本文参加百家号#科学了不起#天文航天系列征文赛。
感谢尼尔，巴兹和其他人，科学家们对于现在他们所研究的东西有了更多了解。
阿波罗11号带回的第一批材料迫使科学家们开始重新思考他们对月球的看法。
马特·卡迪/斯金格
50年前的明天(澳大利亚时间)，首次登月的阿波罗不仅是“人类迈出的一大步”，他们开启了一个彻底改变我们对月球形成过程认识的过程。
“在年7月20日阿波罗首次登陆月球之前，人们对月球知之甚少。”，理查德·卡尔森说，美国华盛顿卡耐基科学研究所的地球化学家和地质年代学家，“根据它的密度，科学家们知道它大部分是岩石，没有地球的金属内核。”
他们知道它的表面，不管在星际空间未经过滤的阳光下看起来多么眩目，实际上是由相对的暗物质组成的，这一事实使人们猜测它可能类似于一种黑色，高碳的陨石，被称为碳粒陨星。
也有人认为它形成缓慢，温度足够低，只是部分融化。
但卡尔森说，阿波罗11号带回的第一批材料证明了这一切都是错误的。
首先，月球并不黑暗，因为它充满了碳。相反，我们现在知道，它之所以黑暗，是因为一个被称为空间风化的过程。在这个过程中，太阳风中的高能粒子一通轰击改变了它的表面，使一向明亮的物质变暗。
但阿波罗11号也带回了几乎是纯斜长岩的沙粒和卵石，这种矿物在地球上很常见，不过通常与其他矿物混合。
弄明白它是如何凝结成一整块鹅卵石可谓是绞尽脑汁，但是仅在几个月之内，由马萨诸塞州剑桥市史密森天体物理天文台的约翰·伍德领导的一个研究小组就意识到，这意味着月球在早期阶段不是很冷，而是被融化成一个巨大的岩浆海洋。
伍德的研究小组得出结论：由于斜长岩的密度低于构成这样一个海洋的一般物质的密度，斜长岩在结晶过程中会上升到表面，像岩石冰山一样漂浮在那里。
在阿波罗计划之前，有三种月球形成的基本模型。其中著名的一个是早在阿波罗计划90年前，英国天文学家乔治达尔文爵士提出的观点:早期的地球不知为何旋转得飞快，以至于发生了分裂，月亮就像奥运选手掷出的巨大铁饼一样被抛了出去。
根据这一理论，太平洋盆地就是由于月球逃离留下来的。
另一种理论认为，月球是独立于地球形成的，并以某种方式被地球的引力捕获。
第三种是地球和月球是一起形成的，而且总是亲密的伙伴。
然而这三种理论在阿波罗面前都站不住脚。
首先，阿波罗月球岩石的同位素年代测定显示，月球形成于44亿年前，大约比地球晚1.5亿年。这听起来并没有什么大的区别，但它否定了月球和地球同时形成的观点。
与此同时，月球岩石和地球岩石在组成上惊人地相似，特别是在我们现在所知道的稀有同位素的特征上，各行星之间存在差异。“这确实推动了月球是由来自地球的物质构成的想法，”卡尔森说。
当然，这就引出了巨型撞击理论，根据该理论，地球在形成1.5亿年之后，被一个火星大小的物体撞击，该物体让地球表面爆炸出足够多的物质，然后合并成月球。
卡尔森：“但是不管这个想法如何吸引了大众的想象，来自阿波罗岩石的证据表明，即使它可能也不是完全正确的。”
“这是个好主意，但(对它来说)(地球岩石和月球岩石之间的)同位素相似性是个问题，”
这是因为没有理由假设撞击物的同位素比率与地球的同位素比率完全相同。因此，要使巨型撞击理论起作用，碰撞一定是如此剧烈，以至于撞击者和原地球的物质混合得足够好，以至于它们最初的区别已荡然无存。
卡尔森说，目前解决这一难题的方法是建立一个模型且模型表明早期的地球在被撞击时正以非常快的速度旋转，而且可能是从正面，不是侧击。
那将产生非常多的热量，以至于地球外层的温度将达到1万摄氏度。这不仅会融化它的岩石，而且会把它(以及大部分的撞击物)转化成一团完全混合的岩石蒸汽云，像一个“巨大的气体膨胀球”一样膨胀到太空中，月球最终会从那里凝结。
卡尔森并不知道这个模型是否正确。
但有趣的是，如果没有阿波罗计划带回的样本，我们可能仍然深陷于20世纪60年代的行星形成科学。
德克萨斯州休斯顿月球与行星科学研究所的月球地质学家、高级研究员大卫·克林同意这种看法。“阿波罗计划展示了样品的非凡价值，”他说。“从几块灰色的岩石里，冒出了伟大的思想。”
卡尔森关于阿波罗遗产的想法出现在《科学》杂志的一期特刊上，专门纪念阿波罗11号登陆五十周年。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.RichardA.Lovett-cosmosmagazine
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