月球起源，迷雾重重

月球是地球的唯一天然卫星，地球上的万物早已习惯了在夜晚与月亮相伴的日子。然而对于月球是如何起源的，人们至今也没有一个合理的解释。

几百年前的天文学家就意识到，月球不可能是地球捕获的过路天体。因为月球的直径超过了地球直径的四分之一，就算远古有一颗月球这么大的天体从地球身边掠过，地球也没有足够大的引力把这么大的天体束缚住。

于是在1879年，天文学家乔治·达尔文，也就是著名生物学家查尔斯·达尔文的儿子，提出了一个关于月球起源的“地球旋转”假说：早期地球旋转速度太快了，以至于有一大块岩石被甩到了空中，最终形成了月球。

这个假说流行了一段时间，但是到了20世纪早期，人们发现这个假说并不符合行星动力学的规律。那时的天文学家知道，一个特定的天体系统，比如地球和月球组成的系统，其角动量应该是守恒的，不变的，除非有外力介入了这个系统。如果月球原本是地球身体的一部分，后来两者分开了，那么今天地球和月球的角动量之和，应该等于它们没有分离前的年轻地球的角动量。

经过角动量反推计算，年轻地球要有这么多的角动量，当年它的自转周期将是4小时。一天只有4个小时，听上去地球已经旋转得够快了吧?但实际上，要让年轻地球把自己撕裂，甩出月球那么大一团物质，地球的自转周期应该再快一倍，必须达到2小时才行。但实际地球早期自转速度并没有那么快，因此也就没有那么多的角动量，这样一来“地球旋转”假说也就站不住脚了。

月球来自地球吗?

围绕月球起源，接下来出炉的是“巨大撞击”假说。这个假说认为，当年有一颗火星大小的天体撞击了年轻地球，这个天体灰飞烟灭了，却把地球的一部分物质撞了出去，物质碎块最后聚合在一起，形成了月球。

这个假说与天文学家对于太阳系行星起源的解释有相通之处。在太阳系早期，许多小的岩石碎块和尘埃彼此相撞、熔合，变得越来越大，最后形成了各大行星。所以在太阳系早期，应该存在着一些较大的星体，因此年轻地球遭受火星那么大的天体撞击也是有可能的。

如果月球是在巨大撞击中产生的，那么月球岩石里就应该含有一些与地球岩石不同的物质，因为掺杂了那颗肇事天体的物质，有些同位素的含量应该与地球不一样。要证实这个假说，天文学家只要分析一下月球岩石成分，并与地球岩石成分对比就可以了。

2012年，美国科学家完成了对月球岩石成分的最全面的分析。他们发现，地球和月球所含有的氧、铬、钾、硅同位素几乎没有什么不同。天文学家开始对“巨大撞击”假说产生了怀疑。2013年，另一个美国科学家在月球岩石样品中发现了水。如果月球是在巨大的撞击中产生的，从地球上飞溅出去的物质应该温度相当高，熔融的岩石里应该不再含有水的成分，月球形成后也不会含有水。

“巨大撞击”假说也面临危机，它还无法解释月球的起源。

核爆炸催生月球

最近，一位荷兰天文学家提出了关于月球起源的新假说——“核爆炸假说”。他认为，45亿年前年轻地球的内部曾经发生了一次巨大的核爆炸，把一部分地球物质炸上了天，形成了月球。这个天方夜谭般的假说令人难以置信，但是荷兰天文学家提出了几个重要的证据。

首先是地球热量收支情况异常。地球向外辐射的热量远远高于从太阳那里获得的能量，大量的能量让地球表层火山和地震活动频发，地球磁场的产生也与地球内部的高能量有关系。实际上，这些多余的能量来自地球内部放射性元素大量衰变产生的能量。

荷兰天文学家认为，在早期地球环境中，那些重的放射性元素，比如铀、钍、钚，在地球形成后不久就沉入地下深处，在地球的外核和地幔之间的边界附近累积，形成了核材料富集的区域。这些核材料会发生衰变，释放出快速运动的中子。一般来说这个过程是平缓的，但是如果中子击中了放射性元素的原子核，比如铀-238，中子被吸收的同时，铀-238会变成钚-239，它本身是一种核裂变材料。如果越来越多的中子被吸收，核裂变材料就会越来越多，最终核材料富集区域进入了所谓的超临界状态，裂变不可逆转地爆发，于是核爆炸发生了。

