Гипотезы образования луны


13 декабря 1972 года астронавт «Аполлона-17» Гариссон Шмитт подошел к валуну в море Спокойствия на Луне. «У этого валуна есть своя маленькая дорожка, ведущая прямо к холму», сообщил он своему командиру Юджину Сернану, отметив, где был валун перед тем, как скатиться вниз по склону. Сернан взял несколько проб.

Гипотезы образования луны

«Представь, что было бы, если бы ты стоял там до того, как скатился этот валун», задумчиво сказал Сернан. «Пожалуй, лучше не буду», ответил Шмитт.

Космонавты вырезали кусочки луны из валуна. Затем, используя грабли, Шмитт соскоблил пыльную поверхность и поднял камешек, который позже назовут «троктолит 76536».

Тот камень и его братья-валуны должны были рассказать историю о том, как появилась наша луна.


этой истории создания, записанной в бесчисленных учебниках и научно-музейных экспонатах за последние сорок лет, Луна была выплавлена из катастрофического столкновения между зародышевой Землей и твердым миром размером с Марс. Другой мир назывался Тейя, в честь греческой богини, которая дала жизнь Селене, луне. Тейя так сильно врезалась в Землю, что оба мира расплавились. Выброшенные Тейей потоки расплавленного материала потом остыли и затвердели, сформировав серебристого компаньона, которого мы все хорошо знаем.

Но современные измерения троктолита 76536 и других пород с Луны и Марса подвергли сомнению эту теорию. За последние пять лет множество исследований выявили проблему: каноническая гипотеза гигантского столкновения основана на предположениях, которые не соответствуют доказательствам. Если Тейя ударила Землю, а позже сформировала Луну, Луна должна состоять из материала Тейи. Но Луна не похожа на Тейю — или на Марс, раз уж на то пошло. До самых атомов она выглядит почти так же, как Земля.

Столкнувшись с этим несоответствием, лунные исследователи искали новые идеи, чтобы понять, как появилась луна. Самым очевидным решением может быть самое простое, но оно рождает другие проблемы с пониманием юной Солнечной системы: возможно, Тейя сформировала Луну, но при этом Тейя также состояла из вещества, которое практически идентично земному. Другой вариант — процесс столкновения смешал всё, гомогенизируя отдельные кусочки и жидкости в пироге, который затем разрезали на порции. В таком случае столкновение должно было быть чрезвычайно мощным, либо их должно было быть несколько. Третье объяснение ставит под сомнение наше понимание планет. Может быть так, что Земля и Луна, которые у нас есть сегодня, прошли через странные метаморфозы и дикие орбитальные танцы, которые радикально изменили их вращение и будущее.

Плохие новости для Тейи


Чтобы понять, что могло произойти в самый важный для Земли день, нужно начать с понимания юности Солнечной системы. Четыре с половиной миллиарда лет назад Солнце было окружено горячим облаком обломков в форме пончика. Звездные элементы вращались вокруг нашего новорожденного солнца, остывая и — на протяжении многих лет — сливаясь воедино в процессе, который мы до конца не понимаем. Сперва в сгустки, затем в планетезимали, затем в планеты. Эти твердые тела жестко и часто сталкивались, испарялись и появлялись заново. Именно в этом невероятно жестком звездном бильярде были выкованы Земля и Луна.

Чтобы получить такую Луну, которая у нас есть сегодня, с ее размером, вращением и скоростью, с которой она отходит от Земли, наши лучшие компьютерные модели говорят, что с чем бы ни столкнулась Земля, это что-то должно быть размером с Марс. Что-то больше или меньше уже произвело бы систему с гораздо большим угловым моментом, чем мы наблюдаем. Снаряд побольше также выбросил бы слишком много железа на орбиту Земли и произвел бы гораздо более богатую железом Луну, чем мы наблюдаем.


Первые геохимические исследования троктолита 76536 и других пород подкрепили эту историю. Они показали, что лунные породы должны были родиться в лунном океане магмы, которые могли, в свою очередь, появиться вследствие гигантского столкновения. Троктолит плавал в расплавленном море как айсберг в Антарктиде. Исходя из этих физических ограничений, ученые решили, что Луна была сделана из останков Тейи. Но есть проблема.

Вернемся к юной Солнечной системе. По мере того, как твердые миры сталкивались и испарялись, их содержимое смешивалось, в конечном итоге оседая в отдельных регионах. Ближе к Солнцу, где было жарче, более легкие элементы были более склонны нагреваться и убегать, оставляя избыток тяжелых изотопов (вариаций элементов с лишними нейтронами). Дальше от Солнца породы имели возможность удерживать больше воды и оставались более легкие изотопы. Поэтому ученый может исследовать смесь изотопов, чтобы определить, в какой части Солнечной системы она появилась, подобно тому, как акцент выдает родину человека.

Эти различия так сильно выражены, что их используют для классификации планет и типов метеоритов. Марс так сильно отличается от Земли, например, что его метеориты можно идентифицировать путем простого измерения соотношения трех разных изотопов кислорода.

В 2001 году, используя передовые методы масс-спектрометрии, швейцарские ученые снова изучили троктолит 76536 и другие лунные образцы. Выяснилось, что их изотопы кислорода неотличимы от тех, что на Земле. Геохимики с тех пор изучили титан, вольфрам, хром, рубидий, калий и другие не совсем заурядные металлы на Земле — и все они выглядели практически одинаково.


Это плохая новость для Тейи. Если Марс так сильно отличается от Земли, Тейя — а значит, и Луна — должны тоже отличаться. Если же они одинаковы, это значит, что луна должна была сформироваться из расплавленных кусочков Земли. Породы, собранные «Аполлоном», выходит, будут прямо противоречить тому, на чем настаивает физика.

«Каноническая модель переживает серьезный кризис», говорит Сара Стюарт, планетолог Калифорнийского университета в Дэвисе. «Она еще не убита окончательно, но ее нынешний статус заключается в том, что она не работает».

