千百年來月球?yàn)楹我恢币酝幻婷嫦虻厍?,月球上的隕石坑為何都那么淺,月球上的純鐵顆粒為何不銹……
月球,跟隨地球不知多少年了,也許地球上還沒有人類之前,它就在天天看著地球。作為地球最親密的鄰居,作為人類肉眼所能看到的最大天體,月球有著太多令人費(fèi)解之處。
6月25日,我國新一代運(yùn)載火箭長征七號(hào)在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空, 6月26日15時(shí)41分,由長征七號(hào)火箭搭載升空的多用途飛船縮比返回艙在內(nèi)蒙古巴丹吉林成功著陸。以往我國的火箭發(fā)射都選在酒泉等高緯度的發(fā)射場(chǎng),而此次選擇從海南文昌基地發(fā)射,可謂頗有深意,既顯示中國戰(zhàn)略空間的拓展和實(shí)力增強(qiáng)的自信,又顯示了中國在2030年前實(shí)現(xiàn)宇航員登月的計(jì)劃已是“板上釘釘”。長征七號(hào)的發(fā)射也意味著我國離“登月”又近了一步。
其實(shí),從古至今世界各國都未曾停止過對(duì)月球的研究探索,但即使是這樣,月球也仍有許多未解之謎,可謂地球最熟悉的陌生伙伴。今天,科技日?qǐng)?bào)就帶著你一起理理這些月球的未解之謎。
月球是捕獲的還是撞出來的?
分裂說、撞擊說、捕獲說……關(guān)于月球形成的假說有很多,但科學(xué)家們一直沒有完全確定月球是如何形成的。
分裂說認(rèn)為在早期的地球出現(xiàn)過膨脹區(qū),這部分熔融物質(zhì)在地球高速自轉(zhuǎn)的情況下被甩了出去,甩出去的物質(zhì)在地球附近的行星際空間慢慢凝聚形成月球。而捕獲說認(rèn)為,太陽系內(nèi)某處形成的多巖石天體被地球的引力吸引到地球附近軌道形成月球。但這種假說存在缺陷,因?yàn)楸徊东@的天體往往形狀怪異,而月球的外形卻近乎球狀。此外,這類天體的軌道也通常不會(huì)與母行星的黃道面對(duì)齊,這與月球的軌道又不相符。
除這兩種假說之外,大碰撞假說似乎解釋了大多數(shù)問題,這使得它成為目前與月球形成的科學(xué)證據(jù)最相符的模型。
美國《科學(xué)》雜志2014年發(fā)表的一項(xiàng)新研究指出,40多年前“阿波羅”飛船從月球帶回的巖石進(jìn)一步證實(shí)了大碰撞假說——月球是一顆火星大小的行星與地球相撞后形成的。
科學(xué)家指出,45億年前,一顆火星大小、名為“忒伊亞”的行星撞擊地球,地球此后自我修復(fù),而“忒伊亞”的大量碎片則在地球軌道上聚集形成了月球。來自德國哥廷根大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員報(bào)告說,太陽系內(nèi)各個(gè)行星都由獨(dú)特的同位素組成,因此證實(shí)大碰撞假說的最佳方法就是比較地球與月球的氧、鈦和硅等元素的同位素比率。研究人員采用一種非常靈敏的先進(jìn)分析技術(shù),分析了“阿波羅”飛船帶回的月巖。結(jié)果顯示,月巖的氧17與氧16的同位素比率,確實(shí)與地球巖石存在差異。參與研究的哥廷根大學(xué)的丹尼爾·赫瓦茨說:“雖然差異很小,難以察覺,但的確存在。我們現(xiàn)在有理由相信大碰撞發(fā)生了?!?/p>
目前多數(shù)關(guān)于月球起源的模型估計(jì),月球70%至90%的成分來自“忒伊亞”,其余10%至30%來自早期地球。赫瓦茨則認(rèn)為,月球的成分可能一半來自“忒伊亞”,一半來自地球。但他也表示這一觀點(diǎn)尚需得到更多證據(jù)證實(shí)。
月球是地球衛(wèi)星還是伴星?
在傳統(tǒng)觀念中,人們認(rèn)為“月球圍繞地球轉(zhuǎn),是地球的衛(wèi)星”。如果這樣說的話,就意味著我們的地球擁有一個(gè)大得“不自然”的衛(wèi)星,為啥這么說呢?
地球的直徑是12756公里,月球的直徑為3467公里,是地球直徑的27%,而其他行星的衛(wèi)星,比如火星衛(wèi)星的直徑是火星的0.34%;木星最大衛(wèi)星的直徑是木星的3.5%;土星有23顆衛(wèi)星,最大衛(wèi)星的直徑是土星直徑的3.75%,這些行星的衛(wèi)星,直徑都沒有超過母星的5%。相比之下,月球的直徑就不是一般的大了。
正因如此,一些現(xiàn)代天文學(xué)家認(rèn)為月球不是地球的衛(wèi)星,而是伴星,是太陽系的第十六大行星。因?yàn)?,一方面將月球看作地球的衛(wèi)星不符合“類地行星”的規(guī)律特點(diǎn);另一方面月球作為地球的伴星,兩者在太陽引力作用下,沿著共同的軌道——地月軌道圍繞著太陽運(yùn)轉(zhuǎn),地月軌道是兩者的質(zhì)量中心,地球質(zhì)量大于月球,這個(gè)中心軌道就離地球近。
目前,月球不是地球的衛(wèi)星而是地球伴星的這一理論正逐漸被科學(xué)界所接受。
月球是一顆中空金屬球?
