月亮的背后,45亿年前的物理学,有何影响

由于45亿年前地物理变化，月球的两面看起来如此地不同。

“从砰的一声开始”

如果你曾抬头仰望夜空中最亮地距离我们最近地天体——我们地月球，你可能会注意到月球有些地方看起来与其他地方是如此不同。如果你曾经通过天文望远镜看月球，尤其是在月球不是满相时，你极有可能看到月球表面一些奇异的特征。

尤其是即使是随意地视觉观察，也能看出其中两个主要特征：

第一个特征那就是：月球表面是坑坑洼洼的，尤其在比较明亮的区域。很多坑坑洼洼的区域中有很多巨大的陨石坑，里面有很多中等陨石坑，并且有小陨石坑包含在内。还有一个特征就是：月球表面有三大区域比其他区域更黑暗，以“玛丽亚”闻名（拉丁语是海洋的意思），在玛丽亚中有很少陨石坑，并且陨石坑主要是更小的坑。这些区域以比月球大部分区域颜色/反射率有显著差异而闻名。

图源：NASA

月球的同一边一直面向我们，但是，受到地球、月球和太像的相对位置的影响，在整个月内，月球半球的不同部分被照亮。

此外，因为月球的运转轨道是椭圆的，当它离地球更近时运动更快，离地球更远时运动更慢，所以，可以见月面的变化极其微小，这是一个以“月球天平动”而闻名的现象。即使这意味着，在里，我们可以看到月球的59%，直到55年前，当苏联的月球3号飞船转向月球更远的另一面时，我们才最终能看到整个百分百的月球表面。

尽管那不是非常令人印象深刻，但后来的很多图片已经给我们展示了月球背对地球的那面事实上是什么样子的，并且这应该会让我们大吃一惊。

这是如此的与众不同！你立即会注意到的第一件事就是在月球另一面黑暗的玛丽亚几乎完全消失，第二件事也许是你会看到在月球的另一面有更多的突出并且彻底的坑坑洼洼。

尽管这第一次被发现是在年，但是我们花费了更长的时间来探究发现这些谜团的原因。你看，有一个非常明显的解释，也许你自己甚至也能发现，但是那最后被证明是错误的。

太阳系有很多危险的彗星和小行星，周期性地陷入岩质行星所在的内部区域。当这个内部区域运转正常，这些星体会产生很多壮观的景象，例如彗尾和流星雨。但是如果内部区域混乱，那些大型星体会撞击其他的大型星体，进而产生灾难性的影响。

这个“显而易见”的解释就是，当这些巨大的太空岩石从遥远的一侧朝着月球行进时，在他们行进的轨道上没有任何一点阻碍。但是当你近旁接近月球时，地球挡在了轨道上，并且它要么会吸收这些撞击，要么会在引力作用下使那些潜在的撞击物偏离月球。

那是一个很好的想法，但是现实是地月距离大约是地球直径的三十倍，这意味着当我们在计算这些数字时，月球近地面与远地面撞击次数的差异应当小于1%。结果是，这个结论确实对研究空间碰撞有一些意义，但是并不是你们想象的那样。

你也许会想，与过去一亿年发生的其他碰撞相比，使恐龙灭绝的小行星是个大行星。直径大约5至10公里，那个导致大灭绝的小行星相当于一座大山的大小。

但是那并不是地球历史上最大的一次碰撞，也不是一蹴而就的。直到从月球将太空岩石带回，我们才发现这些，并且发现这些太空岩石和地球岩石的由同一种物质组成。这真是一个大惊喜。因为除了月球，其他太阳系行星伴星，如木星它的卫星、火星和它的卫星、土星和它的卫星是这样的。这是怎么发生的？

大约4.5亿年前，那时太阳系处于婴儿期，地球初步形成，大约是现在质量的90-96%。但是有另外一个非常大、火星大小的微型行星几乎和地球是同一轨道。千百万年中，这连个星球彼此不稳定地转动着。然后，他们终于互相碰撞上了。

这两颗原行星的绝大多数最终形成了地球，同时大量碎片被踢向了太空。久而久之，这些碎片由于引力的作用形成了月球！尽管它在20世纪70年代被提出来时听起来很疯狂，但，在过去的40年中，它已经被许多与这一猜想相符的可观察现象所证实，而成为了公认的理论。

图解：当太阳刚出生时周围被气体尘埃云包围着

现在，这个碰撞发生在太阳系早期历史中，当它发生时地球温度仍然很高，大约开耳文！月球可能离我们更近，但是仍然在万里之外。即使这样，有额外的热源靠近，而且月球已经被潮汐锁住（一边总是面向我们），这意味着，在很长一段时间里，月球近地面将会变得比远地面越来越热。

我们看到的“玛丽亚”是熔岩流的证据，在那熔岩流入大盆地。虽然月球远地面相对更快地冷却并形成厚的外壳，但是由于月球近地面靠近地球导致的巨大的温度梯度，使近地面保留了大量液体状态的熔岩，这使得其有更少的时间来产生影响，对月球表面留下特征。就像流星撞击地球海洋一样，那些降落在月球古老熔岩海洋中的流行并没有留下痕迹！

埃皮塔罗伊、杰森赖斯和斯坦恩西格德森的一项研究似乎才完全解决了这一问题，并提供了必要的证据来支持这一点。他们制作了一个早期地月系统的模型，并且表明只要有一个简单的足够靠近潮汐锁定的热地球，再加上单面热源，就可以产生地壳差异和两侧的元素、化学差异。它解释了为什么月球远地面包含了月球高地，而月球近地面是这些强烈的玛丽亚。

因此，我们不仅可以第一次自信地陈述月球是如何形成地，而且可以解释为什么月球两面是如此不同！我们知道月球是通过反射太阳光而发光，但谁能想到，正是年轻的地球在月球的太空中发出明亮且炽热的光，才会使得月球两面是如此地不同？这只是科学奇迹和快乐地一部分。

相关知识

月球背面是月球永远背对地球的那一面。月球背面的第一张影像由前苏联的月球3号太空船在年拍摄，而人类直到年的阿波罗8号任务环绕月球时，才直接用眼睛看见月球背面。月球背面的地形主要为一大堆起伏不平的撞击坑，如太阳系第二大的撞击坑，南极的南极-艾特肯盆地，而平坦的月海则相对较少。在月球背面，来自地球的电波干扰会被遮蔽，因而有学者建议在月球背面安置一架大功率电波望远镜。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.forbes-昜木耳-EthanSiegelSeniorContributor

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