月亮是地球的妻子(或姐妹,女兒)為題寫(xiě)一篇短文

月球的起源

“月球起源”是個(gè)十分古老的問(wèn)題，但今天天文學(xué)家對(duì)此仍然是眾說(shuō)紛紜。18世紀(jì)以來(lái)的月球起源假說(shuō)歸納起來(lái)，可以分為三類(lèi)，即同源說(shuō)、分裂說(shuō)和俘獲說(shuō)。



“同源說(shuō)”是最早出現(xiàn)的一種月球起源假說(shuō)，它認(rèn)為月球和地球具有相同的起源?！胺至颜f(shuō)”則認(rèn)為在太陽(yáng)系形成初期，地球還處于熔融狀態(tài)時(shí)，地球的轉(zhuǎn)速相當(dāng)高，以致于有一部分物質(zhì)被甩出去后形成了月球。甚至有人認(rèn)為太平洋就是月球分出去后留下的疤痕。繼同源說(shuō)和分裂說(shuō)之后提出的“俘獲說(shuō)”認(rèn)為，月球和地球是在不同的地方形成的，一次偶然的機(jī)會(huì)，地球把運(yùn)行到附近的月球俘獲，成為自己的衛(wèi)星。這三種假說(shuō)都獲得了一些實(shí)驗(yàn)的支持，但在某些問(wèn)題上又都難以自圓其說(shuō)。



80年代中期，一位美國(guó)天文學(xué)家提出了一個(gè)嶄新的關(guān)于月球成因的假說(shuō)。該假說(shuō)認(rèn)為，在太陽(yáng)系形成早期，大約在相當(dāng)于目前地—月系統(tǒng)存在的空間范圍內(nèi)，形成了一個(gè)原始地球和火星般大小的天體，它們?cè)诟髯缘难莼芯纬闪艘澡F為主的金屬核和以硅酸鹽組成的幔及殼。一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)這兩個(gè)天體撞在了一起，地球被撞出了軌道，火星大小的天體也碎裂了。飛離的氣體、塵埃受地球的引力作用“落”在地球的周?chē)ㄟ^(guò)相互吸積，先形成幾個(gè)小天體，以后像滾雪球似地形成了月球。這種假說(shuō)在某種程度上兼容了三種經(jīng)典假說(shuō)的優(yōu)點(diǎn)，并得到了一些地質(zhì)化學(xué)、地質(zhì)物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的支持，但還沒(méi)有最終確認(rèn)。



月球起源新說(shuō)



月球來(lái)自哪里？這是一個(gè)人們?cè)诓粩嗵角蟮膯?wèn)題，近年來(lái)，隨著行星演化理論的飛躍發(fā)展以及現(xiàn)代電腦技術(shù)的廣泛應(yīng)用，又出現(xiàn)了一種月球起源的新學(xué)說(shuō)，叫做新俘獲說(shuō)。



從行星演化看月球起源

近幾年來(lái)，科學(xué)家們以現(xiàn)代行星演化理論為基礎(chǔ)，用計(jì)算機(jī)計(jì)算了在太陽(yáng)系形成的初期，作用于太陽(yáng)、地球、月亮三者之間的力以后，得出了一種新的月球起源學(xué)說(shuō)?？茖W(xué)家們認(rèn)為，月球是在地球形成的初期，在地球的引力范圍內(nèi)被地球所俘獲的；而這種現(xiàn)象在當(dāng)時(shí)又是極為普遍的現(xiàn)象。這種新學(xué)說(shuō)，即所謂新俘獲說(shuō)。

新俘獲說(shuō)與過(guò)去的舊俘獲說(shuō)不同。舊說(shuō)僅從地球引力來(lái)考慮月球起源；而新說(shuō)是從整個(gè)太陽(yáng)系行星形成過(guò)程來(lái)研究月球起源的。新說(shuō)認(rèn)為太陽(yáng)系九大行星及若干衛(wèi)星，包括月球在內(nèi)，都起源于原始太陽(yáng)系星云。原始太陽(yáng)系星云是46億年前在原始太陽(yáng)周?chē)纬傻囊黄A盤(pán)狀星云。星云中含有固體微粒子。大量微粒子逐漸集聚在星云赤道平面上，形成一片很薄的固體粒子層，隨著微粒子密度的加大，自身引力也越來(lái)越強(qiáng)，到一定程度其穩(wěn)定性便遭到破壞，粉碎成半徑為5公里左右的很多小天體，即小行星。整個(gè)太陽(yáng)系起初是由約一兆個(gè)小行星構(gòu)成的。無(wú)數(shù)小行星在星云氣體中圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，互相碰撞，逐漸凝聚成長(zhǎng)，形成大小不同的行星。我們的地球就是這樣，大約經(jīng)過(guò)一千萬(wàn)年才長(zhǎng)成現(xiàn)在這么大的。

行星是在星云氣體中成長(zhǎng)的。地球的幼年時(shí)期周?chē)采w著濃厚的星云氣體，這種氣體叫做原始大氣。由于當(dāng)時(shí)太陽(yáng)活動(dòng)特別激烈，強(qiáng)大的太陽(yáng)風(fēng)逐漸吹散原始大氣，后來(lái)包圍地球的原始大氣也逐漸稀薄，飄散掉。

