原材料”已经寥寥无几,再也凝聚不起来了。这真像当初几百万年之前,猿类会逐渐演化为人,但今天的猩猩却永远不会再脱离动物界,其间的道理是一样的。

20世纪90年代之后,随着计算机科学的神奇发展,不少科学家已可用来作太古时代的模拟试验。1997年,日本东京大学和美国科罗拉等大学的研究人员通过几年的协力攻关,终于合作开发出了一种模拟“大碰撞”演化过程的计算程序。这样他们已可以让人们在荧屏上目睹四十多亿年前发生的那次严重“交通事故”的演变全过程。

他们仔细地调整各种初始条件,如碰撞的那个大星子的质量,当初的相对速度、碰撞的角度……不厌其烦地试验了27次,每一次都显示出地球在碰撞过程中所经受的磨难,相当多的物质与粉碎的星子在地球周围不断弥散开来,慢慢地形成一个绕地球的由气体、尘埃及碎块组成的环带——就像现在见到的土星光环那样,这以后则是凝聚为月球的过程,但研究人员惊讶地发现,有时最后形成的月球却是2个,它们一大一小,一近一远,相映成趣。而出现这种状况的可能性在1/3以上。当然最后的结果还是殊途同归,计算机告诉人们,这种“双月奇观”只有短短几百年时间,地球强大的引力使那个小而近的“月球”维持不了多久就会坠落消失。这种模式的意义还可帮助人们探讨行星光环的起源和演化,因而受到了世界的关注。

月球发生过“月震”吗

在人类到达月球之前,科学家们认为“月球是一个死寂的世界”,但是自从“阿波罗”飞船宇航员降落月面,并在月面设置了几台地震仪后他们才知道,月球是一个极其“活跃”的世界。月震发生在我们无法想象的月球深处,震源在月面下500~1000英里处,这里离月球外壳已相当远了。

设在月面的地震仪曾多次记录到月震,科学家们把多数月震称为“微型月震”,根据月震记录,月球的活动和振动不仅多次反复发生而且有时强度还相当可观。莱萨姆博士解释说:“当发生这种乱哄哄的微弱震动时,有时2小时发生一次,有时几天后才能平息下来。目前还不知道这种‘成群’震动的震源在哪里。”

设在月面的地震仪还记录到1~9分钟内传来的高频振动,科学家们感到十分困惑,他们推测只能是月面的某一区域正发生移动,可是这种高频振动发生了多次且持续不断,科学家们的推测似乎并不对。直到今天成千次这种微震仍在发生,可以认为是一种自然现象,莱萨姆博士后来发现在这种振动中有一种独特的类型,它们发生在月球最接近地球的时候。他认为这是由于这时地球作用于月球引力增强,使月壳产生振动。

有意思的是,微型月震多发生在月面的裂隙上。所谓裂隙就是月面上延绵几百英里的窄而深的沟。不过有的科学家认为月面上并不存在什么裂隙。

莱姆博士指出,微型月震和月壳的振动现象与月球内部的热能并无直接关联,与其说是月面火山活动不如说是月壳的变动。这些微震中的大者也在里氏震级二级以上,而且震源深度不到0.5英里。