首页 百科知识 新旧捕获说

新旧捕获说

时间:2022-01-21 百科知识 版权反馈
【摘要】:新旧捕获说开心问答新旧捕获说的不同之处在哪里?旧捕获说人类关于月球的起源提出过3种假说:1.捕获说;2.同源说;3.地球分裂说。后两种假说前面已经谈过,所谓捕获说是指月球是被地球引力从空中“抓”过来的。难怪不少天体物理学家和天体力学家认为:地球捕获月球作为卫星的可能极小,甚至完全“无此可能”。也就是说太阳的直径是月球的400倍。捕获说还有一个致命的漏洞,就是无法解释现在月球的轨道形状。
新旧捕获说_月宫探秘

新旧捕获说

开心问答

新旧捕获说的不同之处在哪里?

旧捕获说

人类关于月球的起源提出过3种假说:1.捕获说;2.同源说;3.地球分裂说。后两种假说前面已经谈过,所谓捕获说是指月球是被地球引力从空中“抓”过来的。持这一假说的人们认为,月球原来是太阳系或宇宙中一颗自由自在的行星,当这颗冒失的行星闯到地球引力范围之内时,立即被地球不客气地把它强行留在轨道上,成了地球的卫星。但是,这一假说从天体力学的角度来讲,有许多致命的弱点,同时在统计学上也是站不住脚的。难怪不少天体物理学家和天体力学家认为:地球捕获月球作为卫星的可能极小,甚至完全“无此可能”。

地球有能力把月球“抓”过来吗?好像不太可能。月球的直径是地球的1/4,这么巨大的卫星在我们所知的宇宙中还是绝无仅有的。太阳系中行星的最大的卫星除月球外是木星的卫星——木卫3号,但它的直径也只是木星的1/27。要想在宇宙中抓住这样大的卫星,地球显然有点力不从心。另一方面,月球虽然在地球轨道上,但它离地球又太远了。在现在月球这个位置,实际上地球对它的引力影响远远没有太阳对它的引力影响大。单从引力的角度说,月球被太阳吸引过去的可能性要远远大于被地球吸引过来的可能性,可它偏偏成了地球的卫星,这不是很奇怪吗?

还有一个情况,太阳系中有一巨人,那就是木星,它的直径是143 200千米,相当于地球的11.23倍。虽然体积是地球的1 415倍,由于它的密度比地球要小,但质量只是地球的318倍。尽管如此,它也比地球大得多,具有极为强大的引力。美国华盛顿的卡内基研究所,用计算机进行模拟试验的结果表明,木星的引力是地球的一个自然屏障,它将来自太阳系以外的天体吸引向自己,使地球免遭巨型陨石的轰击。他们认为,如果没有这道屏障,地球遭外力撞击的可能会比目前增加1 000倍,大约每10万年一次。那样,地球就不会出现人类。如果月球是太阳系以外的天体偶然闯入,那么它会被距地球9.67亿千米的木星吸引过去,而不会成为地球的卫星。有一位科学家曾提出这样的疑问:“月球在离地球那么远的地方究竟要干什么?作为地球的卫星,它离得如此之远;我们要承认它是地球‘俘获’的,可个头又出奇的大,又围绕着地球沿一条圆形轨道旋转,这太令人无法想象了。”除非月球是“自愿”被地球捕获的,否则绝不可能。

从地球上望月球,它看上去与太阳的大小差不多,造成这种错觉是距离奇怪的安排。月球的直径是3476千米,而太阳的直径是139.2万千米。也就是说太阳的直径是月球的400倍。但地球到太阳的距离是14 960万千米,地球到月球的距离只有384 401千米,令人难以置信的是,月球到地球的距离刚好是地球到太阳的距离1/400。这个400分之一,与月球直径是太阳直径的400分之一完全相同,所以从地球上望去,月球和太阳大小差不多。这样,月球就正好处在可以发生日全食的位置上,月球不大不小,准确无误地与太阳重合。天文学家把这一奇怪的现象称之为“天文学的事故”。因为这用天文学原理是无法解释的。

如果月球真是被地球“俘获”的话,那么这种神奇的距离安排,也太令人吃惊了,正如有些科学家指出的那样,“就算是偶然发生的,也未免过于离奇了”。

天文学家洛希通过研究推导出一条天体力学定律——“洛希极限”理论,即卫星围绕行星旋转是由于不断受到行星强大引力所致,离行星越近,这种引力也就越大。近到超过这个极限时,卫星就会被引力摧毁。但如果超出这条极限时,卫星就会挣脱行星引力飞出去,这个极限距离也就是卫星被行星吸引又不会被引力“撕碎”的安全极限距离。非常明显,月球已经超过这个极限距离。根据“洛希极限”理论,月球该挣脱地球引力飞去,而实际上却不是这样。更奇怪的是,假如俘获说是正确的话,那么当初月球沿一条切线通过地球旁竟然没有被“撕碎”已经是怪事,而现在它又呆在它本不该呆的地方,不更是怪事一桩吗?运用电子计算机控制宇宙飞船飞行姿态及速度的专家们普遍认为:月球要靠近地球,又不至于与地球迎头相撞,还要在地球轨道上运行,实际上是不可能的事。言下之意,除非月球也有一套类似电子计算机的控制系统。科学家沃尔特·萨里班说:“天体力学可以计算出在引力作用下某个天体运行的情况,但是对月球如何来自远方,被地球引力俘获,跃上地球轨道……却无能为力。”

