月球是怎么形成的？新理论可能颠覆你的认知

根据国外媒体报道，教科书提到月球是在一颗火星大小的行星与地球相撞时形成的，但是最新的证据挑战了这一观点，研究人员认为月球是以一种新的方式诞生的。

质疑“泰亚行星理论”

1973年12月13日，宇航员杰克·施密特走向月球“静海”区域的一块岩石。当时，他向指挥官尤金·塞尔南(Eugene Cernan)报告说，这块岩石有一条小的滑动轨迹，一直延伸到山上，当岩石滚下山时，留下了痕迹。然后他在这块岩石上收集了一些样本。

施密特从岩石上凿出一些样品，然后用耙子刮去岩石表面的岩石粉末，凿出一个岩石样品，并将其命名为“橄榄石76536”，具有一定的历史意义。

这块岩石和其他月球岩石样本将揭示月球是如何形成的。在过去的40年里，教科书和科学博物馆已经无数次解释了月球是如何形成的。人们普遍认为月球是在胚胎地球和像火星这样的岩石行星的灾难性碰撞中形成的。这颗多岩石的星球以希腊女神忒伊亚的名字命名为“忒伊亚”，她生下了“月亮女神塞勒涅”。科学家怀疑泰亚行星猛烈撞击地球。碰撞非常快，导致两颗行星同时融化。最终，行星Teia的碎片冷却并固化，形成了我们今天看到的月球。

然而，近年来科学家们已经测量了“橄榄石76536”和其他月球和火星岩石样本，质疑“特伊亚行星理论”。在过去的五年里，一系列的研究揭示了一个问题:作为一个权威的理论，巨大的碰撞假说无法与相关的证据相匹配。如果行星特伊亚与地球碰撞，然后形成月球，那么月球是由特伊亚类型的物质组成的，但是月球不像行星特伊亚或火星。就月球物质的原子结构而言，它与地球几乎完全相同。

面对这种差异，月球研究人员正在寻找新的理论来理解月球是如何诞生的。最明显的解决方案可能是最简单的。同时，最新的理论也对理解早期太阳系提出了更多的挑战。第一种可能性是Teyia行星可能形成月球，但Teyia行星的物质与地球的物质几乎相同。第二种可能性是，碰撞过程彻底混合了所有东西，并使所有不均匀的块和液体均匀化，就像用面糊涂煎饼一样，这可能发生在非常高能量的碰撞过程或多个卫星的一系列碰撞中，之后多个卫星结合在一起；第三种解释将挑战我们对行星的理解。今天的地球和月球有可能经历了奇怪的变形。疯狂的轨道变化极大地改变了它们的自转，影响了它们未来的进化。

目前，月球形成理论有4种:大规模碰撞；“辛迪思娅”；小卫星和双碰撞过程。

形成月亮的四种方式

目前，关于月球形成的主流理论受到了质疑，科学家们也提出了其他关于月球形成的观点。目前有4种月球形成理论:大规模碰撞；“辛迪思娅”；小卫星和双碰撞过程。

大规模碰撞理论形成于20世纪70年代，指的是一颗名为“Teia”的火星大小的岩石行星和年轻的地球之间的碰撞。碰撞形成了盘状碎片，最终融合形成了月球。最近的研究发现了这一理论的矛盾之处:大规模碰撞事件表明，月球应该由类似于Teyia行星的物质组成，而月球地球化学研究表明，月球由类似于地球的物质组成。

“协同学”理论是指原始地球有足够的能量蒸发两个天体，形成一个新的宇宙天体结构，称为“SONES TIA”。旋转的热碎片云彻底混合了Teia和地球的物质，从而形成了一个地质和化学成分完全相同的地月系统。

小卫星理论表明，月球不是在大撞击事件中形成的。每次一个月球大小的碰撞体形成一个碎片盘，最终合并成一颗小卫星。连续不断的碰撞逐渐增加了小卫星的数量，所有的小卫星最终结合在一起形成了月球。

