月球誕生之謎

球最初是如何形成的呢?在科學界這是一個大有爭議的問題，目前大致有三种理論。

“俘虜”理論：有些科學家認為，月球原是一顆流星，當它在宇宙空間漫無邊際飛行時，偶然進入地心引力范圍，受到地球引力的約束，因而才意外地納入了地球

“分裂”理論：持這一說法的科學家認為，月球是從一片熾熱旋轉的云狀物包圍著的地球中分裂出來的，因而月球是地球的“孩子”。然而從“阿波羅”號宇宙飛船上几次帶回來的資料表明，月球和地球的組成成分卻是大不相同的。

“碰撞”理論：該理論認為，約45億年前，一個比火星更大的行星，以每小時4000公里的飛行速度猛然撞擊早期的地球，力度如此之大，以致這個行星的鐵質核一直撞到了我們地球的中心。碰撞結果是產生巨大爆炸，伴隨有6000攝氏度以上的高溫。地球在爆炸的沖擊下變了形，這個采取“自殺行為”的巨大天体的大部分与地球融合，只有一部分作為熾熱的蒸汽与其他碎片一道洶涌地噴射入外層空間，后來這些蒸汽冷卻下來并凝固成塵埃，塵埃与其他碎片混雜在一起形成了一個核，這個核后來凝聚成團，我們的鄰居——灰色的月球從此誕生了。

科學家們正借助于新型的超級計算机來模擬宇宙空間所發生的這一奇特碰撞，以求驗證該理論。

月球起源新說

月球來自哪里？這是一個人們在不斷探求的問題，近年來，隨著行星演化理論的飛躍發展以及現代電腦技術的廣泛應用，又出現了一种月球起源的新學說，叫做新俘獲說。

從行星演化看月球起源

几年來，科學家們以現代行星演化理論為基礎，用計算机計算了在太陽系形成的初期，作用于太陽、地球、月亮三者之間的力以后，得出了一种新的月球起源學說。科學家們認為，月球是在地球形成的初期，在地球的引力范圍內被地球所俘獲的；而這种現象在當時又是极為普遍的現象。這种新學說，即所謂新俘獲說。

新俘獲說与過去的舊俘獲說不同。舊說僅從地球引力來考慮月球起源；而新說是從整個太陽系行星形成過程來研究月球起源的。新說認為太陽系九大行星及若干衛星，包括月球在內，都起源于原始太陽系星云。原始太陽系星云是46億年前在原始太陽周圍形成的一片薄圓盤狀星云。星云中含有固体微粒子。大量微粒子逐漸集聚在星云赤道平面上，形成一片很薄的固体粒子層，隨著微粒子密度的加大，自身引力也越來越強，到一定程度其穩定性便遭到破坏，粉碎成半徑為5公里左右的很多小天体，即小行星。整個太陽系起初是由約一兆個小行星构成的。無數小行星在星云气体中圍繞太陽旋轉，互相碰撞，逐漸凝聚成長，形成大小不同的行星。我們的地球就是這樣，大約經過一千万年才長成現在這么大的。

行星是在星云气体中成長的。地球的幼年時期周圍覆蓋著濃厚的星云气体，這种气体叫做原始大气。由于當時太陽活動特別激烈，強大的太陽風逐漸吹散原始大气，后來包圍地球的原始大气也逐漸稀薄，飄散掉。

月球也起源于原始太陽系星云，与地球演化過程大体相同。月球是在地球剛到成年，原始大气開始逸散之際飛近地球引力圈的，這樣便成了地球的俘虜。

俘獲月球的四种力

月球進入地球引力圈后，受到很多力的作用才留在衛星軌道上繞行。俘獲月球主要有四种力，即地球引力、太陽引力、潮汐力和原始大气的阻力。

一般來說，飛進地球引力圈的小天体，包括月球在內受到最大的力就是地球引力。然而，僅有地球引力，俘獲后的小天体軌道未呈橢圓形。地球引力加上太陽引力之后，使小天体軌道有了改變。在地球和太陽引力作用下，進入地球引力圈內的小天体的軌道也不完全是橢圓形的，而且飛行若干周之后必然脫离引力圈跑掉，不可能留在衛星軌道上。

但是，月球并未脫离地球引力圈跑掉，這是由于原始大气的阻力在起作用。地球引力圈內的原始大气阻力對飛來的月球起了急劇的制動作用，使月球失去一部分能量，軌道半徑變小，便跑不掉了。

如此說來，月球因受大气阻力作用軌道半徑越來越小，豈不是早晚也得掉到地球上來，与地球相撞嗎?不必擔心，當月球飛進地球引力圈時，原始大气已開始逐漸飄散，月球所受的大气阻力越來越小，原始大气消失后，月球所受阻力也隨之消失，因而軌道半徑沒有變小，也沒有与地球相撞。

大气阻力消失后，還有潮汐力在起作用。在潮汐力作用下，月球公轉速度加快，离心作用強化，軌道反而向外推移。通過觀測得知，目前月球軌道半徑事實上每年大約增加3厘米。

在上述四种力的作用下，使月球在被俘后既未掉到地球上來，也沒跑到引力圈外去，始終在衛星軌道上運行，与地球長期相伴。

俘獲是普遍現象

行星俘獲小天体是行星演化進程中的一种普遍現象，不僅地球這樣，太陽系其他行星也有這种現象。不少行星都各有自己的衛星，就是最好的說明。地球在形成過程中，曾有許多小天体飛到引力圈內來，其中一部分小天体直接与地球相撞，其余大部分在繞地球飛行期間，因原始大气強大阻力使軌道半徑變小，最后終于落到原始地球上來。地球是在不斷“吞掉”這些飛來的小天体當中成長起來的。
月球被俘獲時間比其他小天体都晚，月球是在地球凝聚末期、原始大气逸散初期被俘的。月球被俘的最初10—100年期間，和其他小天体一樣，軌道半徑也在縮小，但原始大气消失后，月球軌道半徑有了改變，月球后來的离心傾向使它幸存下來，免被地球“吞掉”。法國科學家F·米古納曾對月球被俘后軌道變化的趨勢作了計算，計算結果如附圖所示。從附圖上可以看出，剛被俘的月球距离地球較近，1千万年后月球軌道半徑為地球半徑的20倍，1億年后為35倍，46億年后達到60倍，即現在的位置。

自從俘獲月球后，地球几乎再也沒有俘獲其他小天体。因為已有月球繞地球飛行，如果再有其他小天体飛來，依据天体力學原理，不會處于穩定狀態，它不是掉到地球上來，就是飛出去，再不就是落到月球上去。所以，地球只有月球一個衛星陪伴。

俘獲現象是普遍的，整個太陽系行星都是如此，只有金星是個例外。金星的自轉速度很慢，約250天自轉一周，不可能俘獲行星，因此至今還孑然一身漫游在天空。

新俘獲說從行星演化的整体上闡明了月球的起源以及被俘經過，是目前解釋月球起源問題最有權威的學說。但這一新學說還有一些尚待研究的問題，例如，沒有原始大气阻力能否俘獲衛星?順行性衛星和逆行性衛星的被俘有何不同?等等。經過科學家們的反复研究，人類對地球起源問題必將有一個正确而全面的認識 。

（中國科協信息中心）

（編輯：敏華）