先有地球,還是先有月亮?為什麼地球是個球,月亮卻有各種形狀?

2021-01-20 悟空科學

作者:石蘭(抄襲必究)

關於月球

不可否認,不同於太陽系中的其他天體,月球應該是地球上的人們最關注的一顆衛星。雖然,它不及白天裡的太陽那樣耀眼奪目,也不像夜晚的滿天繁星那樣似乎總在對著我們眨眼睛。不管是古代神話,還是流芳百世的詩詞歌賦,其中不乏與月球密切相關的內容,這也印證了月球從古至今都在人類的心中佔據著不一樣的地位。

早在數十年之前,人類就已經多次踏上月球的土地,我們不僅從那裡帶回了月球塵土,了解到了曾經以為的「月海」不過是一些低洼的平原;更通過放置的地震儀,了解到月球上也經常有「地震」現象的發生,並因此而對月球的內部構造結構有了清晰的認知。

那麼,宇宙中到底是先有地球,還是先有月球?為什麼地球從任何角度看上去都是一個球形外觀,而我們眼睛看到的月亮,卻在不同的時間呈現出各種形狀?這看似複雜的一系列問題,其實圍繞的核心信息不過就是月球和地球的誕生和演化,當然,其中還涉及到了太陽系的中心天體恆星太陽。

關於年齡-地球「先來」月球「後到」

同處於太陽系之中的月球和地球,它們都會受到太陽引力的作用,而三者之間的相互作用自誕生之日起便持續至今。截至目前,星雲假說是太陽系形成推測理論中被普遍認可的觀點,不管是恆星、行星,還是衛星,它們都始於大約46億年前的巨大分子雲的坍縮過程。

關於地球的誕生時間,我們一般將其界定為46億年前左右,而它的年齡則被預估在40到46億歲。關於月球的形成時間相對就沒有地球那麼確定(大約45億年前),但科學家們認為月球的形成時間比地球形成的時間更靠後。倘若用先來後到來描述兩個星球的誕生時間,那麼,地球會比月球更早地出現在太陽系中。

月球的形成-從分裂說到大碰撞說

月球的形成過程,一共有四種說法,它們的區別在於:分裂說、俘獲說和同源說是以往科學家們的幾種主要觀點,而大碰撞說則是建立在以往的幾種觀點和新研究的成果之上。

分裂說

雖然很多人都知道達爾文的進化論,但大部分人對他的兒子就知之甚少。不要感到意外,月球誕生的分裂說,其實就是喬治·達爾文在1989年提出來的。簡單來說,該假設認為月球原本是地球組成的一部分,之所以它能在之後的時間裡飛離地球成為一顆獨立的衛星,只不過是因為地球當時的旋轉速度過快而已。

而太平洋則被視為一個大坑,成為了該假說中地球失去月球物質之後的證據。但這個最早被提出的假說遭到了很多人的反對,因為很難解釋地球的速度要快到什麼程度,才足以將月球如此大塊頭的物質甩出行星。而且,從後來的探測數據來看,月球的物質成分也和地球相去甚遠,如果它們本是一體,理論上就應該擁有極度相似的物質成分才對。

同源說

這一假說的大意,其實就是表達了不管是月球,還是地球,它們都因在太陽系中瀰漫的星雲物質而誕生。並且,太陽系中這些天體的誕生時間和過程都是同步的,大家都要在這個區域裡面吸積、並不停旋轉,只是這個過程中形成的天體類型和大小則各不相同。

雖然,同源說認定地球比月球年齡大,是因為地球在形成的過程中,其吸積效率表現得更高。但是,自從阿波羅飛船從月球帶回巖石樣本之後,這一說法便受到了質疑。因為,月球巖石樣本的化驗結果並不如大家所想,月球和地球在巖石的化學成分上有很大的不同,而且這些巖石的年齡甚至比地球上的巖石更加古老。

