月球形成的假說(shuō)
月球形成的假說(shuō)
現(xiàn)在一般認(rèn)為月球形成于約50-75億年前,地球出現(xiàn)后的不長(zhǎng)時(shí)間,有關(guān)月球的形成有幾種假說(shuō),學(xué)習(xí)啦小編在此整理了月球形成的假說(shuō),供大家參閱,希望大家在閱讀過(guò)程中有所收獲!
月球形成的假說(shuō)介紹
分裂說(shuō)
這是最早解釋月球起源的一種假設(shè)。早在1898年,著名生物學(xué)家達(dá)爾文的兒子喬治·達(dá)爾文就在《太陽(yáng)系中的潮汐和類似效應(yīng)》一文中指出,月球本來(lái)是地球的一部分,后來(lái)由于地球轉(zhuǎn)速太快,把地球上一部分物質(zhì)拋了出去,這些物質(zhì)脫離地球后形成了月球,而遺留在地球上的大坑,就是現(xiàn)在的太平洋。
這一觀點(diǎn)很快就受到了一些人的反對(duì)。他們認(rèn)為,以地球的自轉(zhuǎn)速度是無(wú)法將那樣大的一塊東西拋出去的。再說(shuō),如果月球是地球拋出去的,那么二者的物質(zhì)成分就應(yīng)該是一致的??墒峭ㄟ^(guò)對(duì)“阿波羅12號(hào)”飛船從月球上帶回來(lái)的巖石樣本進(jìn)行化驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)二者相差非常遠(yuǎn)。
俘獲說(shuō)
這種假設(shè)認(rèn)為,月球本來(lái)只是太陽(yáng)系中的一顆小行星,有一次,因?yàn)檫\(yùn)行到地球附近,被地球的引力所俘獲,從此再也沒(méi)有離開(kāi)過(guò)地球。還有一種接近俘獲說(shuō)的觀點(diǎn)認(rèn)為,地球不斷把進(jìn)入自己軌道的物質(zhì)吸積到一起,久而久之,吸積的東西越來(lái)越多,最終形成了月球。但也有人指出,像月球這樣大的星球,地球恐怕沒(méi)有那么大的力量能將它俘獲。
同源說(shuō)
這一假設(shè)認(rèn)為,地球和月球都是太陽(yáng)系中浮動(dòng)的星云,經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)和吸積,同時(shí)形成星體。在吸積過(guò)程中,地球比月球相應(yīng)要快一點(diǎn),成為“哥哥”。這一假設(shè)也受到了客觀存在的挑戰(zhàn)。通過(guò)對(duì)“阿波羅12號(hào)”飛船從月球上帶回來(lái)的巖石樣本進(jìn)行化驗(yàn)分析,人們發(fā)現(xiàn)月球要比地球古老得多。有人認(rèn)為,月球年齡至少應(yīng)在53億年左右。
碰撞說(shuō)
這一假設(shè)認(rèn)為,太陽(yáng)系演化早期,在星際空間曾形成大量的“星子”,先形成了一個(gè)相當(dāng)于地球質(zhì)量0.14倍的天體星子,星子通過(guò)互相碰撞、吸積而長(zhǎng)合并形成一個(gè)原始地球。這兩個(gè)天體在各自演化過(guò)程中,分別形成了以鐵為主的金屬核和由硅酸鹽構(gòu)成的幔和殼。由于這兩個(gè)天體相距不遠(yuǎn),因此相遇的機(jī)會(huì)就很大。
一次偶然的機(jī)會(huì),那個(gè)小的天體以每秒5千米左右的速度撞向地球。劇烈的碰撞不僅改變了地球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),使地軸傾斜,而且還使那個(gè)小的天體被撞擊破裂,硅酸鹽殼和幔受熱蒸發(fā),膨脹的氣體以極大的速度攜帶大量粉碎了的塵埃飛離地球。這些飛離地球的物質(zhì),主要有碰撞體的幔組成,也有少部分地球上的物質(zhì),比例大致為0.85:0.15。在撞擊體破裂時(shí)與幔分離的金屬核,因受膨脹飛離的氣體所阻而減速,大約在4小時(shí)內(nèi)被吸積到地球上。飛離地球的氣體和塵埃,并沒(méi)有完全脫離地球的引力控制,通過(guò)相互吸積而結(jié)合起來(lái),形成幾乎熔融的月球,或者是先形成一個(gè)環(huán),在逐漸吸積形成一個(gè)部分熔融的大月球。這個(gè)版本被普遍認(rèn)可。
然而,隕石分析表明火星和行星這些太陽(yáng)系內(nèi)的天體具有與地球大不相同的氧和鎢同位素組成。而地球和月球具有幾乎相同的同位素組成。發(fā)表在2012年的對(duì)Apollo月球樣本所作的鈦同位素分析也表明月球和地球具有相同的組成。這與月球形成的碰撞說(shuō)相矛盾。
月球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)
月球公轉(zhuǎn)
月球以橢圓軌道繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。這個(gè)軌道平面在天球上截得的大圓稱“白道”。白道平面不重合于天赤道,也不平行于黃道面,而且空間位置不斷變化。周期173日。月球軌道(白道)對(duì)地球軌道(黃道)的平均傾角為5°09′。但是現(xiàn)在知道月球平均每年以4cm的速度逐漸與地球離去。
月球自轉(zhuǎn)
月球在繞地球公轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行自轉(zhuǎn),周期27.32166日,正好是一個(gè)恒星月,所以我們看不見(jiàn)月球背面。這種現(xiàn)象我們稱“同步自轉(zhuǎn)”,幾乎是衛(wèi)星世界的普遍規(guī)律。一般認(rèn)為是行星對(duì)衛(wèi)星長(zhǎng)期潮汐作用的結(jié)果。天平動(dòng)是一個(gè)很奇妙的現(xiàn)象,它使得我們得以看到59%的月面。主要有以下原因:
?、痹跈E圓軌道的不同部分,自轉(zhuǎn)速度與公轉(zhuǎn)角速度不匹配。
?、舶椎琅c赤道的交角。
月球每小時(shí)相對(duì)背景星空移動(dòng)半度,即與月面的視直徑相若。與其他衛(wèi)星不同,月球的軌道平面較接近黃道面,而不是在地球的赤道面附近。相對(duì)于背景星空,月球圍繞地球運(yùn)行(月球公轉(zhuǎn))一周所需時(shí)間稱為一個(gè)恒星月;而新月與下一個(gè)新月(或兩個(gè)相同月相之間)所需的時(shí)間稱為一個(gè)朔望月。朔望月較恒星月長(zhǎng)是因?yàn)榈厍蛟谠虑蜻\(yùn)行期間,本身也在繞日的軌道上前進(jìn)了一段距離。