美国宇航局用超级计算机模拟了月球的诞生过程…但好像哪儿不太对…

花小蜜

太阳系科普精灵

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NASA首次用超级计算机模拟月球

根据目前人类天文学界的猜想，数十亿年前，我们地球的初始版本看上去与我们现在生活的地球非常不同，它被一个称为“西娅”的火星大小的天体击中，在那次碰撞中，月球便妥妥的形成了。这种形成究竟是如何发生的，是研究人员几十年来一直在研究的科学难题，经过多年的演算，人类没有得出结论性的答案。

目前大多数所谓的理论认为，月球是由这次碰撞的碎片形成的，在轨道上凝聚了数月或数年。一个新的模拟提出了一个不同的理论——月球可能是在几个小时内就形成了，当时来自地球和西娅的天体物质在撞击后直接抛射到轨道上。

“这为月球的进化开辟了一个全新的可能起点，”美国宇航局位于加利福尼亚州硅谷的埃姆斯研究中心研究员雅各布·凯格瑞斯说……

他是《天体物理学杂志》上发表的结果论文的主要作者：“我们进入这个项目时，并不知道这些高分辨率模拟的确切结果是什么。因此，除了标准分辨率可能会给你带来误导性答案外，新的结果可能会包括一颗诱人的类似月球的轨道卫星，这是非常令人兴奋的。”

NASA宣称，本研究中使用的模拟是同类模拟中最详细的，在研究月球起源或其他巨大撞击的任何模拟运行中，这是最高分辨率的一次运行。在美国新一代超级计算机的辅助下，这种额外的计算能力表明，较低分辨率的模拟可能会漏掉此类碰撞的重要方面，从而使研究人员能够看到以前研究所看不到的新行为。

了解月球的起源需要利用人类对月球的了解——而科学家们对月球质量、轨道的了解，以及对月球岩石样本的精确分析——都可能导致我们今天所见的这般设想。

以前流行的理论可以很好地解释月球特性的某些方面，如质量和轨道，但有一些重要的问题解决不了。

一个悬而未决的谜团是为什么月球的组成与地球如此相似。科学家们可以根据同位素特征来研究物质的组成，同位素特征是一种关于物体是如何和在哪里产生的化学线索。

科学家们已经能够在实验室研究的月球表面土壤样品显示出与地球岩石非常相似的同位素特征，而与火星或太阳系其他地方的岩石截然不同。这使得一个理论横空出世：构成月球的大部分物质很可能来自地球。

在计算机模拟的场景中，西娅星的物质也被喷射到轨道上，与地球上的少量物质混合，我们不太可能看到如此强烈的相似性——除非西娅也与地球同位素相似，这是一个不太可能的巧合。

在这个理论中，更多的地球材料被用来创造月球，特别是其外层，这可能有助于解释这种组成上的相似性。

有人提出了其他理论来解释这些成分上的相似性，例如synestia模型——月球是在碰撞产生的汽化岩石漩涡中形成的——但这些理论很难解释月球当前的奇葩轨道。

这种更快的单级形成理论为这两个悬而未决的问题提供了更清晰、更优雅的解释。它还可以为其他未解之谜提供新的线索。

该模拟使初生的月球进入一个内部未完全熔化的宽轨道，这可能解释了月球轨道倾斜和地壳很薄等天文特性，使其成为迄今为止对月球起源最具吸引力的解释之一。

为了进一步确认这些理论中的哪一个是正确的，需要对未来带回地球的月球样本进行分析，以便NASA未来的阿耳特弥斯任务进行深入研究。

随着科学家能够获得来自月球其他部分的、月球深处的样本，他们将能够比较现实世界的数据与这些模拟场景的匹配程度，以及它们表明了月球在数十亿年的历史中是如何演变的。

直到现在，人类对地球、对月球的历史，几乎依然主要靠猜，这是非常可悲的。至于火星，哪儿有水，到底有多少水、火星的地磁以及极光是咋回事儿的问题，以及所谓的殖民，还是放到半个世纪以后深入讨论吧