Луна из пара

Стюарт пыталась переосмыслить физические ограничения этой проблемы — необходимость в ударном теле определенного размера, которое движется с определенной скоростью, — на фоне новых геохимических доказательств. В 2012 году она и Матия Жук, ныне работающая в Институте SETI, предложили новую физическую модель формирования Луны. Они заявили, что юная Земля была вращающимся дервишем, день которого длился два-три часа, когда в нее ударила Тейя. Столкновение произвело диск вокруг Земли — как кольцо Сатурна — но тот продержался всего 24 часа. В конечном итоге диск остыл и затвердел, сформировав Луну.

Суперкомпьютеры недостаточно мощны, чтобы полностью смоделировать этот процесс, но они показали, что снаряд, врезающийся в такой стремительно вращающийся мир, может срезать достаточное количество Земли, полностью уничтожить Тейю и соскрести достаточно шкурки с обеих, чтобы создать Луну и Землю с одинаковыми изотопными соотношениями. Как гончар на гончарном круге.


Чтобы объяснение с быстро вращающейся Землей было верным, однако, должно быть что-то еще, замедлившее скорость вращения планеты до нынешнего состояния. В своей работе 2012 года Стюарт и Чук утверждали, что при определенных орбитально-резонансных взаимодействиях Земля должна была передать угловой момент солнцу. Позже Джек Уисдом из Массачусетского технологического института предложил несколько альтернативных сценариев по извлечению углового момента из системы Земля-Луна.

Однако ни одно из объяснений не было удовлетворительным. Модели 2012 года так и не могли объяснить орбиту Луны или ее химию, говорит Стюарт. И вот, в прошлом году, Саймон Лок, выпускник Гарвардского университета и студент Стюарта в то время, представил обновленную модель, которая предложила ранее не предлагавшуюся планетарную структуру.

По его мнению, каждый кусочек Земли и Тейи испарился и сформировал раздутое, распухшее облако в виде толстого бублика. Облако вращалось так быстро, что достигло точки под названием предел совместного вращения. На этом внешнем краю облака испарившаяся порода кружила так быстро, что облако приняло новую структуру, с толстым диском, обходящим внутренний регион. Что важно, диск не был отделен от центральной области так, как отделены кольца Сатурна.


Условия в этой структуре неописуемо адские; нет никакой поверхности, вместо нее облака расплавленной породы, причем каждая область облака образует капли дождя из расплавленной породы. Луны выросла внутри этого пара, говорит Лок, прежде чем пар окончательно остыл и оставил после себя систему Земля — Луна.

Учитывая необычные характеристики структуры, Лок и Стюарт посчитали, что она заслуживает нового названия. Они опробовали несколько версий, прежде чем прийти к «синестии», в которой используется греческий префикс «син», означающий «вместе», и богиня Гестия, которая представляет дом, очаг и архитектуру. Это слово означает «связанную структуру», говорит Стюарт.

«Эти тела не то, что вы думаете. И выглядят они не так, как вы думали они будут выглядеть».

В мае Лок и Стюарт опубликовали работу о физике синестий; их работа на тему синестии лунного происхождения все еще находится на рассмотрении. Они представили ее на конференции планетологов и сказали, что их коллеги были заинтересованы, но вряд ли согласны с идеей. Возможно, потому что синестия остается просто идее; в отличие от окольцованных планет, которых много в Солнечной системе, и протопланетарных дисков, которых много во Вселенной, никто никогда ни одной не видел.

Но это интересный способ объяснить особенности нашей Луны, когда наши модели, похоже, не работают.

Десять лун


Среди естественных спутников Солнечной системы, земная Луна может быть самым удивительным из-за своего одиночества. У Меркурия и Венеры естественных спутников нет, отчасти из-за их близости к солнцу, гравитационное воздействие которого делает орбиты спутников нестабильными. У Марса есть крошечные Фобос и Деймос, которые некоторые считают захваченными астероидами; другие говорят в пользу падений крупных тел на Марс. У газовых гигантов есть множество спутников, как твердых, так и мягких.

В отличие от этих спутников, спутник Земли также выделяется своими размерами и физической нагрузкой, которую несет. Луна составляет менее 1% Земли по массе, а общая масса спутников внешних планет — менее 1/10 процента их родителей. Что еще более важно, на Луну приходится 80% углового момента системы Земля —
Луна. Иными словами, Луна отвечает за 80% движения системы в целом. Для внешних планет это значение меньше 1%.

Возможно, Луна не всегда тащила всю эту ношу. Лицо спутника демонстрирует свидетельства тяжелой бомбардировки; почему же тогда мы должны полагать, что лишь один удар вылепил Луну из Земли? Возможно, Луна сформировалась в процессе множества столкновений, считает Ралука Руфу, планетолог НИИ Вайцмана в Израиле.

В работе, опубликованной прошлой зимой, она утверждала, что спутник Земли может быть не изначальным. Вместо этого он стал собранием тысяч кусков — по меньшей мере десяти, исходя из ее расчетов. Снаряды прилетали под разным углом и с разной скоростью на Землю и формировали диски, которые сливались в «обломки лун», в конечном итоге слепив ту Луну, которую мы знаем сегодня.


Планетологи отметили ее работу. Робин Кануп, лунолог Юго-Западного научно-исследовательского института и специалист по теориям лунного образования, говорит, что теория достойна рассмотрения. Однако необходимы дополнительные исследования. Руфу не уверена, двигались ли эти обломки в одном направлении, подобно тому, как Луна постоянно смотрит в одном направлении. Если да, то как они вообще могли слиться? Это предстоит выяснить.

Между тем, другие обратились к другому объяснению сходства Земли и Луны, которое могло бы иметь очень простой ответ. От синестий до лунных поясов, новые физических модели — и новая физика — могут быть спорными. Возможно, Луна похожа на Землю лишь потому, что и Тейя была похожа.