捕获说还有一个致命的漏洞,就是无法解释现在月球的轨道形状。大家知道,现在月球绕地球旋转的轨道几乎是个圆形。星际间自然运行的星际速度大得惊人,一般的星球是可以达到每秒几十甚至上百千米的速度,地球绕太阳运行的速度也有每秒30千米。如果月球是被地球俘获的话,那么地球俘获这么大个头卫星的空间十分狭窄,这就要求被俘获的星球以适当的速度、适当的角度,十分精确地进入这条狭长的空间。如果角度过小它将穿出引力之外,如果角度过大它就会一头撞向地球面导致毁灭,这是一个极为高难的动作,比体操运动员的动作不知难多少倍。它要求相当的精密、准确,这与“阿波罗”飞船太空飞行一样,在飞船接近月球的时候,为了将飞船送入月球轨道,就必须重新启动火箭发动机,调整飞船的速度和飞行姿态,这一切都必须借助高精密的电子计算机来完成。由此可见,月球进入现在的轨道是“上帝”的安排,而且这个“上帝”肯定懂电子计算机。再者,即使月球误打误撞进了这条轨道,根据引力的规律,它也该沿一条扁形的椭圆轨道运行,而实在不该像现在这样沿一条近圆形的轨道运行。月球是在发什么疯?

根据传统的科学理论,月球作为地球的卫星,在遥远的年代里比现在要离地球远得多。因为根据物理学法则,一切卫星都以螺旋线缓慢地向它们环绕运行的行星表面靠近,越是小的卫星,其靠拢的速度也会越大。然而,十分奇怪的是,现代天文学研究发现,目前月球的轨道已在不断地慢慢升高。虽然每年升高的幅度很小,但确实是在升高、远离,这与传统的物理学法则完全是背道而驰的。如何解释这一现象呢?我们只能认为,月球在被某种智慧力量“操纵”着。

月球如何来到地球,如何进入现在这条轨道,实在令科学家们大惑不解。它存在那么多的偶然和巧合,使许多科学家认为:从自然状态去解释月球的存在简直是太困难了,而且几乎是无法解释的。著名的美国科学家威廉·罗伊·谢尔顿在《征服月球》一书中写到:“为了将月球维持在现在轨道上,承认有某种力量使月球就范是重要的。因为'阿波罗'宇宙飞船在距离地面150千米的轨道上绕地飞行,要90分钟旋转一周的话,它(月球)就必须每小时飞行2.9万千米。与此同时,某种力量也必须准确地让月球以一定的高度和速度运行。只要保持一定的方向和速度,它就不会偏离地球轨道,看一下人类当初如何使第一颗人造卫星进入轨道就明白了。不过人造卫星虽然要保持一定的速度、高度和方向,由于它不会偏离轨道,所以不见得一定要微妙的地球引力与离心力来保持平衡。”谢尔顿还指出:“过去在讨论月球起源问题时,科学家们几乎费尽了心机,但问题仍旧是问题。他们对月球准确地选择了这么一条轨道感到无法理解——肯定存在某种力量,它使月球以现在的高度和速度运行。”谢尔顿所指的“某种力量”是什么呢?除非用某种智慧的方法将月球送入轨道,否则,一切的疑问依旧是疑问。在这种背景下,前苏联的科学家提出了“月球——宇宙飞船”的假说,月球的众多偶然和巧合在这一假说下统一了起来,并反过来作为这一假说的证据。

新捕获说

近几年来,科学家们以现代行星演化论作为基础,用计算机计算了在太阳系形成的初期,作用于太阳、地球、月亮三者之间的力以后,得出了一种新的月球起源学说。科学家们认为,是在地球形成的初期,在地球引力范围内被地球所俘获的;而这种现象在当时又是极为普遍的现象。这种学说,即所谓的新捕获学说。

