月球从哪里来？——一场持续百年的 “身世” 之争

在四种假说中，“分裂说”无疑是最富想象力的一种。这一假说由英国天文学家乔治·达尔文提出，他正是进化论奠基人达尔文之子。乔治·达尔文基于对地球自转的研究认为，地球早期的自转速度极快，当时的一天远比现在短暂，强大的离心力使得地球赤道地区的物质被甩了出去，这些被甩出去的物质在地球轨道上逐渐凝聚，最终形成了月球。而地球上的太平洋，就是当年物质被甩走后留下的巨大“疤痕”。

这一猜想充满了画面感，也得到了部分观测证据的支撑——地质研究表明，早期地球的自转速度确实比现在快，这一点有历史遗留的天文观测记录可考。比如，通过对古生物化石的研究，科学家发现某些远古生物的生长节律反映出当时的一年包含更多的天数，间接证明了当时地球自转周期更短。但随着科学计算的深入，“分裂说”的漏洞逐渐显现：通过精确的力学计算，科学家发现地球早期的自转离心力根本不足以甩出质量如此巨大的月球。要知道，月球的质量约为地球的1/81，如此庞大的物质块，需要的离心力远超当时地球自转所能提供的能量。此外，太平洋的形成是板块运动、地壳演化等多种地质过程共同作用的结果，将其简单归结为“月球被甩走的疤痕”，也与地质科学的研究结论相悖。“分裂说”最终也未能通过科学的检验。

经过百年的争论与探索，“大碰撞说”逐渐脱颖而出，成为如今被广泛认可的月球起源理论。这一假说认为，约45亿年前，太阳系形成初期，一颗火星大小的天体（科学家将其命名为“忒伊亚”）与原始地球发生了剧烈碰撞。这场灾难性的碰撞产生了巨大的能量，使得大量物质从地球和忒伊亚表面飞溅出来，这些飞溅的碎片被抛入地球轨道，在引力的作用下逐渐汇聚、冷却，最终形成了月球。

“大碰撞说”之所以能得到广泛认可，是因为它能完美解释此前诸多假说无法解答的谜题：比如，月球和地球成分高度相似，是因为月球主要由地球表面的物质凝聚而成；月球铁核占比小，是因为碰撞发生在地球形成早期，当时地球的铁核已经基本形成，飞溅的物质主要是地球外层的岩石圈层，铁含量较低；而月球的轨道倾角、自转方向等物理参数，也能通过碰撞过程的力学模型得到合理的解释。“大碰撞说”不仅解决了月球起源的诸多疑点，也为行星形成过程中的碰撞演化理论提供了重要支撑，成为行星科学领域的经典案例。

但即便“大碰撞说”占据了主流地位，关于月球起源的争议并未完全平息。有观点指出，“大碰撞说”本质上是一种随机的灾变说，存在诸多难以解释的细节：比如，忒伊亚为何会恰好以这样的角度和速度撞击地球？两颗大型天体碰撞产生的飞溅物数量众多，为何最终只凝聚成了月球这一颗卫星，而非多颗卫星？月球的轨道参数、相对地球的朝向等如此规则的物理特征，是否能由一场随机的碰撞完美塑造？如果“大碰撞说”是月球的成因，那么是否也可以用于解释火星的两颗卫星形成？这些疑问，让科学家们意识到，关于月球的形成问题，或许并没有从根本上得到解决。

基于这些疑问，正交碰撞理论下的宇宙大爆炸模型，提出了新的思考方向：宇宙大爆炸后，形成了无穷多股粒子流，其中三股较大的粒子流分别以太阳、地球和月球为汇聚中心。在原始粒子矢量力的径向膨胀加速度和法向弯曲运动的按比率作用下，这些粒子逐渐汇聚，最终形成了太阳、地球和月球。其中，太阳对应的粒子流数量最多和能量最强，粒子汇聚后发生了剧烈的正交碰撞，激发了核聚变反应，这也是太阳持续发光发热的原因；地球对应的粒子流数量和能量次之，在形成过程中，内部圈层之间通过角动量交换产生扰动，粒子或岩浆流体之间的正交碰撞激发了新的能量，早期地球也曾像一个“小火球”，后来随着温度下降，逐渐形成了地壳、水圈和大气圈；而月球对应的粒子流数量较少和能量较弱，其天文演化阶段早于地球完成，现在内部圈层之间的角动量交换微乎其微，最终形成了一个至今几乎完全固态、没有海洋和大气的天体。

这一新理论试图站在宇宙起源的宏观视角，重新解读月球的诞生，避开了 “大碰撞说” 中依赖随机灾变的短板。尽管它目前仍处于探索期，需要更多证据加持，但这恰恰体现了科学的魅力。从 “俘获说”“同源说” 到 “大碰撞说”，人类对月球 “身世” 的追问从未停止。每一次假说的更迭，都是科学认知的一次进阶。这场争论早已超越了一颗卫星的起源，成为我们理解太阳系、行星演化乃至宇宙诞生的关键线索。未来，随着探月工程的深入，更多样本与数据将为我们解锁答案。而在今年的元宵节（3 月 3 日），这场科学探索将与节日浪漫完美交融 —— 当晚天宇将出现月全食，“血月” 将取代元宵满月。当我们赏灯团圆、仰望这轮红色的月亮时，那些关于月球起源的百年猜想，无疑会让这份月色更具宇宙级的浪漫。

内容来自：钱维宏

文章来源：科普中国返回搜狐，查看更多