在太陽系中眾多天然衛星之中，月球顯得很是另類，其質量約為地球的81分之1，直徑更是達到了地球的大約27%，對於地球這種岩石行星而言，月球這樣的天然衛星實在是太大了，而這也強烈暗示了，月球很可能擁有一個與眾不同的起源。
在過去的日子裡，人們對月球的起源提出了各式各樣的假說，其中的一種被稱為「大撞擊假說」的理論最終得到了科學界的普遍認同。該假說認為，月球形成於大約45億年前的一次「大撞擊事件」，在此次事件中，一顆跟火星差不多大的行星撞擊了地球。
這顆行星被稱為「忒伊亞」，在與地球發生猛烈撞擊之後，構成它的大部分物質都被地球吞噬，而在地球引力的束縛下，此次撞擊產生的一部分「碎片」則一邊圍繞著地球公轉，一邊互相吸積，並最終形成了月球。
那麼問題就來了，在上述過程中，月球的形成經歷了多長的時間呢？通常我們都會認為，想要形成一個像月球那麼大的天體，應該是需要很長的時間，實際上，天文學家們也普遍認為，這至少需要數千年的時間。
然而一個來自杜倫大學的研究團隊卻給出了一個令人覺得不可思議的答案。2022年10月4日，該團隊在《天體物理學雜誌快報》上發表論文稱，他們的新研究表明，月球的形成可能只用了幾個小時。
此次研究工作其實可以簡單地概括為：利用超級計算機模擬「大撞擊事件」，通過對不同角度、自轉和速度的碰撞進行高精度的模擬，並從中找到最符合實際情況的。
研究人員表示，假如你用玩具積木構造一輛模型汽車來模擬汽車在碰撞中可能會出現的情況，那麼如果你使用的積木只有幾十個，模型就會輕易地從積木之間的連接處破裂，這就會與實際情況大相徑庭，但在搭建同樣大小的模型汽車時，如果你使用的積木數量是幾萬個，那麼模擬出的情況就會與真實情況接近得多。
一般情況下，模擬天體撞擊時所用的「積木」只會用到10至100萬個，但為了使模擬出的「大撞擊事件」更加接近真實情況，此次研究用到了多達1億個「積木」，這無疑使得模擬過程變得異常複雜。
正是因為如此，研究人員才使用了該校的超級計算機——「宇宙學機器」(COSMA)，在經過大量的模擬之後，研究人員找到了最符合實際情況的一種，具體如下：
在撞擊發生之後，「忒伊亞」幾乎被撞得「粉身碎骨」，地球也遭到了重創，在猛烈的撞擊中，大量的物質被拋出，但這些物質並沒有四處飛濺，而是很快地集中在兩個區域，為方便描述，我們不妨將物質較多的那個區域稱為「區域1」，另一個則稱為「區域2」。
「區域1」的質量相對較大，其產生的引力當然也不可小覷，可以看到，由於「區域1」的相對運動和引力作用，「區域2」的運動軌跡和速度出現了明顯的變化，看上去就像是被「區域1」直接「甩」出去了。
實際上，這可以看成是一次強大的引力助推，在將「區域2」「甩」出去之後，「區域1」根本無法脫離地球引力的掌控，它很快就被地球重新捕獲，而「區域2」則在「區域1」的幫助之下擁有了足夠高的速度，並順利地進入了環繞地球公轉的軌道。
在接下來的時間裡，地球附近空間中的大部分殘留物質沿著一條螺旋曲線墜入了地球，而「區域2」的物質則很快達到了流體靜力平衡，進而形成了一個新的星球。是的，這個星球就是我們現在所看到的月球，而根據超級計算機的模擬，這個過程只用了幾個小時。
據此我們可以清楚地看到，月球的形成時間之所以短得令人覺得不可思議，其實是因為月球是在「大撞擊事件」中直接形成的，而沒有經歷之前推測的那種緩慢而漸進的吸積過程。當然了，這也只是一種推測，對於我們人類來講，月球依然存在著很多謎題等待著我們去探索。
好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家關注我們，我們下次再見。
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參考資料：
J. A. Kegerreis et, al. Immediate Origin of the Moon as a Post-impact Satellite. The Astrophysical Journal Letters, Volume 937， Number 2，Published 2022 October 4