大碰撞說是什麼

在大碰撞假說中,地球的形成並不是一氣呵成,而是首先通過星子的碰撞和吸積形成原始地球。在後期的演化過程中,原始地球逐漸形成了類地行星(矽酸鹽)所擁有的內部構造(金屬核、殼和幔)。但由於原始地球和另一個星球之間的距離並不遙遠,再加上兩者之間存在質量懸殊,所以,當兩顆星球發生碰撞之後,彼此的運行軌道都發生了變化。

比如,地球的自轉軸開始變得傾斜,而在撞擊過程中從地球飛離的塵埃和氣體,則並沒有徹底擺脫地球質量產生的引力所帶來的影響,它們因為吸積作用而再次結合起來,並最終形成了一個幾乎處於熔融狀態的月球。由於該假說解釋了月球和地球的密度差異、成分差異,以及年齡差異,因而獲得了更多人的認可。

為什麼你眼裡的月亮有各種形狀?

眾所周知,月球和地球都擁有球狀外觀,只不過地球的表面相對更為平滑,而月球的表面則坑坑窪窪。但這並不妨礙很多人都不理解,為什麼大家在夜晚看到的月亮經常都是不同的形狀,於是才有了人有悲歡離合,月有陰晴圓缺。然而,月亮從來都沒有缺少過哪一個部分,這不過是月相變化的關係而已。

簡單來說,之所以我們眼裡的月亮很少是圓的,本質上是因為地球、月球和太陽這三個天體之間的位置變化所引起。由於月球是衛星,本身並不能發光發熱,我們平時看到的月光其實是太陽將月球照亮了。而所謂的月相,其實就是在地球上生活的我們,所看到的月球被太陽照射時反射陽光的部分。

相信大家都知道宇宙中的這些天體並不是靜止不動,都有其既定的運行軌道,之所以我們不能經常看到滿月,並不是因為太陽光被地球遮擋住了(這是天文學中的月食),而是因為太陽就只照亮了月球的那一部分區域,而剩下的不發光的部分則是月球的陰影部分。簡而言之,月球反射太陽光區域的大小,主要跟月球和太陽之間的相對位置有關(黃經差)。

事實上,月相除了會帶給我們不同的視覺體驗之外,它還和我們的生活息息相關。比如,日曆中的陰曆,其實就主要是根據月相的周期來安排曆法,月球完成圍繞地球運行一周便是一個月;而地球水圈的潮汐也和月相有關,我們會發現每當月相為滿月的時候,海洋通常都會因為月球引力而引起大潮。並且,由於地球存在維度差,所以,分別生活在南北半球的人們會看到完全相反的月相。

