月球雙面現(xiàn)象是怎么來(lái)的?對(duì)地面和背面厚度為何差距二十公里?
最近美國(guó)通過(guò)分析圣杯號(hào)探測(cè)器收集到的月球引力數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果后發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象,得出的一個(gè)結(jié)論在科學(xué)界引起一股巨浪。
是什么一個(gè)現(xiàn)象可以引起這如此大的波瀾,夜晚當(dāng)我們凝視夜空的時(shí)候,月球背面始終是不可見(jiàn)的(自月球誕生那一刻起就沒(méi)有看見(jiàn)過(guò)它的后腦勺)。作為地球唯一的衛(wèi)星,月球的直徑居然是地球的四分之一多一點(diǎn)。
這么大一顆星體,在平均距離地球三十八萬(wàn)公里的地方不遠(yuǎn)離也沒(méi)有自轉(zhuǎn),而且永恒地一面朝向地球,另一面卻永遠(yuǎn)不為我們所見(jiàn)。
僅這一點(diǎn)就引起了很多人的離奇想法,有人說(shuō)月球是一艘飛船,是外星人放在那里監(jiān)視地球的(好比攝像頭永遠(yuǎn)面向地球),還有人說(shuō)外星人的基地就放在月球的背面等等。更有人說(shuō)月球背后是個(gè)高度發(fā)達(dá)文明。
當(dāng)然,這些奇聞趣談聽(tīng)聽(tīng)也就算了,在科學(xué)家眼里,月球背面與正面的巨大差異卻是實(shí)實(shí)在在存在的,現(xiàn)代科技讓人們終于有機(jī)會(huì)一窺月球背面真容。
就在近期,通過(guò)探測(cè)器傳回的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)月球背面與正面確實(shí)有所不同。這也引起科學(xué)家們更大的疑惑,傳回的照片顯示月球背面是崎嶇不平的地貌,布滿隕石坑數(shù)不勝數(shù),極像長(zhǎng)著一張麻子臉,這與月球正面三分一的平原地貌差異十分巨大。
上世紀(jì)60年代,阿波羅計(jì)劃曾帶回過(guò)382公斤的月球正面土壤樣品,經(jīng)過(guò)不斷地研究分析,發(fā)現(xiàn)其中富含鉀等元素,與地球上的元素極為相似。更有趣的是,我國(guó)的嫦娥探月工程從月球背面采集的月壤數(shù)據(jù)卻與美宇航局的大不相同。
記得當(dāng)時(shí)我國(guó)航天局發(fā)文中有一句風(fēng)趣的話,那里不適合種土豆。還有一點(diǎn),月球的兩面月球厚度差異驚人。
通過(guò)分析圣杯號(hào)探測(cè)器收集到的月球引力數(shù)據(jù),人們發(fā)現(xiàn)了奇怪的現(xiàn)象圣杯A跟圣杯B兩個(gè)飛行器拉開(kāi)的距離,是以編隊(duì)繞月飛行,它們之間存在著微小的引力波動(dòng),科學(xué)家們據(jù)此計(jì)算出月球的引力變化。
經(jīng)過(guò)分析后,得出了一個(gè)在科學(xué)界可以引起熱議的結(jié)論,月球正面月面平均厚度約三十公里,背面則厚五十公里,前后的差距達(dá)到了驚人的二十公里。當(dāng)然月球背面與正面地貌不同,月壤成分也不同。
月球厚度為何差異如此巨大?看起來(lái)不應(yīng)該是一顆星球那么簡(jiǎn)單。想要解釋月球雙面差距之謎,就要了解月球的起源。有句話說(shuō)得很實(shí)在,如果你畫(huà)不出來(lái)月球面貌你就不可能理解它的所有秘密。
對(duì)于月球起源的各種假說(shuō)中,大碰撞說(shuō)被認(rèn)為是最合理的。在45億年前,一顆火星大小的天體與年輕的地球發(fā)生碰撞,該天體碰撞地球時(shí),地球部分質(zhì)量被拋離至太空,最終拋離的部分形成了月球。