Одно и то же

Луна — не единственная «земная» вещица в Солнечной системе. Породы вроде троктолита 76536 имеют такое же соотношение изотопов кислорода, что и земные породы, а также группы астероидов — энстатитовых хондритов. Состав изотопов кислорода у этих астероидов схож с земным, говорит Мириам Телус, космохимик, изучающий метеориты в Институте Карнеги в Вашингтоне. «Один из аргументов состоит в том, что они сформировались в горячих областях диска, которые могли быть ближе к солнцу», говорит она. Возможно, они сформировались рядом с Землей.

Некоторые из этих пород собрались, чтобы сформировать Землю; другие сформировали Тейю. Энстатитовые хондриты — это остаточные камни, которые никогда не собирались и не становились достаточно большими, чтобы образовывать мантии, ядра и полностью сформированные планеты.


В январе Николас Дауфас, геофизик Чикагского университета, заявил, что большинство камней, которые стали Землей, были метеоритами энстатитового типа. Он утверждал, что все, что сформировалось в одном регионе, будет собираться из них. Планетарное строительство проходило с использованием одних и тех же замешанных материалов, которые мы сейчас находим на Земле и Луне; они выглядят одинаково, потому что являются одним и тем же. Гигантское тело, которое сформировало Луну, вероятно, имело изотопный состав, схожий с земным.

Дэвид Стивенсон, планетолог из Калифорнийского технологического института, изучающий происхождение Луны с тех пор, как гипотеза Тейи была впервые представлена в 1974 году, говорит, что считает эту работу самым важным вкладом в спор за последний год. Потому что она посвящена проблеме, которую геохимики пытаются решить десятилетиями.

«Это умная история о том, как нужно рассматривать различные элементы, попадающие на Землю», говорит Стивенсон.

Но не все согласны. Остаются вопросы об изотопном соотношении элементов вроде вольфрама, отмечает Стюарт. Вольфрам-182 является производным от гафния-182, поэтому отношение вольфрама к гафнию работает как часы, определяя возраст конкретной породы. Если у одной породы больше вольфрама-182, чем у другой, можно смело заявлять, что богатая вольфрамом порода сформировалась раньше. Но самые точные измерения показывают, что соотношения вольфрама к гафнию у Земли и Луны одинаковы. Два тела должны были находиться в особых условиях, чтобы так получилось.


По материалам Quanta

Источник: Hi-News.ru

В начале этой недели ученые-астрофизики из Института геофизики Парижа опровергли версию происхождения Луны, которая до сих пор считалась наиболее вероятной. Согласно этой гипотезе, примерно 4,5 миллиардов лет назад совсем еще юная Земля столкнулась с протопланетой Тейей, в результате чего образовалась Луна.

Компьютерные симуляции, проведенные специалистами, поставили под сомнение эту версию, а заодно и многие другие наши представления о происхождении ближайшего к Земле космического тела.

Гипотезы образования луны

Редакция «МИР 24» выбрала основные версии происхождения спутника и вместе со специалистами взвесила «за» и «против» популярных гипотез.

Версия №1: одно гигантское столкновение

Модель ударного формирования Луны оставалась доминирующей в науке последние три десятилетия. Астрофизики приняли ее почти единогласно после того, как в декабре 1972 года лунный модуль корабля «Аполлон-17» в ходе последней высадки на спутник доставил на Землю более 110 кг лунных пород.

Анализ химического и изотопного состава грунта привели ученых к мысли о том, что на раннем этапе формирования Солнечной системы Земля могла столкнуться с крупным небесным телом – протопланетой, габариты которой были соразмерны сегодняшнему Марсу, то есть примерно 10,7% от массы Земли.

«Для обоих небесных тел это событие было катастрофическим, и материал, который был выброшен в результате этого столкновения, многие тысячелетия частично оставался на орбите Земли, из-за чего в результате эволюционного сжатия и образовался земной спутник», – рассказывает доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Института космических исследований РАН Александр Родин.

Имена небесным телам по традиции даются греческие, мифологические. Поэтому гипотетическая протопланета получила название в честь одной из сестер-титанид Тейи, которая, по верованиям древних греков, была матерью Селены (Луны). Связь между Землей и спутником оказалась настолько сильной, что со временем Луна начала вызывать на Голубой планете приливы и отливы.

Это в свою очередь сформировало на мокрой тверди условия для появления первых элементов биологической жизни (нуклеотидов) из простейших азотистых соединений, смеси фосфата и углеводов. Так под воздействием лунной активности и солнечного света на земной поверхности образовалась первая «лаборатория» для формирования будущей жизни.

В пользу теории мегавзрыва говорит тот факт, что ядро земного спутника слишком мало для планеты, которая сформировалась одновременно с Землей (радиус ядра Луны около 240 километров). Кроме того по своему составу Луна куда однородней нашей планеты. Вроде бы все склоняло ученых к той точке зрения, что причина рождения Луны протокрасавица Тейя.

Подозрения в справедливости такой красивой гипотезы возникли у астрономов Парижского института геофизики. Смущали химические составы земной мантии и лунного грунта. Что-то там было не так. В результате парижские астрономы запустили многолетний эксперимент, который только что завершился.

В течение этого эксперимента они провели 1,7 млрд компьютерных симуляций столкновения Земли и Тейи и выяснили, что масса гипотетического небесного тела, с которым столкнулась Земля, не могла составлять больше 15% от массы нашей планеты.

В противном случае, земная мантия содержала бы в разы больше никеля и кобальта, а из лунного грунта уже давно испарились бы легкие изотопы радиоактивных элементов, которые присутствуют в ней сейчас, например, изотоп гелия-3.

Версия №2: теория множественных бомбардировок

«Последнее исследование французов подтверждает предположение о том, что столкновение было не одно – их было множество, – объясняет доктор Родин, – Будущий материал для формирования спутника накапливался миллионы лет на земной орбите, а сами тела-бомбардировщики были гораздо меньше, чем гипотетическая Тейя».

