Sinds mensen de nachtelijke hemel hebben geobserveerd, hebben ze geprobeerd uit te leggen waar de hemel vandaan kwam. De tijd dat de verklaring te vinden was in verhalen over goden en godinnen ligt in het verleden, en nu worden de antwoorden gezocht door middel van theorie en meting. Een theorie over hoe de maan werd gevormd, is dat een planetesimaal ter grootte van Mars de aarde raakte en een stuk materiaal afspinde dat later de maan werd. Het gebrek aan ijzer in de maan is een bewijs dat de hypothese met grote impact ondersteunt.
Vorming van het zonnestelsel
Het zonnestelsel werd ongeveer 5 miljard jaar geleden gevormd, wat betekent dat er geen manier is om het te zien gebeuren. In plaats daarvan vormen wetenschappers verschillende ideeën - hypothesen - over hoe het zou kunnen zijn gebeurd, en voeren vervolgens metingen uit die de hypothese ondersteunen of weerleggen. Hoewel er nog over veel details wordt gedebatteerd, is de algemene schets van het proces goed begrepen. Een grote wolk van atomen - voornamelijk waterstofatomen - stortte in toen ze elkaar aantrokken met de zwaartekracht. Toen genoeg waterstofatomen in het centrum stevig tegen elkaar drukten, begon de zon fusie-energie te creëren. De energie van de zon duwde de resterende atomen weg van het centrum terwijl de zwaartekracht hen naar het centrum trok. Het krachtenevenwicht betekende dat zwaardere atomen de neiging hadden om dichter bij het centrum te blijven, terwijl lichtere atomen verder naar buiten werden geduwd.
Vorming van de planeten
Op hetzelfde moment dat de zon de atomen duwde en trok, trokken de atomen ook aan elkaar. Naburige atomen klonterden samen in kleine stukjes, die samenklonterden tot grotere klonten enzovoort, totdat ze min of meer de planeten waren die je vandaag kent. De planeten die het dichtst bij de zon staan, werden gevormd uit de zwaardere atomen in die omgeving, terwijl de verre planeten meestal uit lichtere atomen werden gevormd. Binnen elke planeet was de zwaartekracht nog steeds aan het werk, waardoor het dichtere materiaal naar het centrum werd gebracht en lichter materiaal aan de buitenkant achterbleef. Op aarde betekende dit dat de zwaarste elementen, zoals uranium en ijzer, naar de kern afdaalden, terwijl lichtere moleculen het verst van het centrum terechtkwamen.
De hypothese van de grote impact
In het begin van de jaren zeventig stelden wetenschappers de hypothese met grote impact of gigantische impact voor. De hypothese stelt dat een planetair lichaam ter grootte van Mars een blik op de aarde sloeg. De botsing sloeg losse brokken van het aardoppervlak, en die brokken trokken elkaar uiteindelijk naar de maan. Door de botsing kantelde de aarde, zodat de aarde onder een hoek van 23,5 graden draait ten opzichte van zijn baan - wat leidt tot seizoensvariaties op de aarde.
Het ijzer van de maan
Toen de planetesimal de aarde trof, waren de zware elementen - zoals ijzer - al dieper in de planeet gesetteld. Dus de botsing brak brokken van de aarde, maar dit waren brokken van de aardkorst, vol met lichtere elementen en moleculen. De ijzeren kern van het planetesimal sloot zich aan bij de kern van de aarde, zodat alleen de lichtere mineralen en elementen wegdreven. Dat verklaart niet alleen het gebrek aan ijzer in de maan, maar ook waarom de maan minder dicht is dan de aarde. Dat bewijs, samen met de draaiing van de aarde en een paar andere waarnemingen, heeft de meeste wetenschappers ertoe gebracht om het idee te ondersteunen dat de maan het resultaat is van een botsing tussen de aarde en een andere planetaire lichaam.