相關焦點

  • 地球的小夥伴:月亮
    通過望遠鏡觀測月亮,很容易看到月面上大大小小的環形山,沒有用望遠鏡看過月亮的人,則不必自嘆不如,完全可以找個機會仔仔細細、認認真真地看看月亮。  對於任何人,不管能不能很方便地使用天文望遠鏡,仔細觀察月亮都是辦得到的。因為我們都有一雙銳利的眼睛,不藉助任何儀器,用肉眼直接看月亮,也會看到不少有趣的現象,甚至得到一些意外的收穫。
  • 從月亮上看地球,有何恐怖之處?
    月亮每天在天空中東升西落,大小和形狀循環往復地發生變化,看了很多年了,卻並不感覺到厭煩。如果從月亮上看地球,將別有一番滋味,心中滿是五味雜陳。  可不要幻想坐在彎彎的月亮上大地,因為月亮或月球是一顆星球,它是地球的衛星。  俯看  從月球表面看過地球,全世界目前只有12個人,就是阿波羅登月計劃中前後6次登陸月球的太空人。
  • 月亮大小變化的原因有哪些?太陽對地球的重要性!
    月亮本身的大小並不會發生變化,它是一塊巨大的石頭,不會像氣球一樣忽大忽小然而地平線附近的月亮為什麼看起來顯得特別大呢?有人認為這是由於折射的原因。月光經過大氣時發生折射,的確會令月亮發生輕度扭曲一一大約扭曲1.7%。但這個數字實在太小,我們是不會對這麼小的變化有明顯感覺的。
  • 地球最早出現一個人,還是一群人?先有男人,還是先有女人?
    當然,從現實情況來看,別說能不能收集到如今的人的所有身份信息,想要把過去幾百萬年的逝者全部找出來太難了,這也是為什麼直到現在,論證進化論最好的化石證據,也就是那些處於過渡階段的人類化石至今都沒有找全的根本原因,這也是進化論為什麼至今依然只是假說,只不過這個假說有更多化石證據作為證據支撐罷了。
  • 地球和月亮就像一對夫妻,地球很花心,月亮卻容不下它找的小三
    地球只有月亮這一顆天然衛星,但是在太陽系中,很多行星都是有好多衛星的,比地球小得多的火星就有兩顆衛星,木星有79顆衛星,土星有60多顆衛星,天王星和海王星的衛星數也不少,甚至有一些矮行星都有好幾個衛星,那為啥地球只有一顆衛星呢?
  • 地球曾有兩個月亮? 月球形成的N個猜想(圖)
    原標題:地球曾有兩個月亮? 月球形成的N個猜想(圖)   分裂假說 地球轉得太快把月亮拋出去了   「明月幾時有,把酒問青天。」明媚的月亮給古往今來的人們帶來了無數美好的遐想。然而,真正認真思考月球來歷這一問題,大約要到19世紀的末期了。   應該說,月亮確實是個不同尋常的東西。它的直徑超過地球直徑的1/4,在我們的太陽系中,沒有其他行星像地球這樣,擁有一顆如此巨大的衛星。
  • 在地球上看月亮像白玉盤,那在月球上看地球,又是什麼樣子的呢?
    每當夜晚降臨的時候,只要不是陰天,我們都能看到天空上懸掛著的皎潔的明月,漆黑的夜晚就有了一些朦朧的光線。很多人都說是月亮照亮了夜行的人前進的路,其實這是不正確的說法,因為月亮是地球的衛星,它不會發光,只有恆星會發光,而我們看到月亮會發光,只不過是因為月亮發射了太陽的光線。
  • 神秘的月亮,探索太陽和月亮對地球的引潮力與潮汐的關係
    這個問題聽起來還是有點抽象,就是引起潮水運動的真正力量它實際上並不是引潮力的全部,而是引潮力的一個水平分力,地球表面的海水它處處受到的力方向和大小是不一樣的,也就是說我們正著月球的在赤道附近,以及地球的兩極附近它所受到的引潮力的方向和大小其實都是有所不同。
  • 地球從月亮上升起的景象,絕對夠震撼!
    在由日本輝夜姬探月衛星2008年拍攝傳回的圖像中,地球正緩緩落下,消失在月球地平線上。撰文:Victoria Jaggard供圖:JAXA,NHK   當皇室成員出訪時,毫無疑問會有電視攝像機全程跟拍,尤其還是去月亮。
  • 月亮引力對地球的影響更大,主要表現為潮汐,因為月亮離地球較近
    如果我們趁著長假到沿海城市旅遊,就會發現海水在海灘上蔓延的位置每隔一小時就會有明顯改變。其實海水覆蓋海灘的面積每時每刻都在改變,而這就是我們常說的「潮汐」。牽動潮汐的主要力量則是月亮對地球的引力,其實宇宙中的每個物體之間都互相存在引力,距離越近,引力表現得越明顯。
  • 地球、太陽與月亮的愛情故事