Однако, по мнению ученого, эпохального переворота это открытие не совершило. Последние десятилетия Луна остается не только самым изученным, но и самым активно изучаемым объектом Солнечной системы. Ежегодно в распоряжение ученых поступают все новые и новые данные, которые опровергают ту или иную из существующих гипотез.

Гипотезы образования луны

«Компьютерные симуляции помогают нам лишь смоделировать те или иные условия. Примерно так же работают метеорологи, определяя погоду на ближайшее время. Но мы прекрасно понимаем, что даже прогноз на завтра и тот может быть неверным. Что же говорить о таких глобальных событиях, как зарождение живой материи, формирование Луны или Земли», – отметил ученый.

С ним согласен и доктор физико-математических наук, заведующий отделом исследования Луны и планет института им. П. К. Штернберга МГУ Владимир Шевченко.

По его словам, французских астрофизиков на несколько лет опередил российский ученый, директор Института геохимии имени В. И. Вернадского Эрик Галимов, который проанализировал гипотезу о протопланете Тейе и одним из первых в мировой науке смог аргументированно ее опровергнуть. Правда, чисто теоретически. Теперь его теория получила экспериментальное подтверждение.

Версия №3: «сестринская» гипотеза

Гипотеза, к которой сегодня склоняются многие российские ученые, звучит так: Луна и Земля сформировались относительно одновременно из единого газопылевого облака. Это произошло около 4,5 млрд лет назад, что подтверждают данные радиоизотопной датировки метеоритных образцов, так называемых хондритов.

«Зародыш» Земли притянул к себе максимальное число частиц в зоне их доступности, а из оставшихся фрагментов на орбите сформировался меньший по размерам, но схожий по химическому составу спутник.

«Эта теория снимает сомнительные вопросы относительно геохимических показателей лунного грунта, – объясняет Владимир Шевченко. — Если бы мегаудар имел место, Луна должна была бы содержать то же вещество, из которого Земля состояла на момент и была бы куда больше похожа на Землю, чем сейчас», – резюмирует профессор.

Правда, такая красивая гипотеза об общем облаке-прародителе многого не объясняет. Например, того, почему лунная орбита не лежит в плоскости земного экватора и почему ее железно-никелевое ядро сформировалось столь миниатюрным по сравнению с нашим.

Версия №4: планета-пленница, или «супружеская» гипотеза

Одна из самых любопытных гипотез, имеющих при этом наименьшее число доказательств, – гипотеза о том, что Луна изначально образовалась как независимая планета Солнечной системы. В результате отклонения небесного тела от орбиты (так называемых пертурбаций) планета, так сказать, "сбилась с курса" и вышла на эллиптическую орбиту, пересекающуюся с Землей.

При одном из сближений Луна попала в поле действия земной гравитации и превратилась в ее спутник.

Американских астрономов под руководством Томаса Джексона Си эта теория заинтересовала отнюдь не из академических соображений. Дело в том, что легенды древнего африканского народа догонов повествовали о временах, когда на ночном небе еще не было второго светила — Луны.

Несмотря на то, что теория не вписывалась в «Большую тройку» академических гипотез о происхождении спутника, ее всерьез обсуждала группа ученых под руководством Сергея Павловича Королева при проектировке спускаемой автоматической станции.  

Ученым предстояло «вслепую» решить, каким образом была сформирована Луна. От их выводов зависел успех прилуления станции. Ведь если Луна вращается вокруг Земли миллиарды лет, без плотной атмосферы на ее поверхности должен был скопиться многометровый слой опадающей из космоса пыли.

Если это действительно так, станция, предназначенная для посадки на Лунную твердь, просто бы утонула.

Гипотезы образования луны

Предположение о том, что Луна была захвачена Землей сравнительно недавно, ученым явно нравилось больше. В этом случае ее поверхность должна была быть все еще твердой. Поэтому и аппарат для посадки решили рассчитывать именно на этот сценарий.

Правда, противоречий у этой теории больше, чем у других версий происхождения спутника. Например, почему у изотопов кислорода на Луне и Земле наблюдается такая идентичность?

Или почему Луна вращается в одном направлении с Землей, тогда как луны, захваченные Юпитером – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — вращаются в ретроградном, то есть противоположном от Юпитера направлении.

Как бы то ни было, даже относительно «складные» и «привлекательные» гипотезы не дают точного описания того, как именно на земном небосклоне возникло ночное светило. Впрочем, такие нестыковки наблюдаются при описании любого другого физического явления такого масштаба, отмечает Александр Родин.

Каждое новое открытие, даже проведенное в земных условиях, может в любой момент поставить под сомнение любую «устоявшуюся» в науке гипотезу. Даже о происхождении Земли — не то что ее спутника.

Надежда Сережкина

Источник: paranormal-news.ru

Исторические взгляды на происхождение Луны[править | править код]

Луна́ своим видом и фактом существования всегда изумляла человечество. В древности многие народы поклонялись Луне как божеству. Древние греки, возможно, первыми стали изучать Луну, используя научный подход. В третьем веке до н. э. Аристарх Самосский, наблюдая земную тень на Луне во время лунных затмений, оценил расстояние до Луны в шестьдесят радиусов Земли (замечательный результат: по современным данным, радиус лунной орбиты меняется в пределах от 55 до 63 земных радиусов). Плутарх предполагал, что на Луне могут жить люди — селениты. Считалось, что тёмные пятна на Луне — это моря, а светлые места — суша.

В 1609 году Галилео Галилей обнаружил на Луне горы и кратеры, разглядев в телескоп отбрасываемые ими тени. На основании своих наблюдений Галилей пришёл к выводу, что Луна является каменистым телом, как и Земля. С тех пор над загадкой образования Луны размышляли многие поколения учёных, начиная с Иммануила Канта и Рене Декарта. С начала семнадцатого века и до середины двадцатого было выдвинуто несколько основных гипотез, которые имели своих сторонников и свои взлёты популярности.

