De când oamenii au observat cerul nopții, au încercat să explice de unde provin cerurile. Epoca în care explicația a fost găsită în poveștile despre zei și zeițe este în trecut, iar acum răspunsurile sunt căutate prin teorie și măsurare. O teorie a modului în care s-a format luna este că un planetesimal de dimensiunea lui Marte a lovit Pământul și a învârtit o bucată de material care a devenit ulterior luna. Lipsa de fier în lună este o dovadă care susține ipoteza impactului mare.
Formarea sistemului solar
Sistemul solar a fost format acum aproximativ 5 miliarde de ani, ceea ce înseamnă că nu există nicio modalitate de a observa că se întâmplă. În schimb, oamenii de știință formează idei diferite - ipoteze - despre cum s-ar fi putut întâmpla, apoi fac măsurători care vor susține sau respinge ipoteza. Deși multe detalii sunt încă în dezbatere, schema generală a procesului este bine înțeleasă. Un nor mare de atomi - în majoritate atomi de hidrogen - s-a prăbușit pe măsură ce se atrăgeau reciproc cu forța gravitației. Când suficienți atomi de hidrogen au fost presați strâns în centru, soarele a început să creeze energie de fuziune. Energia din soare a împins atomii rămași departe de centru în același timp în care gravitația îi trăgea spre centru. Echilibrul forțelor a însemnat că atomii mai grei tindeau să rămână mai aproape de centru, în timp ce atomii mai ușori erau împinși mai departe.
Formarea planetelor
În același timp în care soarele împingea și trăgea atomii, aceștia se trăgeau și unul pe celălalt. Atomii vecini s-au strâns împreună în bucăți mici, care s-au strâns în bucăți mai mari și așa mai departe până când au fost mai mult sau mai puțin planetele pe care le cunoașteți astăzi. Planetele cele mai apropiate de soare s-au format din atomii mai grei din acea vecinătate, în timp ce planetele îndepărtate s-au format mai ales din atomi mai ușori. În fiecare planetă, gravitația era încă la lucru, aducând materialul mai dens în centru, lăsând material mai ușor în exterior. Pe Pământ, acest lucru însemna că elementele cele mai grele, cum ar fi uraniul și fierul, au coborât la miez, în timp ce moleculele mai ușoare au ajuns cel mai departe de centru.
Ipoteza cu impact mare
La începutul anilor 1970 oamenii de știință au propus ipoteza impactului mare sau a impactului gigant. Ipoteza afirmă că un corp planetar de mărimea lui Marte a lovit o lovitură aruncătoare asupra Pământului. Coliziunea a bătut bucăți libere de pe suprafața Pământului, iar acele bucăți s-au atras în cele din urmă în Lună. Coliziunea a înclinat Pământul, astfel încât Pământul se rotește la un unghi de 23,5 grade față de orbita sa - ducând la variații sezoniere pe Pământ.
Fierul lunii
Când planetesimalul a lovit Pământul, elementele grele - cum ar fi fierul - se instalaseră deja mai adânc pe planetă. Așadar, coliziunea a rupt bucăți de pe Pământ, dar acestea au fost bucăți din scoarța Pământului, pline de elemente și molecule mai ușoare. Miezul de fier al planetesimalului s-a unit cu miezul Pământului, deci pluteau doar mineralele și elementele mai ușoare. Acest lucru explică nu doar lipsa fierului în lună, ci și motivul pentru care luna este mai puțin densă decât Pământul. Aceste dovezi, împreună cu rotirea Pământului și alte câteva observații, au condus majoritatea oamenilor de știință pentru a susține ideea că luna este rezultatul unei coliziuni între Pământ și o altă planetă corp.