双重碰撞过程可能是最简单的月球形成理论，它表明泰娅和年轻的地球具有相同的物质组成。这种可能性极大地挑战了我们对行星系统形成的理解。

神学家行星理论的坏消息

为了理解在地球最重要的日子里发生了什么变化，分析太阳系的早期阶段将是有帮助的。45亿年前，太阳被炽热的环形碎片云包围，恒星形成元素盘绕在新生的太阳周围，并逐渐冷却下来。持续了很久。在一个我们无法理解的过程中，它逐渐形成块状物质，形成小行星，然后逐渐形成更大的行星。这些岩石天体剧烈而频繁地碰撞，并相互蒸发。这是一个难以形容的残酷的“台球地狱”。地球和月球逐渐形成一个结构。

为了形成目前月球结构的大小、旋转和离开地球的速度，我们最好的计算模型显示，任何与地球碰撞的天体都应该有火星体积大小。任何更大或更小的天体都会产生比我们能看到的更多的角动量。与此同时，更大的抛射运动将把更多的铁元素抛入地球轨道，形成比今天含铁量更多的月球。

先前对“橄榄石76536”和其他月球岩石样品的地球化学分析进一步支持了这一理论。他们发现月球岩石可能起源于月球岩浆海洋，这种环境只是在大规模的天体碰撞中形成的。橄榄长石可以漂浮在岩浆海洋上，就像漂浮在南极洲表面的冰山一样。基于这些物理限制，科学家推测月球可能是由行星Teia的碎片形成的，但是在这个过程中有一个问题。

回到早期的太阳系，当岩石行星碰撞并蒸发时，它们的成分混合在一起，最终形成不同的区域。离太阳越近，表面温度越高，较轻的元素可能会升温并逃逸，最终留下较重的同位素(含有额外中子的变体元素)。随着岩石行星逐渐远离太阳，它们可以保留更多的水和更轻的同位素。正因为如此，科学家可以通过探测天体的混合同位素来识别和分析太阳系的来源，就像带有某种口音的单词可以揭示他家乡的位置一样。

这些差异非常显著，可以用来划分行星和陨石类型。火星的化学成分与地球的完全不同。例如，通过测量三种不同氧同位素的比率，可以很容易地识别火星表面的陨石。2001年，瑞士研究人员利用先进的质谱技术重新测量了“橄榄石76536”和30多个其他月球样品。他们发现这些样品的氧同位素与地球的没有什么不同。从那以后，地球化学家研究了钛、钨、铬、铷、钾和其他难以识别的地球和月球上的金属元素。结果表明这两颗行星几乎是相同的。

这对Teia的行星理论来说是个坏消息。如果火星与地球和土卫五有很大的不同，那么月球也与火星有很大的不同。如果它们是一样的，这意味着月亮一定是由地球的融化部分形成的。阿波罗任务收集的岩石样本与物理学坚持的原则直接冲突。

加州大学戴维斯分校的行星科学家莎拉·斯图尔特说:“这种‘规范模式’正处于危机之中。尽管它还没有被完全推翻，但它已经受到科学界的严重质疑。”

协同学的理论是，一团像面包圈一样的蒸汽岩石围绕着一个多岩石的星球。

芝加哥大学的地球物理学家尼古拉斯·杜普亚斯拿着一块顽火辉石，这是一颗小行星的岩石，它也存在于地球上。

月亮起源于蒸汽盘。

斯图尔特试图协调这个问题的物理局限性，即需要一定的体积，一定的撞击天体的速度，以及最新的地质和化学证据。2012年，她和搜寻外星文明研究所的马蒂亚·库克？英国)提出了最新的月球形成物理模型。他们认为，当行星泰亚与地球相撞时，早期地球处于“旋转舞蹈”状态。这次碰撞将产生一个盘旋在地球周围的盘状结构，有点像土星环，但它只持续大约24小时。最终，盘状结构会冷却并固化成月球。

如果超级计算机不够强大，它就不能完全模拟这个过程。然而，计算模型显示，天体与快速旋转的行星碰撞，剥离了大量的地球质量。同时，Teyia行星和地球的质量可以结合形成一个与地球同位素比率相同的行星。

然而，这个观点对于地球的快速旋转解释是正确的。然而，还有其他因素减缓了地球的旋转速度。在2012年的一项研究中，斯图尔特和库克认为，在一定的轨道共振相互作用下，地球可能会将角动量转移到太阳。此后，麻省理工学院的杰克·智慧提出了几个不同的方案，声称角动量可以从地球-月球系统中分离出来。

