“月球怎么诞生？科学家最新理论颠覆以前传下来观点”

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家电工程新闻 【科技在线】 图中是艺术家描绘的 索内斯蒂亚(synestia)理论 ，一颗假设天体由岩石蒸汽构成，它可能孕育月球。 1973年12月13日，宇航员哈里森?施密特(harrison schmitt)在月球 宁静海 区域行走至一块岩石。 北京时间8月7日消息，据国外媒体宣传，教科书中提及月球是形成于火星质量大小的星球碰撞地球时形成的，但是新证据对该观点提出置疑，研究人员认为月球以新的方法诞生。 置疑 忒伊亚星球理论 1973年12月13日，宇航员哈里森 施密特(harrison schmitt)在月球 宁静海 区域行走至一块岩石，当时，他向指挥官尤金 塞尔南(eugene cernan)汇报称，这块岩石拥有较小的滑动轨迹，一直延伸至山丘，这块岩石从山坡滚落留下了痕迹。随后他在这块岩石上采集了一点样本。 施密特从这块岩石上凿取部分样本，之后他采用耙子刮掉岩石表面上的岩石粉末，凿取一块岩石样本将其命名为 橄长石76536 ，它具有一定的历史研究意义。 这块岩石及其它月球岩石样本，将揭晓月球是怎么形成的，在过去的40年里，教科书和科学博物馆无数次地讲解了月球是怎么形成的，普遍观点认为，月球形成于胚胎地球和类似火星的岩石星球之间的灾难性碰撞。这颗岩石星球被命名为 忒伊亚(theia) ，其命名源自诞生 月之女神塞勒涅 的希腊女神忒伊亚。科学家猜测，忒伊亚星球猛烈撞击地球，撞击碰撞非常快，导致两颗星球并且融化，终，忒伊亚星球的残骸冷却凝固，形成现今我们所看到的月球。 但是近年来科学家对 橄长石76536 和其它月球、火星岩石样本进行测量，对 忒伊亚星球理论 提出了置疑。在过去5年时间里，一系列研究暴露出一个问题： 忒伊亚星球理论 作为权威度理论，这种巨大碰撞假说无法与关联证据相匹配。如果忒伊亚星球碰撞地球，之后形成月球，那么月球是由忒伊亚类型物质构成，但是月球并不像忒伊亚星球，也不像火星，就月球物质的原子结构来说，它几乎和地球完全一样。 面对这一差异性，月球研究员寻求新的理论来理解月球是怎么诞生的，明显的处理方案也可能是简单的，并且，新理论也对理解早期太阳系提出了越来越多挑战：第一种可能是或许忒伊亚星球形成月球，但是忒伊亚星球物质几乎与地球物质相同;第二种可能是该碰撞过程彻底混合了任何事物，均质化全异团状物质和液体，就像采用面糊摊薄饼一样，这可能发生在一个非常高能量的碰撞过程，或者产生多颗卫星的系列碰撞，之后多颗卫星结合在一起;第三种解释将挑战我们对行星的认知，有可能现今的地球和月球经历了奇特的变形，疯狂的轨道变化显着改变了它们的旋转，并影响了它们未来演变。 目前共有4种月球形成理论：大型碰撞; 索内斯蒂亚(synestia) 小卫星和双碰撞过程。 美国加州大学戴维斯分校行星科学家萨拉?斯图尔特和她的学生哈佛大学西蒙?洛克。 四种方法形成月球 当前月球形成主流理论遭到置疑，科学家们提出了其它月球形成观点，目前共有4种月球形成理论：大型碰撞; 索内斯蒂亚(synestia) 小卫星和双碰撞过程。 大型碰撞理论形成于上世纪70年代，是指一颗叫做 忒伊亚 的火星大小岩石星球与年轻地球发生碰撞。此次碰撞形成盘状残骸，终合并形成月球。近期研究发现了该理论的矛盾性：大型碰撞事情表明，月球应当是由类似忒伊亚星球物质构成，然而月球地质化学研究显示，月球是由类似地球的物质构成。 索内斯蒂亚(synestia)理论 是指原始地球拥有充足能量，可以蒸发两个天体，形成一个叫做 索内斯蒂亚 的新宇宙天体结构，旋转的炽热残骸云彻底混合了忒伊亚和地球的物质，从而形成一个具有完全相同地质化学成分的地球-月球系统。 小卫星理论显示，月球并非形成于一次大型撞击事情，每次月球大小碰撞体形成残骸盘，终合并形成一颗小卫星。