Первую научную теорию возникновения Луны выдвинул в 1878 году британский астроном Джордж Говард Дарвин[2]. Согласно этой теории, Луна отделилась от Земли в виде магматического сгустка под действием центробежных сил. Альтернативная «теория захвата» предполагала существование Луны как отдельной планетезимали, захваченной гравитационным полем Земли[2]. Теория совместного формирования предполагает одновременное формирование Земли и Луны из единого массива мелких обломков породы[2]. Анализ грунта, доставленного миссией Аполлон, показал, что лунный грунт по составу значительно отличается от земного[3]. Кроме того, современные компьютерные модели показали нереальность отделения от Земли массивного тела под действием центробежных сил[3]. Таким образом, ни одна из трех первоначальных теорий не выдерживает критики (см. также «Гипотезы происхождения Луны» ниже

).

Новая эра в изучении Луны началась в 1960-х годах, с полётов к Луне советских автоматических станций и американских «Аполлонов». Появилась новая наука — селенология. На Землю были доставлены образцы лунных пород, которые дали богатый материал для размышлений и переоценки старых идей.

Возникновение Солнечной системы[править | править код]

Возникновение Солнечной системы началось с гравитационного сжатия газопылевого облака, в центре которого сформировалось самое массивное тело — Солнце. Вещество протопланетного диска собралось в небольшие планетезимали, которые сталкивались между собой и образовывали планеты. Часть планетезималей была выброшена из внутренних областей в пояс Койпера и в облако Оорта.

Общее и особенное в свойствах Луны, Земли и системы Земля — Луна[править | править код]

Любая рассматриваемая гипотеза образования Луны должна не только соответствовать физическим законам, но и объяснять следующие обстоятельства:

  • Средняя плотность Луны составляет 3,3 г/см³, значительно уступая средней плотности Земли — 5,5 г/см³. Причина — у Луны очень маленькое железо-никелевое ядро — оно составляет всего 2-3 % от общей массы спутника (по данным миссии NASA «Lunar Prospector»). Металлическое ядро Земли составляет около 30 % массы планеты.
  • Луна, по сравнению с Землёй, имеет весьма низкое содержание легколетучих элементов, таких, как водород, азот, фтор, инертные газы. И напротив, на Луне наблюдается некоторый излишек относительно тугоплавких элементов, например, титана, урана и тория.
  • Породы лунной коры и породы земной коры и мантии практически идентичны по соотношению стабильных изотопов кислорода 16O, 17O, 18O (это соотношение иногда называют «кислородной подписью»). Для сравнения, метеориты из разных частей Солнечной системы (в том числе и т. н. марсианские метеориты) имеют совершенно другие соотношения изотопов кислорода. Такая идентичность свидетельствует о том, что Земля и Луна (или, как минимум, поверхность Луны) сформировались из одного слоя планетезималей — на одинаковом расстоянии от Солнца.
  • Луна имеет мощную прочную кору толщиной в 60-80 километров (в несколько раз толще земной коры), образованную из анортозитовых пород — продуктов плавления лунной мантии. Поэтому полагают, что Луна когда-то была нагрета до полного расплавления. Земля, как считается, никогда не была полностью расплавленной.
  • Луна и Земля примечательны самым большим в Солнечной системе отношением массы спутника к массе планеты — 1:81 (выше — только у Харона и Плутона, но последний уже не считается планетой, и ряда меньших объектов);
  • Система Земля—Луна обладает необычно высоким угловым моментом импульса (уступая, опять же, только системе Плутон—Харон).
  • Плоскость орбиты Луны (наклон 5° к эклиптике) не совпадает с экваториальной плоскостью Земли (наклон 23,5° к эклиптике).

Гипотезы происхождения Луны[править | править код]

На основании этого были выдвинуты следующие гипотезы:

  • Гипотеза центробежного разделения: от быстро вращающейся протоземли под действием центробежных сил отделился кусок вещества, из которого затем образовалась Луна. Эту гипотезу в шутку называют «дочерней».
  • Гипотеза захвата: Земля и Луна образовались независимо, в разных частях Солнечной системы. Когда Луна проходила близко к земной орбите, она была захвачена гравитационным полем Земли и стала её спутником. Эту гипотезу в шутку называют «супружеской».
  • Гипотеза совместного образования: Земля и Луна образовались одновременно, в непосредственной близости друг от друга (в шутку — «сестринская» гипотеза).
  • Гипотеза испарения: из расплавленной протоземли были выпарены в пространство значительные массы вещества, которые затем остыли, сконденсировались на орбите и образовали протолуну.
  • Гипотеза многих лун: несколько маленьких лун были захвачены гравитацией Земли, затем они столкнулись друг с другом, разрушились, и из их обломков образовалась нынешняя Луна.
  • Гипотеза столкновения: протоземля столкнулась с другим небесным телом, а из выброшенного при столкновении вещества образовалась Луна.
  • Взрыв природного ядерного реактора. Природный ядерный реактор перешел в критический режим, взорвался и выбросил с Земли вещество, достаточное для образования Луны. Если этот реактор располагался вблизи границы между мантией и ядром и неподалеку от экватора, то значительное количество горных пород Земли оказалось бы на экваториальной орбите[4].

Рассмотрение гипотез[править | править код]

До полётов «Аполлонов» основными в научном мире считались три гипотезы образования Луны: центробежного отделения, захвата, совместной аккреции. В англоязычной литературе их называют «Большой тройкой» (англ. The Big Three).

Гипотеза центробежного отделения[править | править код]

Гипотезу отделения Луны от Земли впервые выдвинул Джордж Дарвин, сын знаменитого Чарльза Дарвина, в 1878 году. Он предположил, что Земля, после образования, вращалась с очень высокой скоростью. Под действием центробежных сил планета стала настолько вытянутой по экватору, что от неё оторвался крупный кусок вещества (возможно, этому способствовали приливные силы Солнца). Из этого вещества впоследствии образовалась Луна. Эту гипотезу поддержал в 1882 году геолог Осмонд Фишер (англ.)русск.: по его мнению, бассейн Тихого океана образовался именно на том месте, где оторвалась от Земли будущая Луна. Гипотеза Дарвина — Фишера приобрела большую популярность и оставалась общепринятой в начале XX века.

