科學(xué)家認(rèn)為：45億年前發(fā)生過“火星撞地球”，碎片形成了月球

月球究竟是怎么來的？

這個問題困擾了人類數(shù)千年，在阿波羅登月之前，這僅僅是一個哲學(xué)或神話問題，而在帶回了月球巖石樣本后的今天，這變成了一場跨越45億年的“宇宙刑偵”大案。

關(guān)于月球的身世，科學(xué)界曾經(jīng)爭吵不休，甚至為此分裂成幾個互不相讓的派系，雖然今天“大碰撞假說”已成為主流，但在得出這個結(jié)論之前，人類經(jīng)歷了一段漫長的試錯旅程，讓我們撥開歷史的迷霧，看看這三個曾經(jīng)最著名的嫌疑理論，以及那個最終揭開真相的恐怖時刻。

在20世紀(jì)中葉以前，天文學(xué)家們像盲人摸象一樣，提出了三種主要的假說，它們聽起來都很有道理，但每一個都有致命的物理硬傷。

分裂說是最早期的主流觀點之一，該理論認(rèn)為，早期的地球處于熔融狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)速度極快，快到像一個飛速旋轉(zhuǎn)的面團，由于離心力過大，地球赤道附近的一部分物質(zhì)被生生“甩”了出去，冷卻后形成了月球，甚至有人指著太平洋巨大的凹陷說：“看，那就是月球留下的傷疤。”

然而物理計算表明，要讓地球把這么大一塊物質(zhì)甩出去，地球的自轉(zhuǎn)速度必須快到每2.5小時轉(zhuǎn)一圈，這種速度不僅不符合角動量守恒，而且如果地球真轉(zhuǎn)這么快，它自己可能早就散架了，而不是只甩出一顆衛(wèi)星，至于太平洋，那只是板塊運動的產(chǎn)物，其年齡只有兩億年，比起45億歲的月球，簡直太年輕了。

捕獲說認(rèn)為，月球原本是一顆在太陽系中流浪的獨立矮行星，某一天，它不小心闖入了地球的引力范圍，被地球“強行扣留”了下來，從此變成了衛(wèi)星，太陽系中確實有這樣的例子，比如海王星的衛(wèi)星海衛(wèi)一就被認(rèn)為是一個被捕獲的柯伊伯帶天體。

但是物理動力學(xué)告訴我們，兩個天體在太空中相遇，如果不發(fā)生碰撞，要么擦肩而過，要么通過引力彈弓效應(yīng)被加速甩飛，要想被“溫柔地”捕獲，需要極其實際的減速機制，但這對于像月球這么大的天體來說幾乎是不可能的，此外如果是外來的，月球的化學(xué)成分應(yīng)該和地球截然不同，但事實并非如此。

同源說認(rèn)為，在太陽系形成的早期，地球和月球就像雙胞胎一樣，從同一團原始星云塵埃中同時誕生，靠在一起吸積物質(zhì)，最終形成了地月系統(tǒng)。

如果是同源而生，兩者的結(jié)構(gòu)應(yīng)該非常相似，但地球擁有一個巨大的鐵鎳核心，占總質(zhì)量的30%左右，而月球的核心非常小，幾乎就是一塊巨大的石頭，如果它們是“親兄弟”，為什么地球搶走了所有的鐵，只給月球留下了石頭？

1969年阿波羅11號帶回了第一批月球巖石，這批價值連城的石頭，直接宣判了上述三個理論的死刑，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，月球巖石極其干燥，幾乎沒有揮發(fā)性元素，這意味著月球曾經(jīng)歷過極度的高溫烘烤，更驚人的是，月球巖石中的氧同位素比例與地球驚人地一致。

這就像是做DNA親子鑒定：月球不僅不是外來的流浪漢，甚至和地球擁有完全相同的基因，它既像是地球的一部分，又明顯經(jīng)歷過一場毀滅性的熱災(zāi)難。

于是一個更加激進、更加暴力的理論在1970年代中期橫空出世：大碰撞假說。

讓我們把時鐘撥回到45億年前，那時的地球剛剛形成，還是一個煉獄般的熔巖世界，被稱為“原地球”，但在早期的太陽系軌道上，地球并不孤單。在距離地球不遠的地方，孕育著另一顆火星大小的原行星，科學(xué)家給它起了一個富有詩意的名字，忒伊亞。