连续碰撞逐渐增加小卫星数量，全部小卫星终结合形成月球。 双碰撞过程可能是简单的月球形成理论，该理论显示忒伊亚与年轻地球构成物质相同，这种可能性很大程度上挑战了我们对行星系统形成的认识。 关于忒伊亚星球理论的坏消息 为了理解地球重要的日子发生何种变化，将有助于拆析太阳系的早期阶段，45亿年前，太阳被炽热、环形残骸云包围，恒星形成元素盘绕在新生太阳周围，并逐渐冷却，历时万古时代，在一个我们无法理解理解的过程中，逐渐形成团状物质，形成微行星，之后逐渐形成体积较大的行星。这些岩石天体猛烈频繁碰撞，同时彼此汽化，这是一个难以形容残酷的 台球地狱 ，地球和月球逐渐形成结构。 为了形成当前的月球结构大小、旋转和远离地球的速度，我们佳计算模型表明，任何与地球发生碰撞的天体，都应当具有火星体积大小。任何更大或者更小的天体将产生比我们看到更大的角动量，并且，一个更大的抛射运动将抛出越来越多的铁元素进入地球轨道，形成月球的铁含量比现今越来越多。 之前对 橄长石76536 和其它月球岩石样本的地球化学拆析进一步支持该理论，他们发现月球岩石可能源自月球岩浆海洋，这种环境仅形成于一次大型天体碰撞。橄长石可以漂浮在岩浆海洋之上，就像是冰山漂浮在南极洲海面。基于这些物理约束，科学家推测月球可能形成于忒伊亚星球残骸，但这过程存在一个问题。 追溯至早期太阳系，当岩石星球碰撞和蒸发，它们的成分混合在一起，终形成不同区域。越接近太阳，其表面温度越高，较轻元素很可能升温和逃逸，终残留较重的同位素(具有额外中子的变种元素)。当逐渐远离太阳，岩石星球可以保持较多的水分，并保持较轻的同位素。正因为如此，科学家能够检测天体的混合同位素，从而鉴定拆析太阳系从何而来，这就像带有一定口音的话语可透露出他的家乡所在地。 这些差异非常显着，可用于分类行星和陨石类型，火星的化学成分完全不同于地球，例如：通过测量3种不同氧同位素比率，火星表面上的陨石可以很容易鉴别。2001年，瑞士研究人员采用先进质谱拆析法重新测量了 橄长石76536 和其它30多家月球样本，他们发现这些样本的氧同位素与地球没有区别，此后，地球化学家研究了地球和月球上的钛、钨、铬、铷、钾和其它不太容易识别的金属元素，结果显示这两颗星球几乎完全相同。 这对于忒伊亚星球理论是个坏消息，如果火星与地球、忒伊亚存在显着差异，那么月球也和火星差异较大，如果它们是相同的，则意味着月球一定是由地球的熔化部分形成，阿波罗任务采集的岩石样本与物理学所一再原理存在直接冲突。 美国加州大学戴维斯分校行星科学家萨拉 斯图尔特(sarah stewart)说： 这一 规范模型 正处于危机之中，当前虽未被完全推翻，但是已遭到科学界的严重置疑。 synestia理论认为，类似百吉饼的蒸汽岩石云环绕着一颗岩石行星。 美国芝加哥大学地质物理学家尼古拉斯?达普哈斯手中拿着一块顽辉石，这是一种源自小行星的岩石，并且也存在于地球，右图是地球上的顽辉石。 月球源自蒸汽盘 斯图尔特曾试图协调该问题的物理限制，即需要一定体积、保持一定速度的撞击天体，并具有新地质化学证据。年，她和搜寻地外文明研究所(seti)的马蒂亚 库克(matija ?uk)提出月球形成的新物理模型。他们认为，当忒伊亚星球碰撞地球时，早期地球处于 旋转舞 状态。这种碰撞将产生一个盘状结构，盘旋在地球周围，有点儿像土星环，但是它仅持续大约全天候。终，这个盘状结构会冷却凝固成月球。 如果超级计算机不够强大，则无法完全模拟这一过程，但是计算模型表明，一颗天体抛射撞击快速旋转星球，将剥离大量地球质量，并且忒伊亚星球和地球的质量融合在一起，可以形成一颗星球，具有地球相同的同位素比率。 然而，对于快速旋转的地球解释论来说，这一观点是正确的，然而，还有其它一点因素减缓了地球自转速度。在年的研究中，斯图尔特和库克认为，在某个特定轨道-共振相互作用下，地球可能将角动量转移至太阳。