    地球繞著太陽轉、月亮繞著地球轉。月亮默默地守護著地球,地球痴痴地愛戀著太陽。太陽出現之前的世界一片黑暗,地球上也是冰冷到沒有一絲的生氣!月亮和地球雖然知道彼此的存在,卻從來沒有見到過對方。地球漸漸地從黑暗中醒來,她被火熱的太陽解凍了,追隨著太陽,漸漸充盈而豐富,漸漸欣欣向榮而生機勃勃,她愛上了光芒四射的太陽,整天圍著太陽轉。而月亮醒來後終於看清了地球的模樣,那麼碧藍的星球,一個承載著生命的搖籃。但是月亮看看自己,覺得自己太暗淡無光,在太陽的映襯下,地球根本看不到自己的存在,而且自己也並不能如太陽那樣,能給地球帶來那麼多的好處。
  • 孩子一句話,他就整了個「太陽地球和月亮」,高能家長...
    ,月亮圍著地球轉,這款「日地月三球儀」向人們展示出晝夜交替、四季變化的基本原理。「日地月三球儀」長約120釐米,高約60釐米,配上黑胡桃的底座,旋轉起來相當吸睛。太陽下面就一個主電機,它在控制月球和地球進行公轉的同時,還通過底部的皮帶帶動遠端同軸齒輪讓月球圍著地球轉,而地球則有一個單獨的電機。
  • 地球上看月亮和太陽一樣大,若在月球上看地球有多大?又有多亮呢
    月亮是地球的衛星,它也是我們最常見的天體之一,除了太陽之外,它也是我們目視所能看到的最亮的天體,看上去它的視面積和太陽差不多,但其實它的體積和太陽差遠了,是因為它距離地球非常近,平均只有38萬公裡,而太陽距離地球卻遠達1.5億公裡。
  • 為什麼最近總是出現超級月亮?月亮背面到底有什麼?它又出現了!
    為什麼最近總是出現超級月亮?月亮背面到底有什麼?它又出現了!古有「滄海月明珠有淚,藍田日暖玉生煙。」嫦娥奔月的故事膾炙人口,月球又俗稱月亮。人們看到皎潔無暇的月亮時浮想聯翩,也因此古人對於月亮的描寫產生了很多的詩句。
  • 答:為什麼月亮繞地球一圈27天,一個月卻不是27天?
    空少問答 小課堂 第147期 04 月 07 日 周 二 答:為什麼月亮繞地球一圈
  • 月亮為什麼會發生圓缺的變化?
    月亮本身並不發光,它主要是靠反射太陽光而發亮的,我們本來是看不見月亮的,只是因為太陽把它照亮了,我們才看到它。月亮在繞地球旋轉的時候,它和太陽、地球的相對位置會時常發生變化。當月亮轉到地球和太陽中間的時候,也就是月亮對著地球的那一面一點也照不到太陽光,我們就看不見它,這就是新月,叫作朔。
  • 從地球上明明看不到月球的背面,為什麼還說它有自轉?
    月球是地球已知的質量最大的衛星,月球始終以同一面朝向著地球,那為什麼還說它有自轉?從地球上明明看不到月球的背面,為什麼雖然從地球上看不到月球的背面,但其實月球是有自轉的。以下做詳細說明。為什麼從地球上永遠只看到月亮的一面月球其實是可以自轉的,只不過自轉的方式比較特殊而已,它是通過繞地球公轉來完成自轉的!
  • 地球上有火星隕石,那火星上有地球隕石嗎?看看月亮的形成就知道
    地球上有不少來自火星的隕石,迄今已經發現了十多塊,比如著名的埃倫.希爾斯84001,科學家們還在上面發現了來早期火星上的細菌等,可以說有著很大的科研價值,那麼火星上會有來自地球上的隕石嗎?或者說太陽系其他星球上會有來自地球的隕石嗎?
  • 為什麼有那麼多超級月亮? 原因:年年都有卻年年有別
    參考消息網11月14日報導臺媒稱,每隔一段時間,新聞媒體上面都可以看到「超級月亮」這個名詞,為什麼超級月亮這麼多呢?  據臺灣聯合新聞網11月14日報導,臺灣天文研究所表示,「超級月亮」是一個經常出現的天文景觀,神奇的不是這個現象本身,而是人類可以用科學知識,正確預測超級月亮出現的時間,這比超級月亮更神奇。
  • 日食和月食只是地球、太陽、月亮三體利用光影演出的一出視覺大餐
    其實日食和月食就是太陽、地球、月球這三個球玩的一出捉迷藏遊戲,是通過相互的光影遮蓋上演給人類的一出出視覺大餐。眾所周知,地球圍繞著太陽公轉,一年是365.25天左右。而月亮是圍繞著地球公轉,公轉周期有恆星月和朔望月之分。恆星月是指月亮與恆星位置角度的變化周期,比如面向太陽一面那一個點經過一個周期又回到了那個點的位置,就是一個恆星月,周期為27.32天。