Соображения за и против
Отрыв вещества от чрезмерно растянутого экваториального выступа хорошо объясняет имеющийся размер Луны. Этой гипотезе хорошо соответствует и меньшая плотность Луны, поскольку она соответствует плотности земной мантии. Современные данные подтверждают и факт более быстрого вращения Земли в далёком прошлом (см. приливное ускорение Луны). Однако требуемая для центробежного отрыва скорость вращения чрезмерно велика (один оборот Земли за 1-2 часа). Момент импульса вращения Земли в таком случае должен был в 3-4 раза превышать нынешний момент импульса системы Земля — Луна (который и без того необычно высок). Появление у образовавшейся Земли такого момента импульса вращения невозможно объяснить, как невозможно объяснить и его последующее исчезновение.
Более низкое, чем у Земли, содержание летучих элементов в лунном веществе не вписывается в данную гипотезу. К тому же современная теория тектоники литосферных плит считает, что тихоокеанский бассейн в его нынешнем виде существует всего около 70 миллионов лет, и никак не мог образоваться при отрыве мантии от Земли.

Гипотеза захвата[править | править код]

Гипотезу захвата первым выдвинул в 1909 году американский астроном Томас Джефферсон Джексон Си (Thomas Jefferson Jackson See). По этой гипотезе, Луна образовалась как независимая планета где-то в Солнечной системе, а затем в результате неких пертурбаций перешла на эллиптическую орбиту, пересекающуюся с орбитой Земли. При очередном сближении с Землёй Луна была захвачена гравитацией Земли и стала её спутником.

Соображения за и против
За:
  • Легенды ряда народов Земли, в частности, догонов, говорят о временах, когда Луны на небе ещё не было, и о появлении на небе нового светила (Луны).
  • При подготовке к отправке спускаемой автоматической станции на Луну в ОКБ С. П. Королёва пришлось решать вопрос о её происхождении. Если считать, что Луна вращается вокруг Земли миллиарды лет и, поскольку у неё нет плотной атмосферы, на её поверхности должен был скопиться многометровый слой опадающей из космоса пыли, в котором при посадке утонула бы станция, сконструированная для посадки на твёрдый грунт. В ОКБ разгорелись споры и появилось два подхода к созданию спускаемой части станции. Первый предполагал слой лунной пыли на поверхности и разработку средств посадки и передвижения по такому слою (например, пылевые катера). Второй — что Луна была захвачена Землёй сравнительно недавно и поэтому поверхность Луны, соответственно, твёрдая, на что и можно рассчитывать при посадке. Поскольку не было подтверждённых научных данных, ни один подход не мог взять верх, а учесть оба по техническим причинам было невозможно. Известно, что в этих условиях С. П. Королёв принял волевое решение считать поверхность Луны твёрдой и рассчитывать станцию соответственно:

следует рассчитывать на достаточно твёрдый грунт типа пемзы[1]

Против:
  • Захват Луны земной гравитацией мог бы хорошо объяснить высокий момент импульса системы Земля — Луна. Но результаты моделирования показывают, что вероятность захвата Землёй пролетающего тела с массой Луны ничтожно мала. Гораздо более вероятно, что пролетающая планета столкнулась бы с Землёй или наоборот, была бы отброшена гравитацией Земли далеко за пределы земной орбиты. Вариант с возможным захватом требует прохождения Луны на расстоянии меньше предела Роша, то есть Луна, возможно, была бы разорвана действием приливных сил.
  • Если бы захват всё-таки произошёл, то Луна, скорее всего, обращалась бы вокруг Земли в противоположном (ретроградном) направлении (как это наблюдается у захваченных лун Юпитера), и по сильно вытянутой эллиптической орбите.
  • Малая плотность Луны и отсутствие у неё железного ядра могут быть объяснены, если предположить, что Луна образовалась за пределами зоны планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс). Но тогда невозможно объяснить дефицит летучих элементов, которые есть в изобилии в зоне планет-гигантов. Трудно найти в Солнечной системе подходящую область с меньшим содержанием и того, и другого.
  • Идентичность соотношения изотопов кислорода на Луне и на Земле совершенно не вписывается в данную гипотезу.

Свою версию гипотезы захвата — с разрушением захваченной планеты приливными силами Земли — предложили в 1989 году Олег Сорохтин и Сергей Ушаков. По их теории, планета с соседней орбиты, названная Протолуной, была захвачена Землёй и перешла на околоземную орбиту. Поскольку новый спутник обращался быстрее вращения планеты, интенсивные приливные силы притягивали его к Земле (одновременно «раскручивая» Землю). Наконец, новообретённый спутник приблизился на расстояние предела Роша и начал разрушаться. Вещество с Протолуны по спирали устремилось к Земле. Затем спутник был практически разорван, его железное ядро упало на Землю, а значительная часть вещества коры осталась на орбите. Из этих обломков начала образовываться Луна, обретая сферическую форму и удаляясь от Земли.

Последнее место гипотезы выглядит слабым: почему Луна стала удаляться от Земли, если до этого Протолуна обращалась быстрее периода вращения Земли и приливные силы Земли тормозили её, приближая к Земле? Неясно также, почему на Землю упало именно железное ядро, а не вещество коры. И наконец, сама возможность столь удачного и «плавного» захвата соседней планеты по-прежнему выглядит крайне маловероятной.

