月球的研究技术：月球其实只用了几个小时

月球的研究技术：月球其实只用了几个小时以前流行的理论可以很好地解释月球特性的某些方面，例如它的质量和轨道，但有一些问题。该研究最多使用 了10 ^8个粒子来模拟。一颗月球质量的卫星本身将由大约 10^6个粒子来模拟，这使研究人员能够详细检查其组成，能够以以前研究无法看到的方式看到新行为的出现。该研究中使用的模拟是同类中最详细的模拟，以任何模拟运行的最高分辨率运行，以研究月球的起源或其他巨大的影响。撞击模拟巨大撞击的数值模拟通常使用平滑粒子流体动力学 (SPH) 来模拟使用在重力和压力下演化的粒子的行星。大多数以前的月球形成模拟都使用了大约 10^ 5 –10^ 6 个粒子，但这种低分辨率甚至无法收敛于巨大撞击的大规模结果，例如行星的自转周期或喷射碎片的质量。

金秋时节，月亮挂在天际之外，格外的圆润明亮，从人类有历史以来，月球就几乎从未变过模样。

那么月球到底是如何形成的呢？

数十亿年前，一个看起来与我们今天生活的地球截然不同的地球被一个与火星大小相当的物体击中，称为忒伊亚。而月球也在这次碰撞中形成了。这种形成究竟是如何发生的，是研究人员几十年来一直研究的一个科学难题，但没有一个确凿的答案。

大多数理论声称月球是由这次碰撞的碎片形成的，在轨道上经过数月或数年的时间合并。

但最近，一项新的模拟提出了一种不同的理论——月球可能在几个小时内立即形成，当时来自地球和忒伊亚的物质在撞击后直接发射到轨道上并很快融合形成了最初的月球。

该研究中使用的模拟是同类中最详细的模拟，以任何模拟运行的最高分辨率运行，以研究月球的起源或其他巨大的影响。

撞击模拟

巨大撞击的数值模拟通常使用平滑粒子流体动力学 (SPH) 来模拟使用在重力和压力下演化的粒子的行星。大多数以前的月球形成模拟都使用了大约 10^ 5 –10^ 6 个粒子，但这种低分辨率甚至无法收敛于巨大撞击的大规模结果，例如行星的自转周期或喷射碎片的质量。

该研究最多使用 了10 ^8个粒子来模拟。一颗月球质量的卫星本身将由大约 10^6个粒子来模拟，这使研究人员能够详细检查其组成，能够以以前研究无法看到的方式看到新行为的出现。

月球成分之谜

以前流行的理论可以很好地解释月球特性的某些方面，例如它的质量和轨道，但有一些问题。

一个突出的谜团是为什么月球的成分与地球的成分如此相似。

科学家们可以根据其同位素特征来研究材料的成分，这是一个关于物体是如何以及在何处被创造出来的化学线索。科学家们已经能够在实验室研究的月球样本显示出与地球岩石非常相似的同位素特征，这与来自火星或太阳系其他地方的岩石不同。

这说明构成月球的大部分物质很可能最初来自地球。

在先前的理论中，忒伊亚碎片被喷入轨道并仅与来自地球的少量物质混合，我们不太可能看到如此强烈的相似性——除非忒伊亚在同位素上也与地球相似，这不太可能是巧合。

而在这个新理论中，更多的地球物质被用来创造月球，特别是它的外层，这有助于解释这种成分的相似性。

虽然已经有其他理论来解释这些组成上的相似性，例如 synestia 模型：月球是在碰撞后蒸发的岩石漩涡中形成的，但这些理论可以说难以解释月球为何在当前的轨道运行。

新提出的这种更快的单阶段形成理论为这两个突出问题提供了更清晰、更优雅的解释。它还可以提供新的方法来寻找其他未解之谜的答案。

宇宙充满了碰撞——撞击是行星体形成和演化的重要组成部分。在地球上，我们知道忒伊亚的影响和其历史上的其他变化是它如何能够收集生命所需材料的一部分。

科学家们越能模拟和分析这些碰撞中的作用，我们就越能准备好了解一颗行星如何演变成像我们自己的地球一样适合居住。

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