2.5   月球从何处来，向何处去

谈到事物的起源，一般是个有趣的问题，但也很少能有明确答案，月球的起源也不例外。月球是陪伴地球的卫星，却和太阳系其它类地行星的卫星不太一样。其它类地行星要么没有被发现有卫星（水星和金星），要么只发现有很小的卫星（火星），这些卫星太小以致于自身引力不能将自己变为接近球形。月球就不一样，和地球相比，月球并没有小很多。而因为质量够大，它能够成为球状天体。

关于月球的起源有几种模型。一种模型是俘获模型：认为月球来自别的地方，是形成以后被地球的引力所俘获的。另外一种模型是地球和月球共同形成的模型：认为地球和月球从形成之初就是一个“双星系统”。还有一种模型是分离模型：认为月球是从地球分离出来的一部分物质形成的。

俘获模型的一个问题是两个有相对运动的天体如何形成一个束缚系统。地球绕太阳转动的速度是30km/s，因此可以假定初始时月球来到地球附近时相对地球的速度是这个值。在月球的位置，逃逸速度是(2×6.67×10^-11×5.97×10²⁴/3.84×10⁸)^1/2m/s～1.44km/s，所以如果没有一种机制将月球的动能耗散掉的话，地球对月球的俘获是无法实现的。因此有理论假定地球初始时有非常延展的大气，这些大气可以耗散掉月球的动能。但是地球如何束缚这样一个延展的大气又是一个问题。

既然大的相对速度是一个问题，那么如果地球和月球形成于同一个地方，相对速度不就比较小了么？共同形成模型就是这样认为的：月球形成于原始地球的附近，这样它们之间的相对速度就不是一个问题。但是也有人认为这个模型解释不了月球的铁元素缺乏。不过所谓对月球元素丰度的分析只是对月球表面很少的岩石进行的分析，这是不是能代表月球的元素丰度还值得讨论。共同形成模型的另一个问题是，如果地球和月球同时在原恒星盘中形成，月球公转角动量的方向应该和地球自转角动量的方向一致，但实际是它们之间有一个大约六度的夹角。不过考虑到太阳的自转角动量方向和太阳系整体角动量方向也不一致，这也是有可能的。

分离模型模型有时候又分为两种，一种是月球自发地从地球中分离出来，另外一种是月球由于另外一个天体的撞击从地球分离出来。根据角动量守恒，如果月球物质来自地球表面，那么其初始转动周期粗略为28×（6400/384000）^1/2天～3.6天。因此就角动量而言，分离是可能的。但是自发的分离不是很自然，因而另外一种模型说这个分离是由于原始地球被另外一个天体撞击，撞击的物质重新聚集起来形成了月球。这种撞击在今天看来概率不大，但是在地球刚刚形成的时候这种撞击事件的概率还是不小的。

从对月球形成的考虑以及与其它类地行星的比较，我们可以进一步肯定，月球是上天赐予人类的礼物。它是那样的特殊，它的形成或许只是一个小概率事件。月球将向何处去呢？目前可以预计的是，它的轨道运动将提取地球自转的能量，因而它将逐渐远离地球。而最终会如何，正如它如何产生，谁也不能肯定。

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