月球的形成与演进揭秘

钟萃相

（江西师范大学，江西 南昌 330022）

【摘要】对月球起源的研究不仅能够发现月球的形成规律，而且可以揭示宇宙星系的形成和演进规律。因此，作者近来研究了月球的起源，发现了月球的一些变轨机制，从而揭示了月球的形成和演进规律。并根据该规律，可进一步揭示太阳系的形成和演进规律及其它星系的结构，并能科学地解释宇宙的膨胀和全球气候变化的原因。

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关键词 月亮；太阳系；形成；演进；宇宙膨胀；全球气候变化

【Abstract】The research on the origin of the Moon can not only find out the formation law of the Moon but also reveal the formation and evolution law of galaxies in the universe. Hence many people have studied the Moon, but the origin of the Moon remains a mystery. Recently, the author of this paper has studied the origin of the Moon and found out some Moon’s orbit variation mechanisms, thus has revealed the formation and evolution law of the Moon. According to this law, the author has further revealed the formation and evolution law of the Solar System and other galaxies in the universe. Additionally, the author could also explain the expansion of the universe as well as the cause of global climate change.

【Key words】Moon; The solar system; Forming; Evolution; Expansion of the universe; Global climate change

0　引言

由于月球是环绕地球运行的唯一的一颗自然卫星，对月球起源的研究不仅能够发现太阳系星球卫星的形成规律，而且可以揭示宇宙星系的形成与演进规律。因此许多人研究过月球，甚至有人乘宇宙飞船登上过月球，但是关于月球的起源仍然是一个不解之谜。

对于月球的形成，人们提出了多种假说[1]。一种假说是分裂说，即有人认为在太阳系形成初期，地球和月球原是一个整体，那时地球还处于熔融状态，由于地球自转非常快，因此月球通过离心力从地壳中分裂出来了，但这要求地球的初始旋转速度太快以至难以令人置信。事实上，作者近来的研究表明在地球形成之初，地球绕太阳的轨道很近，地球应该像水星和金星那样自转速度很慢，因此这种假说明显有错。另一种假说是俘获说，即有人认为月球是地球通过地心引力俘获的现成天体，但这要求一个实际上不可行的扩展的地球大气层来散发穿过大气层的月球的能量。还有一种假说是同源说，即有人认为地球和月球是在同一个原始吸积盘里形成的，但这无法解释月球中金属铁的剥夺。而且这些假说还不能解释地-月系统所要求的高标准角动量。

当今占上风的假说是碰撞说[2]，即有人认为地-月系统是一次大碰撞的结果：一个火星大小的天体撞上刚刚形成的原始地球，爆炸的物质进入环绕地球的轨道，然后积聚形成月球。然而，陨石分析表明火星和灶神星这些太阳系内的天体具有与地球大不相同的氧和钨同位素组成，而地球和月球具有几乎相同的同位素组成[2]。发表在2012年的对Apollo月球样本所作的钛同位素分析也表明月球和地球具有相同的组成，这与月球形成的碰撞说相矛盾[3]。另外，若真的发生了这样的碰撞，则碰撞过程中所释放的巨大能量以及随后在地球轨道中发生的物质重聚将融化整个地球外壳，形成岩浆海洋。新形成的月球上也有它自己的岩浆海洋，估计海洋深度从500km到整个月球半径之长。然而事实并非如此，可见碰撞说也不成立。

既然月球既不是被地球俘获的一个现成天体，也不是地球与别的天体碰撞的产物，因此月球只能是地球自身的产物。但是，地球也不具有足够的转速来把与地球紧密相连的月球部分随意抛出去，因此，月球应该像人造卫星那样，构成月球的物质应该在特殊力的作用下从地球射入空中，进入绕地球旋转的某些轨道，然后逐渐地积聚成巨大的卫星。