新捕获说与旧捕获说不同。旧说仅从地球引力来考虑月球起源;而新说是从整个太阳系行星形成过程来研究月球起源的。新说认为太阳系九大行星及若干卫星,包括月球在内,都起源于原始太阳系星云。原始太阳系星云是46亿年前在原始太阳周围形成的一片薄圆盘状星云。星云中含有固体微粒子。大量微粒子逐渐集聚在星云赤道平面上,形成一片很薄的固体粒子层。随着微粒子密度的加大,自身引力也越来越强。到一定程度,它的稳定性便遭到破坏,粉碎成半径为5千米左右的很多小天体,即小行星。整个太阳系起初是由约一兆个小行星构成的。无数小行星在星云气体中围绕太阳旋转,互相碰撞,逐渐凝聚成长,形成大小不同的行星。我们的地球就是这样,大约经过十亿年才长成现在这么大的。

行星是在星云气体中成长的。地球的幼年时期,周围覆盖着浓厚的星云气体,这种气体叫做原始大气。由于太阳活动特别激烈,强大的太阳风逐渐吹散原始大气,包围地球的原始大气后来也逐渐变稀薄。

月球也起源于太阳星云,与地球演化过程大体相同。月球是在地球刚到成年,原始大气开始逸散之际飞进地球引力圈的,这样便成了地球的俘虏。

俘虏月球的四种力

月球进入地球引力圈后,要受到很多力的作用才能比较稳定地留在卫星轨道上绕行。俘获月球主要有四种力,即地球引力,太阳引力,潮汐力和原始大气的阻力。

一般来说,飞进地球引力圈的小天体,包括月球在内,受到最大的力就是地球引力。然而,仅有地球引力,俘获后的小天体轨道不会呈椭圆形。地球引力加上太阳引力之后,使小天体轨道有了改变。在地球引力和太阳引力作用下,进入地球引力圈内的小天体的轨道也不完全是椭圆形的,而且飞行若干周之后必然脱离引力圈跑掉,不可能留在卫星轨道上。

但是,月球并未摆脱地球引力圈跑掉,这是由于原始大气的阻力的作用。地球引力圈内的原始大气阻力对飞来的月球起了急剧的制动作用,使月球失去一部分能量,运动轨道半径变小,所以跑不掉了。

如此说来,月球因为受到大气阻力作用轨道半径越来越小,那不是早晚也得掉到地球上来,和地球相撞吗?其实不必担心,当月球运动进入地球引力圈时,原始大气已开始逐渐飘散,月球所承受的大气阻力越来越小。原始大气散失后,月球所受阻力也随之消失,因而轨道半径没有变小,也没有与地球相撞。

除大气阻力外,还有潮汐力的作用。在潮汐力的作用下,月球公转速度加快,离心作用被强化,轨道反而向外推移,通过观测得知,目前月球轨道半径每年大约增加3厘米。

在上面四种力的作用下,月球在被俘后既没有掉到地球上来,也没有跑到地球引力圈外,始终在地球卫星轨道运行,与地球长期相伴。

行星俘获小天体是普遍现象

行星俘获小天体是行星演化的过程中的一种非常普遍的现象,不仅地球这样,太阳系其他行星也有这种现象。很多行星都有各自的卫星,就是最好的证明。地球在形成过程中,曾有许多小天体飞到引力圈内来,其中一部分小天体直接与地球相撞。其余大部分在绕地球飞行期间,因原始大气阻力强大使轨道半径变小,最后终于落到原始地球上来。地球是在不断“吞掉”这些飞来的小天体的过程中成长起来的。

月球被俘时间比其他小天体都晚,是在地球凝聚末期,原始大气逸散初期被俘的。月球被俘的最初10-100年期间,和其他小天体一样,轨道半径也在缩小。但原始大气消失后,月球轨道半径有了改变,后来的离心倾向使它幸存下来,没有被地球“吞掉”。最近,法国科学家F·米古纳对月球被俘后轨道变化的趋势作了计算,可以看出刚被俘的月球距离地球较近,1千万年后月球轨道半径为地球半径的20倍。1亿年以后为35倍,46亿年后达到100倍,即月球现在的位置。

自从俘获月球后,地球几乎再也没有俘获其他小天体。因为已有月球绕地球飞行,如果再有其他小天体飞来,依据天体学原理,不会处于稳定状态,不是掉到地球上来就是飞出去,再不就是落到月球上去。所以,地球只有月球一个卫星陪伴。

俘获现象是普遍的,绝大多数太阳系行星都是如此,只有金星是个例外。金星的自转速度很慢,约250天自转一周,不可能俘获行星,因此至今还孑然一身,独自一人漫游太空。

新俘获说从行星演化的整体上阐明了月球的起源以及被俘经过,是目前解释月球起源问题最有权威的学说。尽管如此,这一新学说还有一些尚待研究的问题。例如,没有原始大气阻力能否俘获卫星?顺行性卫星和逆行性卫星的被俘有何不同?等等。经过科学家们的反复研究,人类对月球起源问题必将有一个正确而全面的认识。

答:旧说仅从地球引力来考虑月球起源;新说是从整个太阳系行星形成过程来研究月球起源的。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