但是没有一个解释是完全令人满意的。斯图尔特说，2012年进行的计算模型仍然无法解释月球的轨道或其化学成分。2016年，哈佛大学研究生西蒙·洛克和斯图尔特的学生建立了一个升级模型，并提出了一个之前未被确认的行星结构。

在这个理论中，地球的每一部分和Teia蒸发形成一个膨胀的云，看起来有点像一个厚面包圈。膨胀云的旋转速度非常快，达到了“共同旋转极限”的临界点。膨胀云的外缘蒸发成一个岩石环。旋转速度非常快，逐渐将膨胀云形成一个新的结构，这是一个在内部区域盘旋的“脂肪盘结构”。至关重要的是，圆盘并不像土星环那样与中心区域分离，也不是之前对月球巨大影响的理论模型。

这种结构很难描述，它没有表面结构，但是熔化了岩石云，并且膨胀云的每个区域形成熔化的岩石雨滴。洛克说月球在这种蒸汽环境中逐渐成长，最终蒸汽会冷却下来，形成一个地月系统。

考虑到膨胀云的不寻常特征，洛克和斯图尔特认为月球的原始主体应该有一个新的名字。他们尝试了很多次，最后把它命名为“协同学”。他们使用了希腊前缀“syn-”表示同步，并结合了女神赫斯缇雅的名字，表示“共生连接结构”。

斯图尔特说:“这些天体不是你想的那样。”今年五月，斯图尔特和洛克写了一篇关于辛迪思的身体特征的文章。他们指出辛迪思亚的月球起源理论仍需进一步验证。他们在行星科学会议上提出了这个观点，说他们的同事对此非常好奇，但是他们发现很难同意。这可能是因为协同学理论仍然是一种观点，它不同于太阳系中的环形行星。与此同时，作为最初的行星盘，虽然它在宇宙中无处不在，但至今还没有被观测到。洛克说:“这是一个非常有趣的研究观点，可以解释月球的特征。”

小型卫星群

在太阳系的天然卫星中，地球的卫星可能是最独特的，因为只有一颗。水星和金星缺少天然卫星，部分原因是它们离太阳太近，重力使得它们的卫星轨道非常不稳定。火星有较小的火卫一和火卫一。一些人认为这些是捕获的小行星，而另一些人认为它们是由火星的撞击形成的。同时，气态巨行星被一些卫星环绕，一些卫星是岩石结构，一些卫星有水，一些卫星是岩石结构有水。

与太阳系的其他卫星相比，地球卫星的体积和质量更大。月球的质量大约是地球质量的1%，而其他外部行星的卫星总质量不到主要行星质量的0.1%。更重要的是，月球包含了地球-月球系统80%的角动量。换句话说，月球与地球-月球系统80%的运动密切相关，而对于其他外部行星卫星，它们只占系统角动量的不到1%。

然而，月球并不总是有这些质量。月球的表面结构证实了它一生都在遭受碰撞的轰击。以色列魏茨曼科学研究所的行星科学家拉卢卡·鲁夫说，月球的形成很可能经历了多次碰撞。

拉夫在2016年发表的一份研究报告中指出，地球的卫星不是“原始卫星”。她的模拟计算显示，至少发生了12起碰撞事件。天体以不同的角度和速度与地球相撞，形成盘状结构，最终形成“小卫星群”。本质上，这些小卫星比现在的月球小。小卫星之间的相互作用以不同的角度融合，最终形成了现在的月球。

行星科学家对Ruff在2016年发表的研究报告非常感兴趣。美国西南研究所的月球科学家罗宾·坎普说，该研究报告值得深入考虑，但目前还需要更多的测试来验证。

拉夫不确定这些小卫星是否锁定在它们的轨道位置，就像月球总是保持朝向地球的方向一样。如果是这样，她不确定这些小卫星是如何合并的，这将是我们需要解决的问题。

同时，一些专家认为另一种解释可以揭示地球和月球之间的相似性，这可能是一个非常简单的答案。从协同学理论到小卫星理论，新的物理模型可能没有实际意义。很有可能月球就像地球一样，就像科学家假设的行星Teia一样。