但是月球的正反兩面為何差距如此之大呢?基于大碰撞說(shuō),科學(xué)家們給出了三種解釋。地月碰撞后形成的月球初始階段處于高溫狀態(tài),表面是溫度極高的液態(tài)巖漿,然后在冷卻的過(guò)程中,月球背面比月球正面冷卻的更快,所以月球的厚度要厚一些(這一點(diǎn)在其他科學(xué)領(lǐng)域仍然存在疑問(wèn))。
為何僅背面冷卻的速度更快呢?這種假說(shuō)認(rèn)為,在大碰撞時(shí)月球跟地球的距離比現(xiàn)在近了20多倍,當(dāng)時(shí)地球正釋放出大量的熱量,這樣面向地球的那一面溫度會(huì)下降的較慢,所以月球背面就冷卻的更快。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),在當(dāng)時(shí)地球所釋放出的溫度可能超過(guò)近千度,月球面向地球面所接受到的溫度都不低于幾百度,所以才導(dǎo)致正面溫度冷卻速度變慢。
但是這種假說(shuō)似乎不能解釋為什么兩面的土壤成分差異巨大。
我國(guó)科學(xué)家提出了另一種假說(shuō),存在二次碰撞理論。在月球剛形成的那段時(shí)間,整個(gè)地球附近還存在著大量的小型天體,某一天突然出現(xiàn)了一顆巨大的隕石與月球相撞,撞擊后產(chǎn)生的塵埃碎塊全部落向月球背面,這就解釋了為什么月球兩面的厚度不一樣,元素成分也不一樣。盡管這種理論很有說(shuō)服力,但是有第三種理論正在興起??茖W(xué)的有趣之處就是有時(shí)候不直奔主題,反而能找到正確的方向,這就是科學(xué)的魅力之處。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),小行星和彗星往往會(huì)一個(gè)疊到另外一個(gè)上面,合二為一,由此產(chǎn)生了另外一種理論。
這個(gè)理論認(rèn)為大碰撞時(shí)形成的并不是一個(gè)月球,而是多個(gè)月球的可能,在地球軌道上運(yùn)行時(shí),不可避免的會(huì)發(fā)生各種重新的碰撞,但它們是同向運(yùn)行的,就像賽道上前后追趕的賽車一樣,所以碰撞后并不會(huì)發(fā)生那種毀滅性的結(jié)果,也許只有幾公里的相對(duì)速度,那樣他們就會(huì)疊加在一起,這種碰撞將一顆有著內(nèi)核天體內(nèi)部的巖漿海擠壓到了正面.
伴隨著日積月累這顆天體成功將所有天體納入囊中,因?yàn)楦黝愋⌒吞祗w組成結(jié)構(gòu)的不同,才導(dǎo)致現(xiàn)今月球出現(xiàn)了兩面物質(zhì)的不同。這類撞擊疊加時(shí)間可能存在上億年之久,最后數(shù)個(gè)大小相近的天體迎來(lái)了最終對(duì)決,在整個(gè)賽道上的選手沖入終點(diǎn)那一刻就成為了初期月球,因?yàn)閿?shù)個(gè)天體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同,發(fā)生碰撞那一刻導(dǎo)致月球出現(xiàn)了大翻滾,將重物質(zhì)甩到了另一面,因此月球背面月殼的厚度才會(huì)增大。但與其他理論一樣,這種假說(shuō)也需要更多的證據(jù)去證明。
為了更好地研究月球,NASA啟動(dòng)了阿爾忒彌斯計(jì)劃,準(zhǔn)備重返月球,只不過(guò)這個(gè)時(shí)間可能會(huì)等得有點(diǎn)久。更多月球的秘密還需期待整個(gè)科學(xué)界給我們帶來(lái)各類喜訊,相信終究有那么一天人類可以完全掌控月球的秘密。