Гипотеза совместного формирования (совместной аккреции)[править | править код]

Впервые подобную гипотезу представил Иммануил Кант в труде по космогонии, в 1755 году. Он предположил, что все небесные тела появились в результате сжатия пылевого облака, а Луна и Земля сформировались вместе, из одного пылевого сгустка: сначала Земля, потом, из оставшегося вещества, Луна. Большим сторонником гипотезы совместной аккреции был знаменитый астроном Эдуард Рош. В Советском Союзе гипотезу коаккреции активно разрабатывала школа Отто Шмидта (Виктор Сафронов, Евгения Рускол и др.). До 1970-х годов гипотеза совместной аккреции считалась наиболее проработанной.

Гипотеза предполагает, что Земля и Луна просто «выросли» на одной орбите как двойная планета, из первоначального протопланетного роя твёрдых частиц. Первой начала формироваться прото-Земля. Когда она набрала достаточную массу, частицы из протопланетного роя захватывались её притяжением и начинали вращаться вокруг зародыша планеты по самостоятельным эллиптическим орбитам. Из этих частиц образовался собственный околопланетный рой. Частицы роя сталкивались между собой, некоторые теряли скорость и падали на прото-Землю. Орбиты других усреднялись между собой — рой приобретал орбиту, близкую к круговой. Затем из этого роя начали формироваться зародыши будущего спутника, Луны.

Соображения за и против
Если Земля и Луна формировались в непосредственной близости, то идентичность кислородно-изотопного соотношения легко объясняется. Но тогда совершенно непонятными становятся различие в плотности двух тел, а также дефицит железа и летучих элементов на Луне.
По словам Уильяма Хартмана, «трудно представить, что два небесных тела вырастают рядом из одного орбитального слоя вещества, но при этом одно из них забирает всё железо, а второе остается практически без него».
Сторонники гипотезы объясняют это тем, что куски вещества роя при столкновениях дробились, затем тяжёлые железные частицы выпадали на Землю, а силикатная пыль оставалась на орбите. Такое объяснение вряд ли можно признать удовлетворительным: для этого практически все частицы роя должны были предварительно разрушиться до состояния пыли[5].
Сходным образом в этой гипотезе объясняется и дефицит летучих веществ — они испарялись при столкновениях и дроблениях частиц роя. Но для этого частицам пришлось бы сталкиваться на высоких относительных скоростях, а ведь они все, как предполагается, обращались в одном направлении. Притом, аналогичный процесс должен был бы происходить и при формировании Земли и других планет земной группы, но результатов этого не наблюдается.
Эта гипотеза также не смогла дать вразумительного объяснения ни большому моменту импульса системы Земля — Луна, ни наклону лунной орбиты в 5° к плоскости земной орбиты[6] [7].

Гипотеза испарения[править | править код]

В 1955 году Эрнст Юлиус Эпик выдвинул гипотезу, частично соединяющую гипотезы центробежного разделения и совместного образования. По его версии, прото-Земля, окружённая кольцом бомбардировавших её каменных частиц, от постоянных ударов разогрелась до высокой температуры — около 2000 °C. Значительные массы вещества были выпарены назад, в околоземное пространство. Солнечный ветер сдул летучие элементы, а более тяжёлые компоненты сконденсировались и соединились с материалом вращающихся колец, которые затем слились в один большой кусок вещества — Луну. Если нагревание Земли произошло на поздней стадии её формирования, то к этому времени тяжелые железные породы уже опустились в ядро, а содержание железа в поверхностных слоях Земли было значительно меньше первоначального.

Соображения за и против
Гипотеза испарения очень хорошо объясняет данные о химическом составе Луны, но не может разрешить ни проблему высокого углового момента импульса, ни проблему наклона лунной орбиты. Геологические данные также не подтверждают столь сильный разогрев Земли на стадии формирования: состав пород земной коры свидетельствует, что Земля никогда не была полностью расплавленной.

Гипотеза многих лун[править | править код]

Гипотезу образования одной большой Луны из нескольких спутников представили в 1960-х годах Томас Голд и Гордон Макдональд. Их основная идея состояла в том, что Земле гораздо проще было бы захватить по отдельности несколько пролетавших мимо небольших небесных тел, чем одно крупное. Если Земля «поймала» от шести до десяти мелких лун, то их орбиты в дальнейшем могли изменяться приливными силами. На протяжении примерно миллиарда лет луны могли сталкиваться друг с другом, а из их обломков сформировалась бы Луна.

Соображения за и против
Неправдоподобно выглядит сама возможность захвата Землёй большого количества спутников с их последующим разрушением. Марс имеет два небольших спутника (Фобос и Деймос), которые до сих пор сосуществуют на околомарсианских орбитах. Венера, масса которой близка к земной, вообще не имеет спутников, как и Меркурий.
Эта гипотеза также не объясняет идентичность изотопно-кислородного состава Луны и Земли.

Гипотеза столкновения[править | править код]

Гипотеза столкновения была предложена Уильямом Хартманомruen и Дональдом Дэвисом (Donald R. Davis) в 1975 году. По их предположению, протопланета (её назвали Тейя) размером примерно с Марс столкнулась с прото-Землёй на ранней стадии её формирования, когда наша планета имела примерно 90 % нынешней массы. Удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась прото-Луна и начала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля в результате удара получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения.

Соображения за и против
Гипотеза столкновения в настоящее время считается основной, поскольку она хорошо объясняет все известные факты о химическом составе и строении Луны, а также и физические параметры системы Земля — Луна. Первоначально большие сомнения вызывала возможность столь удачного соударения (косой удар, невысокая относительная скорость) такого крупного тела с Землёй. Но затем было предположено, что Тейя сформировалась на орбите Земли, в одной из точек Лагранжа системы Солнце — Земля. Такой сценарий хорошо объясняет и низкую скорость столкновения, и угол удара, и нынешнюю, почти точно круговую орбиту Земли.
  • для объяснения дефицита железа на Луне приходится принимать допущение, что ко времени столкновения (4,5 млрд лет назад) и на Земле, и на Тейе уже произошла гравитационная дифференциация, то есть выделилось тяжёлое железное ядро и образовалась лёгкая силикатная мантия. Однозначных геологических подтверждений этому допущению не найдено.

