在科学界，关于月球的起源一直存在诸多假说，其中“大碰撞假说”占据主导地位。这一假说认为，约45亿年前，太阳系形成初期，一颗名为“忒伊亚”的火星大小原行星，以每秒约10公里的速度与年轻的地球发生剧烈碰撞。碰撞产生的巨大能量将地幔物质撞碎、汽化，抛洒到地球轨道，形成一圈炽热的硅酸盐熔体—气体盘。外盘物质通过引力吸积和碰撞逐渐聚合成月球，内盘物质则落回地球。早期经典模型认为，这一过程需要数百年乃至数千年。
2017年，哈佛大学和加州大学戴维斯分校的研究团队提出“联星体”理论，进一步细化了时间线。他们认为，高能碰撞会形成一个旋转的甜甜圈状结构，温度高达数千摄氏度。这个“甜甜圈”需要100到1000年才能冷却收缩，最终在轨道外侧凝结出月球。长期以来，科学家普遍认为月球的诞生是一个缓慢、渐进的过程，就像滚雪球一样需要漫长的时间。这种认知深刻影响了人们对月球演化和地质历史的解读。
然而，这一理论面临一个长期困扰科学家的难题——同位素之谜。通过分析月球岩石样本中的同位素组成，科学家发现月球的氧、钛、钨等关键同位素指标与地球几乎完全一致，而火星或其他天体的岩石则截然不同。既然月球是忒伊亚与地球碰撞的产物，并非地球的一部分，为何会有如此相像的元素“指纹”呢？传统理论只能假设忒伊亚与地球成分恰好相同，但这种概率极小的巧合显得牵强。
2019年起，英国杜伦大学的计算宇宙学家雅各布·克格赖斯团队开始用超级计算机“宇宙学机器”重演这场撞击。与以往模拟使用10万到100万个粒子不同，他们使用了1亿个粒子，分辨率前所未有。2022年，研究结果发表在《天体物理学杂志通讯》上：在足够的精度下，撞击抛出的地球碎块和忒伊亚残骸在几个小时内就“抱团”成了一颗完整的月球，这被称为“月球一次形成理论”。
2026年9月，美国西南研究院与亚利桑那大学的团队进一步推进研究。他们不再将两颗行星简单视为“一撞就散”的流体，而是将岩石本身的强度和温度结构纳入计算。通过模拟各种潜在温度下的碰撞，他们发现在最极端情景下——即地球和忒伊亚表面高温极高、处于熔融柔软状态时——卫星可能在仅五小时内形成。模拟结果显示，由于碰撞的碎片大部分保持完整，凝聚速度极快，一颗完整的月球在五小时左右就出现在绕地轨道上。
研究人员将这一发现命名为“即时卫星方案”。NASA艾姆斯研究中心的克格赖斯博士表示：“这为月球的演化打开了一个全新的起点。我们开始这个项目时，完全不知道高分辨率模拟会得出什么结果。除了发现低分辨率模拟可能遗漏重要信息之外，更令人兴奋的是，新的结果中包含了一个令人着迷的、类月球的轨道卫星。”
“即时卫星方案”解决了多个长期悬而未决的难题。首先，同位素之谜迎刃而解。由于碰撞发生在两颗天体尚未凝固的早期，碰撞将它们几乎完全融合，撞出的物质分不出彼此，因此月球的物质成分与地球一致。其次，月球轨道的倾斜得到更好解释。模拟显示，快速形成方式可以将月球送入一个较宽、有一定倾斜的轨道，与今天观测到的月球轨道特征吻合。第三，这一理论解释了月球薄壳的成因。快速形成意味着月球内部没有经历充分的熔融过程，导致岩石外壳相对较薄。
杜伦大学的文森特·埃克博士评价道：“我们对月球形成过程了解得越多，就越能深入认识地球自身的演化历史。地球和月球的历史是紧密交织的，而类似的碰撞故事可能在宇宙中其他行星上也反复上演。”这些发现可能对寻找系外卫星的天文探索产生深远影响。直到现在，天文学家寻找外星卫星的主要方式之一是寻找系外行星周围的碎片带。然而，如果月球形成只需要5小时，这些碎片场可能非常短暂且难以识别，大大增加了寻找系外卫星的难度。
当然，月球形成过程只花了5小时，只是初具球形的过程，后续的冷却过程仍经历了很久，甚至上亿年。而且这项研究只是月球成因的一种可能结果，因为科学界至今无法确切知道地球和忒伊亚碰撞时的具体温度。或许月球的成因还有更令人惊讶的故事等待揭晓。如此庞大的天体竟能在短时间内形成，确实颠覆了我们的常识认知，但宇宙的奥秘远超想象，人类的探索永无止境。
