月球可能只花了5个小时就诞生了。
这是美国西南研究院（Southwest Research Institute）一项新模拟给出的结果。研究团队在电脑里重演了大约45亿年前那场造出月球的大碰撞，发现在某些条件下，撞击发生后大约5个小时，一颗完整的月球就已经成形，绕着地球转了起来。
这跟过去20多年的主流剧本很不一样。那个剧本是这样的：一颗火星大小的天体忒伊亚（Theia）撞上了原始地球，忒伊亚被撞得粉碎，碎屑在地球周围铺成一圈环，之后再一点点聚拢，慢慢堆成月球。
新剧本和老剧本用的是同一场撞击，同样大小的天体，同样的速度和角度。区别只在一件事：新模拟把石头的硬度算进去了。
石头有多硬，在天文学里叫材料强度，意思是岩石抵抗变形和破碎的能力。2001年，西南研究院的罗宾·卡纳普（Robin Canup）和美国亚利桑那大学的埃里克·阿斯法格（Erik Asphaug）发表了大碰撞假说领域一篇里程碑式的经典论文，他们的模拟直接略过了这一项。理由听起来很合理：两颗行星相撞释放的能量大得离谱，岩石再硬，在这种场面里也跟水没什么两样，何必多算。
此后20多年，几乎所有月球起源模拟都沿用了这个处理。
这次领导研究的阿迪恩·丹顿（Adeene Denton）是西南研究院的博士后研究员。她此前研究冥王星和卡戎那对系统的形成时，已经发现材料强度对小天体碰撞影响很大。至于对月球这种量级的撞击是否也重要，她当时心里没底，于是干脆试一试。结果材料强度的影响比预想的大得多。她说，之前大家都觉得没必要把地球和忒伊亚当成有地质性质的天体来模拟，可一旦这么做，月球的诞生方式就变了。
关键在于，石头的硬度随温度变。冷的岩石硬，热的岩石软，烧到接近熔化时几乎没什么强度可言。所以两颗行星撞在一起时有多热，会显著影响撞击的结果。
研究团队用完全相同的撞击参数跑了3组模拟，只改两颗天体的初始温度：表面约130℃、约530℃、约1730℃。冷的那一组，忒伊亚撞上地球后，有一大块没被撞散，几个小时内就整合成一颗完整的月球。热的那一组，忒伊亚彻底解体，地球周围铺开一个巨大的碎屑盘，月球要从这个盘里慢慢攒出来。
丹顿还试了另一件事：直接沿用2001年那篇经典论文的全部参数，连两颗天体内部的温度结构都照搬。结果大约5个小时后，一颗完整的月球就出现了。
模拟里冒出过完整月球，这在以前的研究里也有先例。但把材料强度和温度确认成决定月球是整块诞生还是从碎屑盘里攒出来的核心因素，这项研究在月球起源模拟里还是头一回。相关论文发表在《天体物理学杂志通讯》（The Astrophysical Journal Letters）上。
这个发现还顺手给月球的年龄问题递上了一条新线索。
原行星刚形成时都很热，之后随着年龄增长慢慢冷却。也就是说，如果那场撞击发生得早，地球和忒伊亚都还是滚烫的，结果更可能是碎屑盘；如果发生得晚，两颗天体已经凉下来，月球就更可能整块诞生。月球一开始是什么样子，和它是哪一天出生的，第一次被这样绑在了一起。
没有参与这项研究的卡纳普说：“这些结果暗示，今天月球的物理性质，比如它含有多少挥发性成分，可能和大碰撞发生时地球与忒伊亚的热状态有关联，这反过来可能帮助科学家更好地限定月球形成事件的时间。”
不过有个老问题，新模拟还是没能解决：地球和月球的成分为什么几乎一模一样。按大碰撞假说，月球有相当一部分材料来自忒伊亚，两颗来历不同的天体，撞出来的东西不该这么像。目前一种可能的解释是，忒伊亚和原始地球本来就诞生在原行星盘的同一片区域，而成分明显不同的火星，是在更远的地方形成的。
丹顿的说法是，地球和火星在太阳系的同一片街区长大，像兄弟姐妹；而月球和地球，更像一对异卵双胞胎。
至于这对双胞胎当年是怎么分开的，月球是几个小时里滚出来的，还是从碎屑盘里慢慢攒出来的，答案现在多了一个变量：撞击那天，两颗行星究竟有多热。
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图一：美国西南研究院主导的新模拟把材料强度纳入计算，发现火星大小的忒伊亚撞击地球后，月球的形成方式出现了根本变化。忽略材料强度的模拟（上）产生一个碎屑盘，月球从中慢慢攒出；纳入材料强度的模拟（下）可以直接产生一颗完整的月球。这两种情况大致分别对应较热（上）与较冷（下）的相撞行星，也大致对应撞击发生得较早与较晚。这些条件还可能影响月球和地球的成分，这在科学界仍是一个悬而未决的问题，图源：美国西南研究院图二：3组撞击参数完全相同、只改初始温度的月球形成模拟的最终状态，从冷到热依次为：表面温度约400K（上排）、约800K（中排）、约2000K（下排），均纳入材料强度，分别展示撞击后0.5、5、12和24小时的情形，图源：《天体物理学杂志通讯》（2026），DOI: 10.3847/2041-8213/ae91e9
信源：Southwest Research Institute. "Giant impact could have formed an intact moon within five hours, simulations suggest." Phys.org, 1 Sept. 2026
