唐代有一个叫张若虚的诗人,他的诗作只流传下来一首,但是这一首,却被称为“孤篇压全唐!”。这首诗的名字叫做《春江花月夜》,这首诗我全篇都会背,但是最喜欢的却是这几句:“江畔何年初见月,江月何年初照人?人生代代无穷已,江月年年望相似。”
1.江畔何年初见月,江月何年初照人
关于月球的起源,其实有很多说法,神话里面那些明显荒缪的我们不去说,单说我小时候学过的就有三种,一种是捕获说,是说月球是一颗飞过地球轨道的小行星,但是在飞越地球轨道的过程中被地球捕获;一种是姊妹说,是说地球与月球同源而生,只不过一大一小而已;第三种说法是甩出说,是说月球是地球在刚刚形成的时候甩出去的一团物质。这三种说法又经过文人们的加工,成为了小学的课文(或者是某道题目?记不清了),文人们把第一种捕获说,说成是月球路过地球,对地球芳心暗许,于是“嫁”给了地球,成为了地球的妻子,这叫夫妻说;第二种同源说,则被文人们说成地月是姐妹;第三种甩出说,被文人们说成地月是母女……emmmmmm,文人的嘴,骗人的鬼,作为工科生我反正对这些文学加工后不尴不尬的内容是无感的。
在地质学界,目前科学家们认同度比较高的月球形成的理论是撞击理论,这个理论对于文人们来说可能过于冷冰冰而且残酷了。
45亿年以前,在地球的轨道附近,有一颗金星大小的行星,科学家们叫它忒伊亚(Theia),这颗行星与地球其实是差不多同时形成,关于地球形成的文章,请见前一篇(不只是宇宙产生于一场大爆炸,原来地球也形成于“大爆炸”!)。因为引力的作用,忒伊亚与地球进行了碰撞,在这个碰撞的过程中,忒伊亚的大部分都被地球“吃”掉了,这个原理放在我们人身上叫做“赢者通吃”,在天体里面,个头大的就是了不起。
就这样,忒伊亚在与地球碰撞后,大部分的体积被地球“吃”了,而哪些它与地球碰撞下来的碎块,则围绕着地球运动,并继续相撞长大,成为了我们现在看到的月球。
在这个过程中,地球其实也“受了伤”:它变歪了。这就是我们如今看到的地球仪是歪的的原因。这个变歪的角度为23.26°,如今被叫做黄赤交角。
也正是因为这个交角,地球的南北半球在一年的时间中,受到太阳照射的时间是不均匀的,因此地球的南北半球才会出现四季的变换,也才有《春江花月夜》的春!
2.人生代代无穷已,江月年年望相似
人类的出现才几百万年,而月球的形成,却有45亿年的历史。在这45亿年见,如果我们以年为单位来计算,那么月球好像是不变的,但是我们要是以百万年(地质学的年代单位就是百万年:Ma)来计算的话,那么月球其实变的还挺多的。
最大的变化是距离。月球形成之初,地月之间的距离只有2.4万公里,也就是差不多中国往美国一个来回的距离,那时候看到的月亮,其实要比现在看到的月亮大250倍!而那时候地球的自转速度比现在快6倍,也就是说,那时候一天的时间只有4个小时。但是在这45亿年的过程中,月球实际上是不断远离地球的,在这个过程中,地球不断把自己的角动量转移给了月球,导致了地球的自转速度不断的在变慢,所以实际上我们每一天的时间都是在变长的(每天增加1.7ms)。这个原理说起来比较复杂,但是做起来其实比较简单,大家找一个转椅,转起来,在转的过程中伸长腿,会发现转的慢了一点,要是蜷起腿,则会发现转的快起来了,这是一个道理,月球离我们远去,就好像地球伸长腿,于是地球转的越来越慢。