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月球是空心的?这事儿不靠谱

科普小知识 2021-12-03 16:45:31
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月亮,夜空中最亮的星星。作为地球最近的邻居,月亮是文学作品中的常客,因此它的传说也在神话世界中流传。

自古以来,人类就对月球充满好奇,从未停止过对月球的探索。阿波罗和月亮女神无疑都增加了我们对月亮的了解。然而,到目前为止,我们对月球的了解仍然非常有限。例如,月亮里面有什么?月球的核心结构到底是什么?

在这个问题上,曾经有过要求发表意见的呼声。这就是空心月亮理论。

月球是空心的?这事儿不靠谱

阿波罗计划支持空洞理论吗?

所谓的空心月球理论是假设月球是一个空心行星。这一假说首先由苏联天体物理学家米哈伊尔·瓦西里和亚历山大·谢尔巴科夫提出。他们在《真理报》上写道:“月球可能是外星人的产物。15亿年来,月球一直是一个外星空间站。月亮是空心的,里面有一个极其先进的文明世界。”

起初,这个论点没有得到很多证据的支持,也没有引起广泛的关注。然而,阿波罗登月计划带回的月球岩石和月球地震实验改变了这一切。从那以后,空心月亮理论似乎有了坚实的证据基础,并吸引了许多粉丝。

在所谓的月球空洞理论的证据中,最著名的是阿波罗月球地震实验。1969年,阿波罗12号的登月舱返回绕月轨道并与指挥/服务舱对接后,当上层升级返回月球表面时,产生的月球震动被先前放置在月球表面的月球地震仪探测到。令人惊讶的是,振动持续了55分钟。就像用锤子敲一个大钟一样,振动持续了很长时间,然后才慢慢消失。这确实与当时地球上已知的地震观测大不相同。

在正常情况下,当人们用力击打一个空心铁球时,它会发出嗡嗡的连续振动,而击打一个实心铁球时,只会听到短暂的振动。这种持续振动的现象使人们开始想象月球是中空的。

空心理论的支持者反复提到的另一个证据是,阿波罗登月计划带回的月球表面玄武岩密度略高于地球上的岩石密度。阿波罗任务带回的玄武岩样本密度为每立方厘米3.3至3.5克,而地球上的玄武岩密度不到每立方厘米3.0克。然而,月球的整体密度比地球小得多,只有地球的60%。因此,人们认为月亮是空心的。

所谓的证据只能反映月度报表的属性

尽管空心月亮理论在公众中有许多粉丝,并赢得了一些科学家的支持,但主流科学界不同意这一观点。大多数科学家认为,空心月亮没有科学依据。

澳门科技大学博士后研究员徐萌在接受《科技日报》采访时表示,所谓的“阿波罗”月球地震实验并没有显示月球是中空的,也没有反映月球的任何内部结构,因为月球地震只是穿过月球表面后返回的信号,根本没有进入月球内部深处。

“衰减时间越长,只能说明月地震波在地表衰减得越慢。研究人员分析了阿波罗11号带回的月球岩石,发现月球岩石比地球上的岩石干燥得多,因此月球冲击波的传播阻力非常小,衰减自然也慢得多。在随后的人造和天然月球浅层地震中也发现了类似的现象,表明这是由月球表面本身的性质决定的,与月球的深层结构无关。徐萌说。

中国科学院国家天文台的研究员平劲松也向《科技日报》的记者明确表示,空洞的理论是不可靠的。“月球自转异常探测和地震数据都不支持空心月球理论。月亮不可能是空心的。”他强调。

同时,月球表面玄武岩的密度略高于地球上的玄武岩,主要是因为月球上玄武岩中的氧化铁含量较高。此外,月球上的岩石不仅是月海玄武岩,也是高地斜长岩。后者的密度要小得多,只有每立方厘米2.8克。考虑孔隙度后,实际月结壳密度略低于结壳密度。

徐萌说,通过阿波罗登月地震数据,人们已经对月球内部各层的密度有了大致的了解。像地球一样,月球也有外壳、地幔和核心结构,而且它们的密度越来越大。不用说,月球核心的密度低于月球地幔的密度。另一方面,我们已经知道大型岩石行星在演化的早期经历了过热分化,也就是说,较重的元素(如铁和镍)向中心“下沉”。相对较轻的硅酸盐组分“漂浮起来”。所以从理论上讲,水星、金星、地球、火星和月球从外向内变得越来越密集。不可能有“空洞”的情况。

重力场地震波共同揭示内部结构

既然月球内部不是中空的,科学家如何探索它的内部结构?

为了研究月球的内部结构,科学家们根据圆圈的层次采用不同的研究方法。“从观察和实验的角度来看,月球表面的月球外壳可以直接研究。一般来说,我们只能用间接的方法来研究内地幔和核。最重要的间接研究方法是测量月球重力场和研究月球冲击波。”中山大学物理与天文学院副教授刘说。

由于万有引力的作用,月球轨道飞行器将在月球引力的作用下沿着一条近乎椭圆形的轨道运行。它不是严格椭圆的原因是月球不是一个粒子,而是一个密度不均匀的近似球体。假设月球的一边有更高的密度,当飞机经过这一边时,会比在另一边经历更大的重力。因此,通过对航天器轨道的精确研究,可以推断出月球内部的密度分布。这样,科学家就可以根据月球内部的密度分布了解月球内部的组成。这是通过测量月球重力场来研究月球内部结构的原理。

然而,月球地震波的研究与利用地震波研究地球内部结构是一样的。通过对月球地震波在月球内部传播的分析,我们可以推断出月球内部物理性质突然变化的区域。

“通过这两种方法对月球内部的研究,我们还没有得出月球是中空的结论。月球的结构与月球有一个致密的铁芯的假设是一致的,只是铁芯有点小。”刘对说道。

他说月球相对较小的铁芯可能与月球的形成过程有关。现在流行的月球形成的大碰撞模型认为,在早期的太阳系中,像火星一样重的行星以一定的倾角撞击地球,然后行星的铁芯被地球吸收。与此同时,碰撞也使两者失去了一定量的地幔。丢失的地幔进入了地球轨道,并最终在今天形成了月球。构成地幔的物质含铁较少,而且月球天生缺铁,所以今天月球的铁芯也相对较小。