之后美国麻省理工学院的杰克 威兹德姆(jack wisdom)提出了几个不同方案，称角动量可以从地球-月球系统中抽离出来。 但是没有一个解释令人完全满意。斯图尔特称，年进行的计算模型仍无法解释月球的轨道或者月球的化学成分。年，美国哈佛大学研究生西蒙 洛克(simon lock)和斯图尔特的学生树立了一个升级模型，提出一个之前未识别的行星结构。 在这个理论中，地球和忒伊亚的每一部分都汽化形成一个膨胀云，其外形有点儿像一个厚百吉饼。膨胀云旋转速度非常快，达到 共转极限 临界点，膨胀云外侧边缘汽化成岩石环，其旋转速度非常快，逐渐使膨胀云形成一个新的结构，这是一个 肥胖的盘状结构 盘旋在内部区域。至关重要的是，圆盘并不像土星环那样与中心区域分离开来，也不像之前的巨大碰撞月球形成理论模型。 这种结构是难以描述的，它没有表面结构，而是融化岩石云，膨胀云的各个区域形成融化岩石雨滴。洛克表示，月球在这种蒸汽环境中逐渐成长，终蒸汽会降温冷却，形成地球-月球系统。 考虑到膨胀云不同寻常的特征，洛克和斯图尔特认为月球的原始体应当起一个新名字，他们尝试了多次，终命名为 索内斯蒂亚(synestia) ，他们采用了希腊语前缀 syn- ，意思是同步，同时结合了女神赫斯蒂亚(hestia)的名字，synestia的意思是 共生连接结构 。 斯图尔特说： 这些天体并非你想像的那样。 今年5月，斯图尔特和洛克撰写一篇关于synestia物理学特征的文案，他们指出，synestia月球起源论仍需进一步验证。他们将这一观点发表在行星科学会议上，表示他们的同事对此非常好奇，但却不太容易认可该观点，这可能是因为synestia理论仍是一个观点，它不同于太阳系的环状行星，并且，作为原行星盘，虽然普遍存在于宇宙，但迄今人们未观测到它。洛克说： 这是一个非常兴趣的研究观点，可以解释月球的特征。 小卫星群 在太阳系的天然卫星中，地球的卫星可能独特，因为仅存在一颗。水星和金星缺少天然卫星，部分原因是它们距离太阳太近，引力作用使它们的卫星轨道非常不稳定。火星有体积较小的火卫一和火卫二，有些人认为这是被俘获的小行星，还有一点人认为这是火星撞击形成的。并且，气态巨行星被一点卫星盘旋，一点卫星是岩石结构，一点卫星存在水，一点卫星是存在水的岩石结构。 与太阳系的其它卫星相比，地球卫星的体积和质量较大，月球质量大约是地球质量的1%，而其它外部行星的卫星总质量低于主行星质量的0.1%，更为重要的是，月球包含着地球-月球系统80%的角动量。也就是说，月球对地球-月球系统80%的运动密切关联，对于其它外部行星卫星来说，它们仅占该系统不足1%的角动量。 然而，月球并非始终具有这些质量，月球的表面结构证实它终身遭受碰撞轰击，以色列魏茨曼科学研究所行星科学家拉卢卡 鲁夫(raluca rufu)称，很可能月球的形成经历了多重碰撞。 鲁夫在年发表的一篇研究报告中指出，地球的卫星并非 原始月球 ，她进行模拟计算显示，至少是十几次碰撞事情，天体从不同立场、不同速度碰撞地球，形成一个盘状结构，终形成 小卫星群 ，本质上讲，这些小卫星体积小于现今的月球，小卫星之间的交互作用，以不同立场进行融合，终形成现今看到的月球。 行星科学家对鲁夫年发表在的研究报告非常兴致趣，美国西南研究所月球科学家罗宾 卡努普(robin canup)称，这项研究报告值得深入思考，然而当前还需要进行越来越多的测试进行验证。 鲁夫并不明确是否这些小卫星锁定在它们的轨道位置，就像月球始终保持相同的方向朝向地球。如果是这样的话，她并不明确这些小卫星是怎么合并的，这将是我们需要处理的问题。

而且，一位专家认为另一种解释可以揭示地球和月球的相似性。 这可能是一个非常简单的回答。 从synestia理论到小卫星理论，新的物理模型可能实际上没有意义。 也许月球只是像科学家设想的泰亚星一样像地球。 (叶倾城)。

来源：鞍山新闻