1　月球起源新解说

许多科学研究表明，大约在45亿年以前，也即在地球形成之初，地球便开始出现了频繁的火山喷发，因为那时地球离太阳较近，地球绕太阳运行的速度也快得多，地球内部积蓄了大量的热量，因而导致了频繁而猛烈的火山喷发。在一些猛烈的火山喷发过程中，有些诸如火山灰、火山弹和浮石之类的碎屑在巨大的岩浆喷射力的推动下可获得第一宇宙速度以上的飞行速度，从而进入绕地球运行的轨道，形成一层一层的环球“星云”。在这些进入绕地轨道的碎屑中有一块体积较大的碎片就是后来形成月球的雏形。另外，当火山喷射的方向与地球自转的方向一致时，射出的岩石碎片容易获得第一宇宙速度以上的飞行速度，所以在环绕地球的同一轨道中顺行碎片比逆行碎片多。因此，顺行星子可以吸收合并更多的顺行碎屑，碰撞更少的逆行碎屑，因而更容易成长为月球。这就是为什么月球是顺行卫星的原因。

月球雏形最初进入的绕地轨道距离地球较近，地球周围有大量的火山喷射物质，如火山灰、水蒸气、SO2形成的气溶胶等，形成环绕地球的“星云”。此外，月球轨道附近还有许多其他星际物质。后来月球雏形不断地吸收轨道附近的这些物质而变得越来越大，并渐渐地远离地球，成为今天庞大的月球。关于这一点，可证明如下[4]：当月球绕地球正常运转时，地球对月球的万有引力与月球的离心力大小相等、方向相反，假设地球的质量为M，月球的质量为m1，月球的半径为rm，月球绕地球运转的轨道半径为r，转速为v，则

靠近月球的轨道，还有一些较小的由地球抛射物形成的星子在环地飞行，如图1所示。假设这些星子的轨道半径为rx，则这里所考虑的星子的轨道半径满足：r-rm<rx<r。

假设星子的运行速度为vx，则

因此这些较小的顺行星子最终将赶上月球。特别地，当一个较小的顺行星子接近月球时，月球的引力又加速该星子的运动，使星子的速度大于vx。假设该星子的质量为m2， 当它撞上月球时的速度为vy，则月球与该星子合并时的离心力是

即月球绕地球旋转的离心力大于地球对月球的引力，因而月球重心有远离地球的趋势。特别地，如果撞击月球的星子足够大，它还可能猛烈地撞击月球，使月球的顺行速度增至更大的值v2，这时

月球重心就远离地球一段距离。总之，随着月球质量的递增，月球重心也在远离地球。

事实上，月球远离地球的另一个原因是地球自转速度的加快。这是因为地球起源于后来形成太阳的行星的卫星。起初，地球的质量较小，其上没有浓密的大气层，而且靠近母行星，所以它几乎被其母行星同步锁定，无法绕其自身轴自转，正如现在的水星和金星那样。后来，它不断地吸积轨道附近的“星云”物质而变得越来越大，并且渐渐地远离母星，正如月球远离地球那样。随着地球质量的增加，它可以从宇宙空间中吸收越来越多的水气来形成自己的大气层，甚至形成一个大水圈。当它的母星变成发光发热的恒星时，由于它绕其母星按反时针方向旋转，该行星上靠近母星的那一面受到来自母星阳光的照射，使该面的温度高于背面的温度，从而使该面蒸发起更多的水气,甚至形成撞击高山的巨云或横扫大地的风暴。因此，在该行星绕母星旋转的过程中，该行星上靠近母星的那一面比另一面受到更大的空气阻力，从而使该行星从西向东自转。并且随着地球大气层和水圈的增长，地球的自转速度将逐渐加快。美国国家标准技术研究所在1999年的观察结果也表明地球的自转正在逐渐加速。由于地球的潮汐活动、内部流体活动、火山活动、地震活动等，地轴经常偏离空间里的南北轴线，每天围绕南北轴线旋转一次，在地球的自转过程中地球质心的轨迹形成环绕南北轴线的一个圆圈。例如，2011年3月日本东北部海岸发生的9.0级大地震，使地轴偏移了25厘米，并使地球自转速度加快[5]。因此，当地球自转加速时，在地球万有引力的拖曳下，月球绕地球的公转速度也会加快，从而使月球绕地球公转的离心力增大，最终使月球远离地球。这就是为什么人们观察到月球正在渐渐地远离地球的原因。

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