去年年底,我在整理美国阿波罗计划遗留的月球岩石样本数据时,发现了一组让我脊背发凉的异常记录 ——1971 年阿波罗 15 号带回的月岩中,有一块钛金属含量达到了惊人的 10%,要知道地球地壳中钛的平均含量还不到 0.6%。更诡异的是,这块岩石的同位素组成与太阳系内已知的任何天体都不匹配,就像是凭空出现在月球表面的 “外星来客”。这个发现让我重新审视了我们一直视为 “地球忠实伴侣” 的月球,越深入研究就越觉得,它的存在处处透着不合理。
最早让科学家们感到困惑的,是月球的轨道参数。按照天体形成的常规逻辑,卫星的公转轨道应该与主星的赤道面接近平行,就像木星的伽利略卫星那样。可月球偏不按常理出牌,它的公转轨道面与地球赤道面的夹角达到了 23.5 度,这种 “倾斜” 的姿态在太阳系所有卫星中都极为罕见。更反常的是,月球的自转周期和公转周期完全相同,都是 27.32 天,这就导致它永远只把同一面朝向地球,这种 “潮汐锁定” 的完美程度,用巧合来解释实在太过牵强。
1969 年阿波罗 12 号任务期间,宇航员曾在月球表面放置了一个地震仪。当他们故意用登月舱的上升段撞击月球表面时,地震仪记录到的震动信号持续了整整 55 分钟 —— 这个时长远超地球地震的震动时间。要知道,地球发生地震时,震动通常在几分钟内就会衰减消失,而月球的 “震波” 却像在一个空心球体里来回反射。后来的阿波罗 13 号、14 号任务也做了类似实验,结果完全一致。这让当时参与研究的科学家们不得不提出一个大胆的猜想:月球内部可能存在巨大的空心结构。
更让人匪夷所思的是月球的质量分布。通过对月球引力场的探测,科学家发现月球的质量中心比它的几何中心偏移了大约 2 公里,而且在月球正面(朝向地球的一面)存在多个 “质量瘤”—— 这些区域的引力强度远超周围地区,却找不到对应的地质结构来解释这种引力异常。有研究团队通过计算机模拟得出结论,如果月球是自然形成的,这种不均衡的质量分布会导致它的自转轴极不稳定,可现实是,月球的自转轴倾斜角在数十亿年间几乎没有变化,就像有一只无形的手在稳定着它的姿态🤔。
关于月球的起源,科学界最主流的理论是 “大碰撞假说”——46 亿年前,一颗火星大小的天体 “忒伊亚” 与原始地球相撞,撞击产生的碎片在引力作用下逐渐聚集形成了月球。这个理论看似合理,却无法解释很多关键问题。比如,按照这个模型,月球应该含有大量 “忒伊亚” 的物质成分,可对月球岩石的分析显示,它的同位素组成与地球几乎完全相同,找不到任何 “忒伊亚” 存在的痕迹。另外,如果月球是撞击碎片聚集形成的,它的内部结构应该是分层的,就像地球有地核、地幔、地壳一样,可月球的地震数据和引力探测结果都表明,它的核心异常微小,甚至可能不存在完整的地核。
近十年,不同研究团队对月球年龄的测定结果也出现了严重矛盾。2015 年,美国加州大学的团队通过对阿波罗样本的分析,认为月球形成于 44.7 亿年前;而 2020 年,中国嫦娥五号带回的月壤样本却让科学家得出了截然不同的结论 —— 月球的年龄可能只有 42 亿年左右。这 2.7 亿年的时间差,足以颠覆我们对太阳系早期演化的认知。更奇怪的是,对月球表面撞击坑的研究发现,月球上有些古老的撞击坑底部,竟然覆盖着比周围岩石更年轻的物质,就像是有人刻意在月球表面进行过 “修补”。
我曾在实验室里做过一个模拟实验:用计算机程序还原月球的形成过程。当我按照 “大碰撞假说” 输入参数时,模拟结果要么是形成的月球质量过大,会把地球的轨道打乱;要么是月球会在短时间内脱离地球引力,飞向宇宙深处。只有当我把 “忒伊亚” 的质量、撞击角度、速度等参数精确到一个极小的范围内时,才能模拟出现在的月球。可这种参数组合出现的概率,就像在茫茫宇宙中找到一颗特定的尘埃一样渺茫。
还有一个细节让我始终无法释怀:月球的直径大约是地球的四分之一,质量是地球的八十一分之一,这个比例在太阳系所有卫星与主星的关系中都显得极不寻常。要知道,木星最大的卫星木卫三,直径还不到木星的十分之一,质量更是只有木星的千分之一。月球这种 “相对较大” 的体型,让它产生的引力对地球的影响远超其他卫星对主星的影响 —— 比如引发潮汐、稳定地球自转轴倾斜角等。如果没有月球,地球的自转轴倾斜角可能会在几十度的范围内剧烈变化,导致气候极端不稳定,生命或许根本无法诞生。
有人曾提出过一个看似荒诞却又无法完全反驳的猜想:月球可能不是自然形成的天体,而是一个 “人造” 的巨型结构。虽然这个说法缺乏直接证据,但月球上的很多现象确实让人不得不产生联想。比如,月球表面的土壤 —— 月壤,它的颗粒直径大多在 100 微米以下,而且具有极强的吸附能力,能吸附大量的太阳风粒子。更奇怪的是,月壤的化学成分非常复杂,含有多种在地球自然界中罕见的矿物组合,有些矿物的形成条件需要极高的温度和压力,在月球表面的环境下根本无法自然形成。
我记得去年有一次,我和一位从事航天工程的老教授聊天,他告诉我,在上世纪 70 年代,美国和苏联都曾秘密进行过 “月球钻探” 计划,试图钻透月球表面,了解它的内部结构。可当钻探设备到达大约 3 公里深度时,就再也无法继续向下钻探了,仿佛遇到了一层坚硬无比的 “外壳”。后来,这些钻探数据被列为机密,直到今天也没有完全公开。虽然我不知道这个说法的真实性,但结合月球的地震数据和引力异常,确实让人对月球的内部结构充满了疑问。
现在,每当我夜晚抬头看到月球时,总会有一种复杂的心情。它陪伴地球走过了数十亿年的时光,见证了生命的诞生和演化,可它身上的谜团却一个比一个更让人困惑。我们对月球的探索还远远没有结束,随着嫦娥工程、美国阿尔忒弥斯计划等新一轮月球探测任务的开展,或许在未来几年,我们能找到更多关于月球起源和本质的线索。
不过,有一点我始终坚信:科学的魅力就在于不断探索未知,解开一个又一个谜团。月球的存在到底合不合理,它是不是真的像我们看到的那样简单,这些问题的答案,或许就隐藏在月球表面的某个角落,等待着我们去发现。下次当你再看到月亮时,不妨也多想一想 —— 这个陪伴了地球亿万年的 “邻居”,到底还有多少不为人知的秘密呢🌕?