书城科普读物青少年应知的100个天文学常识
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第17章 明月何时有—月球起源

月球的秘密

月球有着“神奇的巧合”,它的直径是太阳的1/400,它到太阳的距离恰巧是到地球距离的400倍,所以从地球上望去,它不大不小,正好处在可以发生日全食的位置上!月球是离我们地球人类最近的星体,而我们对月球的疑问却多得不胜枚举。其中最核心的一个问题就是月球的起源问题。

月球从何而来

到目前为止,关于月球的起源,一直是科学家争论的焦点。可一百多年过去了,科学界的争论不但没有统一,反而分歧越来越大。1969年,当美国实施“阿波罗”登月计划的时候,许多人都大松一口气,认为这次人类登月可以彻底结束关于月球起源问题的争论。然而没有想到的是,“阿波罗”登月计划不但没有带回科学家们预期的答案,而是带回比登月以前多出不知多少倍的新疑问。这样一来,关于月球起源问题又再一次成了争论的焦点。人类关于月球的起源一共提出三种假说:一、捕获说;二、同源说;三、地球分裂说。

所谓捕获说是指月球是地球引力从空中抓过来的。持这一假说的人们认为,月球原来是太阳系或宇宙中一颗自由自在的行星,当这颗冒失的行星闯到地球引力范围之内时,立即被地球老实不客气地把它强行留在轨道上,成了地球的卫星。但是,这一假说从天体力学的角度来讲,有许多致命的弱点,同时在统计学上也是站不住脚的。难怪不少天体物理学家和天体力学家认为:地球捕获月球作为卫星的可能极小,甚至完全“无此可能”。

捕获说还有一个致命的弱点,就是无法解释现在月球的轨道形状。大家知道,现在月球绕地球旋转的轨道几乎是个圆形。星际间自然运行的星球速度大得惊人,一般的星球可以达到每秒几十甚至上百千米的速度,地球绕太阳运行的速度也有每秒30千米。如果月球是被俘获的话,那么地球俘获这么大个头卫星的空间十分狭窄,这就要求被俘获的星球以适当地速度、适当的角度,十分准确地进入这条狭长的空间,如果角度过小它将穿出引力之外,如果角度过大它就会一头撞向地球毁灭,这是一个极为高难的动作,比体操运动员的动作不知难多少倍,它要求相当的精密、准确。这与“阿波罗”飞船太空飞行一样,在飞船接近月球的时候,为了将飞船送入月球轨道,就必须重新启动火箭发动机,调整飞船的速度和飞行姿态,这一切都必须借助高精密的电子计算机来完成。再者,即使月球误打误撞进了这条轨道,根据引力的规定,它也该沿一条扁形的椭圆轨道运行,而实在不该像现在这样沿一条近圆形的轨道运行。月球是在发什么疯

同源说的根据是宇宙大爆炸的理论:大约200亿年前,整个宇宙收缩,所有的宇宙物质被压缩在一个极小的点上。突然有一天,这个密度难以想像的点发生了大爆炸,宇宙物质向四处扩散。扩散过程中的旋转力形成了一个又一个宇宙尘埃团。这些尘埃团在高速旋转的中间产生了恒星,恒星的四周又出现了行星,行星的四周形成了卫星。1929年,美国的哈佛尔通过光谱分析发现,所有的恒星正飞离我们:离我们2.5亿光年的一座星云,正以每秒6 700千米的速度飞离太阳系,离我们12.4亿千米的牵牛座也以每秒39 400千米的速度远离我们,这就是所谓“红移”现象。比如,我们找一个气球,随便在气球上点一些墨点,等吹起气球你就会发现,随着气球的膨胀,这些墨点之间的距离也越来越大,宇宙膨胀与此相类似。根据这一理论产生了地球——月球同源说:在大爆炸宇宙物质扩散当中,最早形成了太阳系宇宙尘埃团,这个团状的物体围绕一个中心高速旋转,中心四周的物质逐渐凝聚成太阳,四周旋转中的物质,渐渐形成了行星和卫星,地球与月球就是这样形成的。

还有一种观点认为,在地球形成初期,曾发生反复分裂,由于一次巨大的爆炸,将地球上的一部分物质给“抛”了出去,于是形成了月亮。据说,现在太平洋的面积与月球的面积差不多,故而有人认为地球在“挤”出一部分物质之后形成了太平洋,主张这一假说的科学家还把环太平洋火山带作为证据。

这两种假说必须找到一条有利的证据,那就是月球与地球的年龄要相等,而且月球的物质构成要与地球的物质构成一致。从1969年7月20日“阿波罗”宇宙飞船第一次登上月球开始,人类又先后六次登上了月球,耗资达250亿美元。宇航员从月球上带回的月面表层原始标本有2000多块,总重量达400公斤。但800多位科学家在分析这些原始标本的时候,产生了更多的疑问,震撼和动摇了月球同源与分裂两种假说。

首先,是关于月球的年龄问题。迄今为止,科学家在地球上发现的最古老岩石是35亿年,这种岩石是在非洲大裂谷中发现的,大多数科学家认为,太阳的年龄大约是50亿岁,地球的年龄大约是46亿岁。而第一次降落在月面的宇航员尼尔·阿姆斯特朗信手捡起的月面岩石其历史都在36亿年以上。在以后的数次登月中,宇航员从月球表面带回的岩石中还有43亿年,甚至45亿年以上的东西。“阿波罗”11号飞船带回的月面土壤标本据说历史已达46亿年。46亿年前后,正是太阳系刚形成之际,这么古老的岩石不该出现在月球表层。

其次,是关于月球构成的问题。根据“阿波罗”带回的月表岩石分析,构成地球和月球的物质不太一样,这与我们发现的“自相似”理论有些出入,这种理论认为,宇宙中的所有物质,包括天、地、生命,构成它们的元素在种类和数量上几乎是一样的,并符合黄金分割比值0.618。按照这一理论和月球是从现在太平洋所在区域脱离地球的假说,那么月球就应该是由与地球相似的物质构成的,然而,实际情况却大相径庭,月球和地球的物质构成相去甚远。科学家在月表岩石中发现了六种地球上没有的矿物质。这些发现不但没有成全“地球—月亮母子说”的假说,而且还彻底否定了地球和月亮是同期由宇宙尘埃和气体形成的“同源”假设。

以上三种月球起源假说都存在着这样或那样的缺陷,而这些缺陷又远不是用科学所能解决得了的,故而现在有一种新的假设,即“月球—宇宙飞船”假说,认为在宇宙的某个角落里有一种较我们地球进化先进几十倍的高智生物,他们出于某种目的,使用了某种技术,将一个小行星内部挖空,改造成巨大的宇宙飞船,然后经过漫长的年代,穿越了许多恒星系来到我们地球轨道,这一假设可以解释许多现代科学无法解释的月球神秘现象。不过在宇宙有无智慧生命尚没有确定的情况下,这一假说只能当作纯粹的假说。