與直徑同樣大小的行星相比,月球的密度要小得多,為此有的天文學(xué)家曾推測(cè)月球內(nèi)部可能是空的。
1969年阿波羅12號(hào)對(duì)月球表面進(jìn)行了一次撞擊實(shí)驗(yàn),引發(fā)月震。這次月震持續(xù)的時(shí)間超過了55分鐘。震動(dòng)由小漸大,然后振幅逐漸減弱。這次震動(dòng)被科學(xué)家描述為“就像敲響了教堂的大鐘。震波只是從震中向月球表層四周傳播,而沒有向月球內(nèi)部傳播,就像在一個(gè)完全中空的金屬球體上發(fā)生的”。
這種月震實(shí)驗(yàn)后來還做過幾次。美國航空航天局在《阿波羅16號(hào)與月面》的報(bào)告中說,月震研究表明,月殼內(nèi)部有一個(gè)約64公里厚的硬層。
振動(dòng)在月球內(nèi)部的傳導(dǎo)速度與振動(dòng)在金屬中的傳導(dǎo)速度一致,于是科學(xué)家推測(cè)月球內(nèi)部存在一個(gè)中間空心的金屬殼體,而在殼體之上覆蓋著松散的16至32公里厚的石塊層。
月球有一個(gè)堅(jiān)硬金屬殼的另一個(gè)證據(jù)來自月球表面的隕石坑。月球表面大大小小的坑洞是隕石和彗星撞擊形成的。地球上也有些隕石坑,據(jù)計(jì)算,若是一顆直徑幾公里的隕石,以每秒4800公里的速度撞到地球或月球,它所穿透的深度應(yīng)該是其直徑的四到五倍。
以月球表面最深的加格林坑為例,它的直徑有299公里,深度卻只有6.4公里??茖W(xué)家計(jì)算,如果造成這個(gè)坑的隕石撞在地球上,將會(huì)造成至少1200公里深的大坑。對(duì)此,唯一的解釋就是在月球表面下有一層非常堅(jiān)硬的物質(zhì)結(jié)構(gòu),使隕石無法穿透。
月球上的稀有金屬從哪兒來?
根據(jù)已有的研究,月球隕石坑有極多的熔巖,奇怪的是這些熔巖含有大量的地球上極稀有的金屬元素,如鈦、鉻、釔等,這些金屬都很堅(jiān)硬、耐高溫、抗腐蝕??茖W(xué)家估計(jì),要熔化這些金屬元素,至少需要兩三千攝氏度以上的高溫,可是月球是太空中一顆“死寂的冷星球”,起碼30億年以來就沒有火山活動(dòng),因此月球上是如何產(chǎn)生如此之多需要高溫的金屬元素呢?
而且,科學(xué)家分析了380公斤月球土壤樣本后,發(fā)現(xiàn)竟含有純鐵和純鈦,而自然界不會(huì)有純鐵礦。這些無法解釋的事實(shí)似乎都在傳遞一個(gè)信息:這些金屬不是自然形成的。
此外,前蘇聯(lián)和美國的科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更加奇怪的現(xiàn)象:這些純鐵顆粒不但能夠在月球不生銹,而且在地球上放了7年也未生銹。在科學(xué)世界里,不生銹的純鐵是聞所未聞的。
關(guān)于月球的詭異數(shù)字是巧合嗎?
月球永遠(yuǎn)以同一面對(duì)著地球,它的背面直到太空船上去拍照后,人類才能窺視容顏。
月球?yàn)楹斡肋h(yuǎn)以同一面向著地球?科學(xué)家的說法是說它以每小時(shí)16.56公里的速度自轉(zhuǎn),另一方面也在繞著地球公轉(zhuǎn),而它自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間正好和公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相同,所以月球永遠(yuǎn)以一面向著地球。然而太陽系其他行星的衛(wèi)星都沒有這種情形,為何月球正好如此,這是一種巧合嗎?
月球離地球約為38萬公里。太陽距離地球約為1.5億公里。太陽到地球的距離約為月球到地球距離的395倍。太陽直徑約為138萬公里,月球直徑約為3476公里,兩兩相除,太陽直徑約為月球的395倍大。由于距離抵消了大小,使得太陽和月亮這兩個(gè)天體在地球上空看起來圓面變得一樣大。同是395倍,這又是一種巧合嗎?
著名科學(xué)家艾西莫夫曾說過:“從各種數(shù)據(jù)和法則來衡量,月球不應(yīng)該出現(xiàn)在那里?!彼f:“月球正好大到能造成日蝕,小到仍能讓人看到日冕,在天文學(xué)上找不出理由解釋此種現(xiàn)象,這真是巧合中的巧合?!?nbsp;