舊的神話傳說中,天上曾有九個(gè)太陽(yáng),使得大地干旱,最終被后裔射下了八個(gè);新的科學(xué)理論中,地球曾有兩個(gè)月亮,共存數(shù)千萬年,最終相撞,合二為一。
近日,科學(xué)期刊《自然》刊登了月球起源的新觀點(diǎn),指出遠(yuǎn)古時(shí)期地球存在兩個(gè)月亮,它們發(fā)生了低速撞擊,最終形成了現(xiàn)在看到的月球。這一觀點(diǎn)解釋了為什么月球正反兩面地貌、礦物分布的明顯不同,這個(gè)觀點(diǎn)是由美國(guó)加州大學(xué)艾瑞克·阿斯帕(Erik Asphaug)和瑞士伯恩大學(xué)馬丁·徹奇希(Martin Jutzi)共同提出的。
“如蘋果派砸向人臉慢慢化開”
關(guān)于月球的起源,很多學(xué)者認(rèn)同“撞擊說”,即地球早期受到一個(gè)火星大小的天體撞擊,撞擊碎片散落在太空中,最終形成了月球。而最新的觀點(diǎn)認(rèn)為當(dāng)時(shí)的撞擊產(chǎn)生了一大一小兩個(gè)月球,它們的體積比是3:1,質(zhì)量比則為25:1。它們一起圍繞地球旋轉(zhuǎn),卻在45億年前發(fā)生了“追尾”事件,融合成現(xiàn)在看到的月球。
艾瑞克認(rèn)為,這“一大一小、一老一少”兩個(gè)月亮在同一軌道運(yùn)行了數(shù)千萬年,由于小月亮處于拉格朗日點(diǎn)(受兩大物體引力作用下,能使小月亮穩(wěn)定運(yùn)行),兩個(gè)月亮一直“相安無事”。可是當(dāng)大月亮的軌道離地球足夠遠(yuǎn),不穩(wěn)定狀態(tài)產(chǎn)生,最終導(dǎo)致小月亮撞上大月亮,并融合到大月亮里。
通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬,艾瑞克認(rèn)為兩個(gè)月亮相互靠近的速度約為8000千米/時(shí),這對(duì)于天體撞擊是個(gè)很慢的速度,產(chǎn)生的熱量不足以使巖石融化,而是“如蘋果派砸向人臉慢慢化開”。其結(jié)果是小月亮消失了,而大月亮體積增加了3%,終于形成了今天人們看到的“畸形月亮”。
為什么說月亮是“畸形”的呢?因?yàn)樵虑虮砻鏄O不對(duì)稱:近地端地勢(shì)平坦,且富含磷、稀土等元素;而遠(yuǎn)地端高原山巒密布,據(jù)測(cè)量,遠(yuǎn)地端海拔高出平均水平1900米。
艾瑞克認(rèn)為這正是由于兩個(gè)月亮相撞產(chǎn)生的:當(dāng)時(shí)小月亮撞上大月亮的背面,大部分的物質(zhì)留在其表面上,這些物質(zhì)就構(gòu)成了今天月球背面的高地。同時(shí)撞擊還壓扁了位于月球表面之下的地層,將大量的鉀、磷和稀土等元素推向了月球的正面,所以今天的月球礦產(chǎn)分布才如此不平均。
“雙月”理論需實(shí)地證實(shí)
“雙月”理論一經(jīng)提出,引來很多關(guān)注,除了認(rèn)為這是一個(gè)新穎的改良版月球形成說之外,也有質(zhì)疑之聲。網(wǎng)上就有天文愛好者表示懷疑,認(rèn)為月球不是氣態(tài)或液態(tài)的星球,而是一個(gè)內(nèi)部不存在液態(tài)巖漿活動(dòng)的死亡星球,其實(shí)就是一塊圓圓的固態(tài)大石頭,這樣的兩塊大石頭相撞,不論沖擊力大還是小,都不可能恰到好處地合并成一個(gè)圓圓的完整的新月亮。
對(duì)此,中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員王俊杰表示,現(xiàn)階段對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)既無法證實(shí),也無法證偽。天文學(xué)理論可以是假設(shè)、假想,但是要證實(shí)還要靠實(shí)地觀測(cè)結(jié)果。這個(gè)新理論的提出,為將來探月工作提供了一個(gè)目標(biāo),為了證實(shí)這個(gè)理論,可能專門設(shè)計(jì)某種儀器,來檢測(cè)其真實(shí)性,比如月球是否真發(fā)生過劇烈撞擊。
