新旧捕获说

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。