月球也起源于原始太陽(yáng)系星云，與地球演化過(guò)程大體相同。月球是在地球剛到成年，原始大氣開(kāi)始逸散之際飛近地球引力圈的，這樣便成了地球的俘虜。



俘獲月球的四種力

月球進(jìn)入地球引力圈后，受到很多力的作用才留在衛(wèi)星軌道上繞行。俘獲月球主要有四種力，即地球引力、太陽(yáng)引力、潮汐力和原始大氣的阻力。

一般來(lái)說(shuō)，飛進(jìn)地球引力圈的小天體，包括月球在內(nèi)受到最大的力就是地球引力。然而，僅有地球引力，俘獲后的小天體軌道未呈橢圓形。地球引力加上太陽(yáng)引力之后，使小天體軌道有了改變。在地球和太陽(yáng)引力作用下，進(jìn)入地球引力圈內(nèi)的小天體的軌道也不完全是橢圓形的，而且飛行若干周之后必然脫離引力圈跑掉，不可能留在衛(wèi)星軌道上。

但是，月球并未脫離地球引力圈跑掉，這是由于原始大氣的阻力在起作用。地球引力圈內(nèi)的原始大氣阻力對(duì)飛來(lái)的月球起了急劇的制動(dòng)作用，使月球失去一部分能量，軌道半徑變小，便跑不掉了。

如此說(shuō)來(lái)，月球因受大氣阻力作用軌道半徑越來(lái)越小，豈不是早晚也得掉到地球上來(lái)，與地球相撞嗎?不必?fù)?dān)心，當(dāng)月球飛進(jìn)地球引力圈時(shí)，原始大氣已開(kāi)始逐漸飄散，月球所受的大氣阻力越來(lái)越小，原始大氣消失后，月球所受阻力也隨之消失，因而軌道半徑?jīng)]有變小，也沒(méi)有與地球相撞。

大氣阻力消失后，還有潮汐力在起作用。在潮汐力作用下，月球公轉(zhuǎn)速度加快，離心作用強(qiáng)化，軌道反而向外推移。通過(guò)觀測(cè)得知，目前月球軌道半徑事實(shí)上每年大約增加3厘米。

在上述四種力的作用下，使月球在被俘后既未掉到地球上來(lái)，也沒(méi)跑到引力圈外去，始終在衛(wèi)星軌道上運(yùn)行，與地球長(zhǎng)期相伴。



俘獲是普遍現(xiàn)象

行星俘獲小天體是行星演化進(jìn)程中的一種普遍現(xiàn)象，不僅地球這樣，太陽(yáng)系其他行星也有這種現(xiàn)象。不少行星都各有自己的衛(wèi)星，就是最好的說(shuō)明。地球在形成過(guò)程中，曾有許多小天體飛到引力圈內(nèi)來(lái)，其中一部分小天體直接與地球相撞，其余大部分在繞地球飛行期間，因原始大氣強(qiáng)大阻力使軌道半徑變小，最后終于落到原始地球上來(lái)。地球是在不斷“吞掉”這些飛來(lái)的小天體當(dāng)中成長(zhǎng)起來(lái)的。

月球被俘獲時(shí)間比其他小天體都晚，月球是在地球凝聚末期、原始大氣逸散初期被俘的。月球被俘的最初10—100年期間，和其他小天體一樣，軌道半徑也在縮小，但原始大氣消失后，月球軌道半徑有了改變，月球后來(lái)的離心傾向使它幸存下來(lái)，免被地球“吞掉”。法國(guó)科學(xué)家F·米古納曾對(duì)月球被俘后軌道變化的趨勢(shì)作了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如附圖所示。從附圖上可以看出，剛被俘的月球距離地球較近，1千萬(wàn)年后月球軌道半徑為地球半徑的20倍，1億年后為35倍，46億年后達(dá)到60倍，即現(xiàn)在的位置。



自從俘獲月球后，地球幾乎再也沒(méi)有俘獲其他小天體。因?yàn)橐延性虑蚶@地球飛行，如果再有其他小天體飛來(lái)，依據(jù)天體力學(xué)原理，不會(huì)處于穩(wěn)定狀態(tài)，它不是掉到地球上來(lái)，就是飛出去，再不就是落到月球上去。所以，地球只有月球一個(gè)衛(wèi)星陪伴。

俘獲現(xiàn)象是普遍的，整個(gè)太陽(yáng)系行星都是如此，只有金星是個(gè)例外。金星的自轉(zhuǎn)速度很慢，約250天自轉(zhuǎn)一周，不可能俘獲行星，因此至今還孑然一身漫游在天空。

新俘獲說(shuō)從行星演化的整體上闡明了月球的起源以及被俘經(jīng)過(guò)，是目前解釋月球起源問(wèn)題最有權(quán)威的學(xué)說(shuō)。但這一新學(xué)說(shuō)還有一些尚待研究的問(wèn)題，例如，沒(méi)有原始大氣阻力能否俘獲衛(wèi)星?順行性衛(wèi)星和逆行性衛(wèi)星的被俘有何不同?等等。經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的反復(fù)研究，人類(lèi)對(duì)地球起源問(wèn)題必將有一個(gè)正確而全面的認(rèn)識(shí)。







根據(jù)以上觀點(diǎn)，所以說(shuō)月亮是地球的“妻子”、“孩子”還有“姐妹”都是有可能的。