如果真的發(fā)生過“雙月相撞”,在月球內(nèi)部應(yīng)該存在撞擊痕跡,這是驗(yàn)證其相撞真實(shí)性的關(guān)鍵。王俊杰舉了一個(gè)例子,以前一直沒有小行星撞擊地球致使恐龍滅絕的證據(jù),直到在墨西哥找到了巨大的隕石坑,通過科學(xué)驗(yàn)證,證實(shí)撞擊發(fā)生在6000~7000萬年前,而恐龍正是在6500萬年前滅絕,一定程度上證實(shí)了恐龍滅絕的原因。而“雙月”理論要得到證實(shí)也需找到類似的證據(jù),比如預(yù)測(cè)在月球某處有何種特征,再通過探月計(jì)劃去驗(yàn)證。
作為這一理論的提出者,艾瑞克認(rèn)為實(shí)地驗(yàn)證也很關(guān)鍵,美國(guó)宇航局(NASA)將在9月8日開始新的探月計(jì)劃,屆時(shí)會(huì)有兩個(gè)航天器加入月球研究,分析月殼結(jié)構(gòu)并帶回月球遠(yuǎn)端的樣本,這些都將為今后驗(yàn)證“雙月”理論提供幫助。
月影重重,可否再現(xiàn)
作為離地球最近的星體,月球一直備受科學(xué)家和天文愛好者的關(guān)注,也曾產(chǎn)生過“兩個(gè)月亮”的設(shè)想。在村上春樹的小說《1Q84》中就有“一旦踏入虛擬世界,天上會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)月亮”的情節(jié)。而網(wǎng)上更是多次流傳“某日,火星離地球很近,將會(huì)呈現(xiàn)最明亮的樣子,用肉眼來看,它會(huì)像月亮那么大,如同天上有兩個(gè)月亮一樣”這樣的傳聞。不過實(shí)際上兩個(gè)月亮的奇觀并未如期來臨。
為此,天文學(xué)家曾多次辟謠,表示地球處于太陽(yáng)與火星之間時(shí),火星離地球比較近,也是最亮的,但是看起來仍與月亮相差甚遠(yuǎn),就像是月亮旁邊的小黑點(diǎn),因此不可能出現(xiàn)“兩個(gè)月亮”的視覺效果。
既然遠(yuǎn)古可能存在的小月亮早已消失,“火星伴月”的傳聞也屬子虛烏有,那么在未來是否會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)月亮的景觀呢?
其實(shí)如果不考慮月亮的視覺效果,而只考慮其圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)這一點(diǎn),那么第二個(gè)月亮已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了。中科院紫金山天文臺(tái)研究院王思潮研究員認(rèn)為,現(xiàn)在已經(jīng)證實(shí)除了月球以外,還有一個(gè)小天體圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng),只是它很小,肉眼無法觀測(cè)到。而且這個(gè)小天體的運(yùn)行軌道也不像月球那樣呈圓形,而是離地球時(shí)近時(shí)遠(yuǎn),類似馬鞍形,這種奇異軌道的成因還有待探索。
同時(shí),王思潮提到,在未來人類有可能“創(chuàng)造”另一個(gè)月亮。如果某個(gè)小行星離地球比較近,體積又比較小,比如直徑500米左右,人類可以通過科學(xué)方法改變其軌道,使它圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),成為第二個(gè)月亮,當(dāng)然這個(gè)人為手段需要科學(xué)技術(shù)有更大的發(fā)展。
(周琳摘自《北京科技報(bào)》)