谁建造了月球？——第3节

曾经让许多专家心服口服的第二种理论，是“同源说”。这种假说认为，地球在形成之后，周围由固体颗粒积累，形成了一个圆盘，其形状有点儿像土星的圆环。但地球周围这个由颗粒组成的圆环最终凝聚在一起，形成了月亮。这个假想的理论不可能是问题答案，这有几种原因。尤其是，如果月亮以这种方式形成，那么地球—月亮系统的角动量问题将永远不会是现在这个样子。除此之外，“同源说”也很难解释月球形成之初的岩浆海洋是如何消失的。 大约在人类发射第一拨登月探索的航天器那段时期前后，解释月亮起源问题的第三种理论传播开来，这就是“俘获说”。这种假说一度似乎要成为最有吸引力的假说。“俘获说”认为，月球原本是颗独立的行星，远离地球，到处乱闯，后来由于运行到更加靠近地球的位置，落入地球的重力场中，让地球俘获了，成了地球的卫星，绕着地球旋转。 有许多理由可以解释为什么“俘获说”现在无人问津。科学家对月亮和地球二者的岩石做了氧同位素探测，无可辩驳地证明，二者起源于距离太阳同样远近的地方，月亮不可能形成于其他地方。此外，试图建立模型，让像月亮那么大的物体绕着地球旋转，也存在无法克服的困难。这么大的物体，不可能只是恰好平稳地低速飘到地球外面的轨道上，像停泊超级油轮一样小心谨慎。几乎可以肯定，它会以极大的速度猛撞地球。即使撞不上，也会掠过地球，继续猛冲向其他地方。 到了20世纪70年代中期，以前所有关于月球起源的理论都因种种原因难以令人信服，这便导致出现了几乎不可思议的情形，那些大受欢迎的专家也许都必须在公开场合站出来，承认他们不知道月亮怎么会在那个地方。杰出的科幻小说作家威廉•哈特曼（William K. Hartmann），也是美国亚利桑那州（Arizona）塔克森市（Tucson）行星科学研究所（the Planetary Science Institute）的资深科学家，1986年在其汇编的《月球起源》（Origin of the Moon）一书中这样写道—— 无论是阿波罗号（the Apollo）的宇航员，卢娜号（the Luna）系列月球探测器，还是其他的人力物力，都无法收集到充足的数据来解释月球诞生的情形。 在这种氛围中，出现了一种新的假说。事实上，尽管这种理论存在一些根本问题，但它依然是当前唯一受到广泛认可的理论，人们称之为“大碰撞说（Big Whack theory）”。 这一观点起源于20世纪60年代的前苏联，确切的说是来自俄罗斯科学家萨夫洛诺夫（V. S. Savronov）的著作。此人一直在研究行星的各种起源，研究依据是被称为星子的上百万不同大小的小行星。 哈特曼（Hartmann）与同事达韦斯（D. R. Davis）的观点不同于前苏联人的观点，他们二人认为，月球是由两颗行星相撞形成的，其中一颗是地球，另一颗脾气火爆的行星至少有火星那么大。 哈特曼和达韦斯认为，两颗行星以某个角度倾斜相撞，结果，二者地幔中均有物质抛射入太空。这些物质抛入环绕地球的轨道中，最后在那里聚在一起，形成了月球。 这种提法似乎有许多优点。首先，也是最重要的一点，这一提法似乎能够解答宇航员从月球收集来的岩石给我们带来的最大疑团：月球与地球的组成成分怎么会如此相似，但又仅仅是部分相似呢？ 仔细分析月球上带回来的岩石，结果显示，它与构成地幔的岩石非常类似。但是从比例来说，月球的体积和地球的体积又不协调：地球的块头只是月球的3.66倍，重量却是月球的81倍。很明显，月球不可能包含地球内部发现的那么多重元素。不过，“大碰撞说”自称可以解释为什么会出现这种情况。根据这一理论假设，另有一颗像火星般大小的行星从某个角度斜着与地球相撞。尽管两者最后可能成为同一颗行星，但根据推论，它们一定是首先发生了碰撞，然后分离开来，最后合二为一。根据这种理论，研究人员做了计算机模拟，结果显示：在它们大力相撞时，被抛入太空的物质主要来自两颗星球的地幔，那里距离两颗星体表面很近。 尽管这种假说最后为人们所接受，但在最初，它似乎难以置信，因而受到了广泛的抵制。只是随着时间推移，进一步的研究工作显示：这样一种貌似不可能的情景，其实完全有可能发生。1983年，夏威夷科纳市举行了一次国际会议，会议意在解决月球起源问题。正是在这次会议上，“大碰撞说”，也称为“撞击成因假说”，开始被人接受。哈特曼的提议，还有会议上其他科学家的想法，成为1986年出版的《月球起源》一书的核心内容，这本书由哈特曼亲手汇编。 在这次会议进行期间，有几个专家用计算机进行了模拟，意在为“大碰撞说”增添分量。其中最有说服力的是罗宾•坎努普（Robin Canup）做的模拟，她现在是美国科罗拉多州太空研究中心（the Department of Space Studies in Colorado）的主任助理。坎努普的博士论文研究的就是月球起源，尤其是研究“大碰撞说”。她根据早期开展的研究工作得出结论，碰撞实际上会导致形成一群小行星，而不是产生月亮。但是，到了1997年，她根据进一步的计算机模拟实验，创建出可以导致出现月球的碰撞模型。 尽管大多数学者现在已经接受了“大碰撞说”，但这一理论假说仍然存在很多问题。尤其是罗宾•坎努普自己也承认，这个假说有个关键之处解释不通。其他科学家已经指出，这个关键之处就是：如果真有这样的大碰撞，那就不可能不把地球自转的速度提高到更高的程度，应该比现在这个速度高得多。坎努普同意这种说法，她对这种异常情况作出的唯一处理方式，就是提出第二次大碰撞的假说，这将其命名为“大碰撞假说II”。这个观点认为，可能在第一次有行星与地球碰撞之后仅仅几千年，就发生了第二次行星碰撞地球的事件，但是，非常难以置信的是，这次撞上地球的星体是迎面而来的，因而这次撞击部分抵消了首次星体撞击地球的大灾难传递给地球的巨大自转速度。这种二次平衡行为听起来既不合理。两个星体发生碰撞，恰好撞得地球恢复到本来的运动节奏，这可能吗？在我们看来，这种解释绝对苍白无力！ 坎努普自己对“大碰撞假说II”也并不满意，希望可以修正最初的理论，以便该理论可以解释地球目前的旋转速度。 如果“大碰撞说”想站得住脚，还需要解决另外一个大问题。美国宇航员以及前苏联无人月球探测器从月球上带回了岩石，研究人员对它们做了一切可以想像出来的测试。研究结果并不支持月球是被俘获的小行星这一假说，但同时也在很大程度上证明“大碰撞说”有很大问题。据研究，月球岩石里的氧同位素与地球岩石的氧同位素具有同样特征，这个结果说明了几个重要事实：如果地球与月球起源的地方到太阳的距离相同，月球岩石和地球岩石就只可能拥有同样的氧同位素特点。这就意味着，那颗与金星大小差不多、撞击地球的行星，必须占据与地球类似的公转轨道，但在它撞击地球之前，又已经设法绕太阳公转了数百万年，而且没有与地球发生过碰撞。 这听起来并不合理。 这种情形极端不可能，带来了其他难题。