是否有更有力的证据来说明地球内部有核反应发生呢?日本和意大利的科学仪器探测到了地球内部存在大量的中微子，这些幽灵般的粒子几乎不与其他粒子发生反应，而且它们是核反应的产物。这就说明至少在今天，地球内部还有天然放射性元素衰变，甚至有天然核反应堆在工作，释放出中微子。

荷兰科学家提出的第二个证据正是关于地球天然核反应堆的。在1972年，法国科学家曾经在西非加蓬的奥克洛地区开采铀矿，结果发现这个铀矿的铀同位素U-235含量非常低，说明那里曾经有核反应堆工作，消耗了铀同位素。进一步探测发现，那里一共有16个天然形成的核反应堆，直径在1.5米到10米之间。每个反应堆释放能量的功率大约有100千瓦，它们时开时关，有时可以几十万年连续工作，如此这般，维持了大约20亿年的时间，直到它们耗尽了自己的铀同位素资源。

自然核反应堆在地球上是存在的，而在年轻地球的内部，积累的核材料之多，足以形成更为巨大的核反应堆，并制造一起爆炸案，把地球的一部分炸上天。

如何检验月球起源的核爆炸假说呢?某些同位素的含量会告诉我们答案。

我们知道，太阳系中有一些陨石，它们几乎是与地球同时诞生的，而且此后的几十亿年，它们所含的物质基本保持不变。而一种叫做氙136元素只形成于强烈的物理环境中，比如在核爆炸中产生出来。因此，如果年轻的地球曾经发生了核爆炸，就会制造出一些氙元素，这部分氙元素会进入地球岩石和新生的月球岩石里，这样一来，地球岩石和月球岩石里所含的氙元素含量就会比没有受到核爆炸“污染”的太阳系陨石里的氙元素含量高。

因此，如果我们分析月球的岩石，发现氙含量比太阳系陨石里的氙含量高，就可以确定，月球形成过程中确实发生了核爆炸。

目前这项工作还在进行中，结果还不得而知。

太阳系多次发生核爆炸

如果月球这么大的卫星是行星核爆炸的产物，那么放眼整个太阳系的早期历史，是否还有类似的核爆炸发生呢?

在火星和木星之间，有一个小行星带，那里有大量的小行星，却没有聚合成一颗大的行星。许多天文学家都试图解释这个位置为何没有形成大的行星。从月球核爆炸假说的角度看，也许今天小行星带的位置曾经有一颗行星，这颗行星与年轻地球一样，也在内部积聚了太多的核材料，然后在一次巨大的核爆炸中，这颗行星彻底被炸碎了，残余的碎块变成了小行星。

甚至于火星在早期都可能发生过核爆炸。火星的质量只有地球的九分之一，却位于地球和巨大的木星之间，从太阳系行星的尺寸与位置的关系看，火星的质量显得过小了。火星的轨道偏离圆形较大，这令人迷惑;火星的极轴甚至曾发生过90度旋转，火星的南极点曾是赤道地区。火星的自转也很慢，火星的形状与自转也不协调，因为火星的质量重心不在球体的正中心。难道经过了几十亿年的漫长演化，火星还没有把自己的运动姿势调整好?也许火星早期也经历过一次核爆炸，炸飞了火星的大部分物质，也让火星的重心与中心不重合，火星的运动轨迹从此变得很诡异。

除了地球、火星和小行星带外，太阳系其他天体是否也曾经历核爆炸?天文学家还需要进一步探索才能得知。不管怎样，太阳系早期真是危险万分，幸亏那些半衰期短暂的同位素的热量早已消耗干净，今天的各个行星包括我们的地球已经安全多了。可人类自己制造的核武器却在威胁着地球和人类自身。地球能否逃脱人类制造的核爆劫难呢?