根據(jù)計算機模擬，大約在45億年前的某一天，忒伊亞偏離了軌道，以每秒數(shù)公里的速度，狠狠地撞向了地球，那不是一次普通的撞擊，那是世界的末日，撞擊并未正中靶心，而是以45度角側(cè)面撞擊，這一擊釋放的能量相當(dāng)于數(shù)十億顆原子彈同時爆炸。

剎那間忒伊亞被徹底粉碎，它的金屬核心像子彈一樣射入了地球深處，與地球的地核融為一體，這解釋了為什么地球的鐵那么多，而月球那么少，與此同時，地球的地幔被巨大的沖擊力撕裂，忒伊亞的殘骸加上地球被撞飛的地幔物質(zhì)，化作了數(shù)萬億噸的熔巖蒸氣，被噴射到太空中。

地球瞬間被巖漿海洋覆蓋，而在地球周圍，形成了一個由熔巖、氣體和塵埃組成的巨大吸積盤，就像今天的土星環(huán)，但它是熾熱發(fā)紅的巖漿環(huán)。

在這個灼熱的圓環(huán)中，物質(zhì)開始在引力作用下瘋狂聚集，由于太空中沒有空氣阻力，吸積的過程快得驚人，最新的超級計算機模擬顯示，月球的主體可能在撞擊發(fā)生后的短短幾個月、甚至幾周內(nèi)就聚合形成了。

那些較輕的巖石物質(zhì)匯聚在一起，形成了早期的月球，由于經(jīng)歷了撞擊時幾千度的高溫，所有的水分和揮發(fā)性元素都被蒸發(fā)殆盡，這就解釋了為什么月球如此“干燥”，而因為大部分鐵都留在了地球內(nèi)部，月球就成了一個密度較低的“石球”。

這簡直是一個完美的理論。它解釋了月球的軌道、密度、成分以及缺乏揮發(fā)性物質(zhì)的所有特征。

然而科學(xué)探索永無止境，近年來大碰撞假說也遇到了挑戰(zhàn)，如果月球主要是由忒伊亞的殘骸組成的，那它的同位素特征應(yīng)該更像忒伊亞，而不是地球，但測量結(jié)果顯示，地月的同位素幾乎完全一樣。

為了解決這個問題，科學(xué)家們在2017年提出了一個更瘋狂的升級版模型：索內(nèi)斯蒂亞結(jié)構(gòu)，這個理論認(rèn)為撞擊的能量比我們想象的還要大，大到將整個地球和忒伊亞都徹底氣化了，兩者不再是固體，而是融合成了一團巨大的、飛速旋轉(zhuǎn)的甜甜圈狀的巖石蒸氣云。

在這個“蒸氣甜甜圈”里，地球和忒伊亞的物質(zhì)被徹底攪拌、混合，不分彼此，隨后這個云團的外部冷卻凝結(jié)成了月球，而內(nèi)部冷卻凝結(jié)成了地球，這就是為什么它們擁有相同“基因”的原因，因為它們本就是從同一鍋滾燙的“巖石湯”里生出來的。

所以月球并不是地球甩出去的一部分，也不是被捕獲的過客，而是地球在經(jīng)歷了一場粉身碎骨的浩劫后，浴火重生的親生骨肉，那場45億年前的驚天撞擊，雖然毀滅了原地球，卻也成就了今天的我們。

撞擊可能歪斜了地球的軸線，賦予了我們四季更替，撞擊產(chǎn)生的月球，用引力穩(wěn)住了地球的自轉(zhuǎn)，并掀起了潮汐，為生命從海洋走向陸地鋪平了道路。

下次當(dāng)你再抬頭望向月亮?xí)r，請記住：你看到的不僅僅是一塊冰冷的石頭，你是透過它，在凝視地球那個狂暴、熾熱且壯烈的童年，它是地球的一塊傷疤，也是宇宙留給人類最珍貴的勛章。