星期五, 20 5月 2022 01:12

月球之谜

本文摘自《创造》杂志中文版第40卷第4期     原文章名:moon-mystery

进化论者声称月球可以在没有创造者的情况下,通过自然过程形成。然而,科学并不支持这种观点。进化论者提出的每一个解释都存在严重问题。

解释一:月球形成自星尘

进化论者表示,在大概45亿年前,太阳和环绕着它的行星(也就是我们的太阳系)是由一团旋转的气体和尘埃产生。这就是人们所熟知的“星云假说”(Nebular Hypothesis,拉丁文nebula是“云”的意思;图1)。有些人认为月球是在当时一起形成的,它离地球很近,最终成为地球的卫星。这就是所谓的“凝结理论”。正如水蒸气中的水滴被冷却一样,月球据说也是从星尘“凝结”而成,因为在引力的作用下,细微的尘埃粒子被拉聚到一起,变成一大块物质。

nebular-hypothesis
图1:解释太阳系形成的星云假说为月球起源的其中一套理论提供了基础(参见文字)。

然而,按照这个解释的预期,月球应该是类似于一个缩微版的小地球,两者的物质组成应该大致一样。可是月球的密度要远低于地球,因此它是由完全不同的物质组成。科学家相信地月的主要区别在于两者核心的铁含量(见图2)。 

Left:NASA/MSFC/Renee Weber              Right:Srimadhav, from USGS via Wikimedia
月球构造
图2:左图是月球的大致内部结构。右图是地球的部分剖面图 ,显示了地核、地幔和地壳。地核大部分是由铁组成。如果月球如“凝结理论”解释的那样形成,那么我们可以预期月球核心的铁含量要比现在多很多。

 

解释二: 月球是地球甩出的衍生物

月球起源的另一个解释认为原始地球充满岩浆,旋转速度很快,一部分被甩入太空,形成月球(图3)。这被称为裂变理论(Fission Theory;拉丁文 fissio 的意思是“分离”);该理论由达尔文之子乔治·达尔文提出。

但是,月球的密度明显低于地球……

但是,计算数据表明地球的旋转速度从未快到能把自身物质抛入太空的程度。另一个问题是地球岩石和月球岩石的显著差别。如果月球曾经是地球的一部分,那我们可以预期两者岩石中的元素含量会比较相似,但实际情况并非如此。举个例子,地球岩石中有大量的钾元素和钠元素,但在月球的岩石中,这两种元素的含量就很低。相反,月球岩石中的铝、钙和钍这三种元素的含量要高很多。这也是凝结理论的一个问题。

另一个淘汰裂变理论的绝佳理由来自对月球环绕轨道的考察。如果这套理论是对的,那么我们可以预期月球的轨道会环绕在地球的赤道上空,如图3所示,但实际情况完全不是这样。

fission-theory
图3:根据裂变理论描绘月球的形成。如果这套理论是正确的 ,我们可以看到月球现在环绕在赤道上空,但实际情况并非如此。


解释三:月球来自外太空


图4. 哈雷彗星环绕太阳的椭圆轨道非常扁长。如果捕获理论是正确的,那么现在月球也会以类似的细长轨道环绕地球。

有人认为月球必定是在宇宙别处形成,当它穿过银河系时,途径地球附近,结果被地球引力捕获。如果真的是这样,我们预期月球会以一条细长的轨道环绕地球,类似于哈雷彗星绕太阳的情况(图4)。但是,月球轨道几乎是圆形,因此捕获理论也失败了。


解释四:一场剧烈的碰撞

这种观点目前在进化论者当中是最流行的,认为有一颗虚构的行星(叫做忒伊亚,Theia)曾经与地球碰撞,产生的碎块形成了月球(图5)。据说,上文讨论过的月球与地球岩石之间的差别都可以在这套观点中得到解释。碰撞产生的高温把诸如钾元素和钠元素都汽化掉,但像铝、钙和钍这类耐热物质就存留下来,最后冷却凝结形成月球的地壳。1

月球岩石中含有更多的铝,钙和钍。

但这一理论无法解释的恰恰是地月岩石之间的相似性。在碰撞理论中,月球有一部分物质是来自地球,也有来自那颗虚构的行星。所以,可以预计,月球岩石在化学属性上与地球岩石有所区别。尽管地球上的某些元素在月球的确寥寥无几,但是地球和月球共有的元素呈现出非常相似的性质。

Theia
图5. 根据碰撞理论,有一颗叫忒伊亚的假想行星曾经与地球发生撞击,碰撞产生的碎片形成了月球。如果这种说法是正确的,那么我们不会看到地月岩石中的同位素特征基本相同。

元素的不同形式被称为同位素,不同岩石所含同位素的量也不一样,因此每块岩石都特有一个同位素标记。值得注意的是,氧、铁、氢、硅、镁、钛、钾、钨和铬这些元素在月球和地球岩石中的同位素比率几乎是一样的,却又不同于太阳系的其它天体。按照某些研究人员的说法,这个问题已经使碰撞理论身陷危机。2、3 这些几乎一样的同位素标记对于捕获理论来说也是一大难题。

碰撞理论面对另一个棘手的问题就是不断有证据表明月球内部存在很多水。碰撞产生的热应该早已使这些水蒸发掉。4

基于进化论者面对的这些难题,也难怪最近一篇由行星科学家奥德·阿哈朗森(Oded Aharonson)共同撰写的文章一开头就承认“月球的起源还是一个未解之谜。”5


真正的解释

当然,对于那些相信圣经的基督徒而言,月球并非一个谜团。据《创世记》的记载,这个天体是上帝在创造周的第4天专门创造的:

神造了两个大光,大的管昼,小的管夜。又造众星。就把这些光摆列在天空,普照在地上。管理昼夜,分别明暗。神看着是好的。(创世记1:16-19)。 

专业内容

地球、月球与角动量

所有运动物体都有“动量”,对它们做功才能把物体停下来。他们运动速度越快或者质量越大,它们的动量就越大。直线运动的物体具有线动量;旋转的物体,或者在轨道上运行的物体具有角动量。

地球连带月球的总角动量是可以计算出来的,任何月球起源的理论都必须要能对现今的地月角动量提出合理的解释。凝结理论失败是因为对比太阳系的其他行星,地月系统的角动量过高。而裂变理论的失败之处在于其角动量过小:要把物质甩入太空来形成月球,地球的自转必须非常快。

碰撞理论也失败了,因为通过碰撞而产生出一颗主要由地球物质组成的月球(因此月球具备相似的同位素标记),会导致月球的角动量过高。1


  

【扩展阅读】

● 火星上有生命吗? ——让事实从小说中摆脱出来

● 孤独大脑的宇宙

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● 神在其它星球上创造了生命吗?否则为何宇宙如此之大?

● 外星人发来信号了吗?

 


参考文献和注释

1. Wlasuk, P.T., Observing the Moon, Springer-Verlag, London, p. 32, 2000.

2. Elkins-Tanton, L.T., Occam’s origin of the Moon, Nat. Geosci. 6:996–998, 2013 | doi:10.1038/ngeo2026.

3. Oard, M.J., Confusion over moon origins: Naturalistic origin of the moon comes under hard times, J. Creation 30(1):14–15 April 2016; creation.com/moon-confusion.

4. Moon has a water-rich interior, sciencedaily.com, July 2017.

5. Rufu, R., Aharonson, O. and Perets, H.G., A multiple-impact origin for the Moon, Nat. Geosci. 10:89–94, 2017 | doi:10.1038/NGEO2866.

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