皓月當空,月華如水,常令人思緒萬千,遐想無限。我國自古流傳著“嫦娥奔月”、“吳剛伐桂”等美麗神話。古希臘人把月球看做美麗的狩獵女神阿爾忒彌斯,並且把女神狩獵時從不離身的銀弓作為月球的天文符號,記為“月牙形”。
然而隨著科技的發展,當今大型天文望遠鏡能分辨出月麵上約50米的目標,並且已經有人類登上月球,現在我們知道,那是一個死寂的荒涼世界,並非廣寒仙境。它本身不發光,也沒有大氣,太陽光照在月球表麵,有的地方反光大,有的地方反光小,所以我們就看到月麵上有明有暗。
月球是地球唯一的天然衛星,形狀是一個渾圓的球,麵積是3800萬平方千米,比亞洲的麵積略大一些。體積是220億立方千米,地球比它約大49倍。月球上的引力隻有地球的1/6,也就是說,如果你在地球上能跳1米高,到了月球上,你就能跳6米高。
天文學家對月球的位置、運動規律和物理性質作了周密的研究,隨科學技術的突飛猛進,又利用人造地球衛星、無線電技術、激光技術和計算機技術對月球作了進一步的測量和考察,取得了大量更新、更豐富的資料。
盡管如此,對“月球起源”這個十分古老的問題,今天的天文學家仍然是眾說紛紜或語焉不詳。
月球是怎樣形成的?撇開人類早期那些不著邊際的神話,如果將18世紀以來的月球起源假說歸納起來,可以分為3類,即同源說、分裂說和俘獲說。有些科學家認為,月球是46億年前,與地球一樣是宇宙的氣體和塵埃形成的;另一些人則認為,月球是地球的孩子,從地球分裂出去的。然而,太陽神號幾次帶回的數據顯示,月球和地球的成分大不相同。不少的科學家認為,月球在很多年以前,偶然被吸入地心引力範圍,因而才意外地納入地球的軌道。但也有人引用天體力學來反對這種說法。
同源說
同源說是最早出現的一種月球起源假說,它主張月球和地球具有相同的起源。18世紀法國天文學家布豐是這類起源說的最早代表。布豐認為:太陽係的所有天體起源於一次彗星對太陽的猛烈碰撞所撞下來的太陽碎塊。稍後,德國的康德和法國的拉普拉斯提出了著名的太陽係起源的“星雲說”,認為月球和地球都是同一團彌漫物質形成的。這團彌漫物質的大部分形成地球,小部分形成月球,或者地球形成後剩餘的物質形成了月球。按照這種理論,地球的年齡和月球的年齡應該不相上下。
近年來,科學家對“阿波羅”宇航員們從月麵采集的月岩樣品作了放射性年代測定。結果證明,月球形成的時間和地球形成的時間相同,即都形成於46億年前。在這一點上,同源說獲得了實驗的支持。但同源說卻無法解釋為什麼具有相同起源的地球和月球,在物質組成上卻有顯著的差異?它們的密度為什麼不同?它也無法解釋,與太陽係其他行星的衛星相比,月球所具有的一係列特征。譬如,其他衛星與中心行星的質量比都小於1/10000,而月球與地球的質量比卻高達1/81,這在太陽係中沒有第二例。同源說顯然要對太陽星雲中的地一月形成區情況,做相當多的規定才行。
分裂說
英國天文學家喬治·達爾文在研究地—月間的潮汐影響時,注意到由於潮汐作用,地球的自轉速度在逐漸變慢,月球在逐漸遠離地球。他由此推斷月球在遠古時一定離地球非常近。達爾文在1879年發表了題為《太陽係中的潮汐和類似效應》的文章,提出月球在形成之前是地球的一部分。他認為,在太陽係形成初期,地球還處於熔融狀態時,地球的轉速相當高,以致有一部分物質被從赤道區甩了出去。後來,這部分物質演化成為今天的月球,甚至還認為太平洋就是月球分出去後留下的疤痕。
有不少人支持達爾文的觀點。據計算,月球的物質剛好能填滿太平洋。支持者們認為,分裂出去的是上地幔物質,因此月球沒有地球那樣的金屬核,密度與地殼接近也就變得合情合理了。另外,現代激光測距測出月球每年遠離地球5厘米,因而在遙遠的過去,月球確實離地球近多了。