Гипотеза метеоритной бомбардировки[править | править код]

В 2007 году физик Николай Горькавый предположил, что Земля постепенно теряла свою массу в результате астероидной бомбардировки космическими телами размером в десятки и сотни километров[8]. Эти столкновения забросили часть вещества мантии Земли в космическое пространство, где из него образовалась Луна[9]. Гипотеза объясняет, откуда в лунном материале (и у полюсов Луны) вода, которая, согласно гипотезе гигантского столкновения, должна была выкипеть при мегастолкновении. Также новая гипотеза объясняет другое узкое место теории мегаимпакта: почему после столкновения с Тейей не лишилась воды и Земля, ведь она должна была разогреться до полного выкипания океанов. При ряде малых столкновений такого нагрева планеты быть не могло, и она не могла потерять основную массу воды.

Выводы Горькавого в 2014 году были поддержаны московской группой астрономов[10], а в 2015 году — израильскими специалистами[11].

Заключение[править | править код]

Одной из главных целей американских лунных экспедиций 1960—1970 годов было найти доказательства одной из трёх лидировавших тогда гипотез «Большой тройки» (гипотезы центробежного отделения, захвата и совместной аккреции). Но первые же полученные данные обнаружили серьёзные противоречия со всеми тремя гипотезами. Все накопленные к настоящему моменту факты, как считается[кем?], свидетельствуют в пользу гипотезы, которой во время полётов «Аполлонов» ещё не существовало: гипотезы гигантского столкновения[источник не указан 719 дней].

К началу 2000-х годов выяснилось, что гипотеза гигантского столкновения неудовлетворительно объясняет обеднённость Луны летучими компонентами по сравнению с Землёй, а именно не согласуется с фракционированием изотопов, которое должно происходить при испарении летучих компонентов после столкновения[12]. Поэтому российский геохимик Э. М. Галимов предложил гипотезу формирования Земли и Луны в результате фрагментации общего протопланетного газопылевого скопления, удовлетворительную как с геохимической, так и с динамической точки зрения[13][14].

Литература[править | править код]

  • W. K. Hartmann & D R. Davis: Satellite-Sized Planetesimals and Lunar Origins, Icarus 24 (1975): 504—515.
  • Hartmann, W. K., et al., eds 1986: Origin of the Moon (Houston: Lunar and Planetary Institute)
  • Dana Mackenzie, «The Big Splat, or How Our Moon Came to Be», 2003, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-15057-6.
  • Роберт Хейзен. История Земли: От звездной пыли — к живой планете: Первые 4 500 000 000 лет = Robert Hazen. The Story of Earth. The First 4.5 Billion Years, from Stardust to Living Planet. — М.Исторические взгляды на происхождение Луны: Альпина Нон-фикшн, 2017. — 364 p. — ISBN 978-5-91671-706-8.
  • Иэн Стюарт. Математика космоса. Как современная наука расшифровывает Вселенную. = Stewart Ian. Calculating the Cosmos: How Mathematics Unveils the Universe. — Альпина Паблишер, 2018. — 542 p. — ISBN 978-5-91671-814-0..

Источник: ru.wikipedia.org

Гипотезы образования луны

Про Далекий Космос можно придумывать все что угодно. Это сложно увидеть и мало кто про это знает. А вот Луна каждую ночь висит у нас над головой и наверняка многие задумывались как это она там оказалась.

Согласно одной из наиболее популярных моделей образования Луны, естественный спутник нашей планеты мог появиться в результате столкновения некоего космического тела с Землей более 4,5 миллиарда лет назад. Этим телом была Тейя, протопланетный объект, с «зародышем» Земли. Столкновение привело к выбросу материи Тейи и прото-Земли в космос, и из этой материи и сформировалась Луна, что объясняет ее удивительное геологическое и химическое сходство с нашей планетой.

Однако внутри данной версии нет единодушия. Ученые выделяют три ее варианта.

1. Инородное тело
Согласно одной из теорий Луна ни что иное как осколок космического объекта, столкнувшегося более 4 миллиардов лет назад с Землей. И ученые даже называют этот объект – малая планета Тейя (по некоторым предположениям размером с Марс). В результате мощнейшего удара космическое тело превратилось в огромное облако мусора, которое оказавшись на земной орбите, со временем сформировалось в спутник. Такая гипотеза, выдвинутая двумя группами американских ученых, удачно объясняла дефицит железа на Луне в отличие от нашей планеты и некоторые динамические характеристики системы Земля – Луна. Но в ней есть слабое место. Химический анализ показал идентичность состава лунной и земной породы.

2. Фрагмент Земли
По этой версии при столкновении с другим небесным телом протоземля выделила вещество, из которого и образовалась Луна. Именно так, по мнению сотрудников Гарвардского университета можно объяснить схожесть химического состава Земли и ее спутника.

3. Два в одном
Эта гипотеза дополняет предыдущую, однако в ней утверждается, что в результате катастрофического столкновения часть массы земной материи и ударника образовали единое вещество, в расплавленном виде выброшенное на околоземную орбиту. Этот материал и создал спутник. В данной интерпретации столкновение произошло до образования ядра Земли, что и объясняет низкое содержание железа в лунном грунте.

Гипотезы образования луны

В рамках нового исследования ученые постарались подробнее понять, какой была дальнейшая судьба нашего спутника после этого события.

В период катархея (геологический эон) Луна выглядела совсем не так, как она выглядит сегодня. Представляла собой скорее раскаленный комок лавы, обладающий экзотической сверхплотной атмосферой из паров кремния и металлов. А еще она была расположена в 10 раз ближе к поверхности Земли, чем сегодня.

В ходе исследования группа ученых пришла к выводу, что одна из особенностей Луны может указывать на то, что Земля была лишена океанов из жидкой воды на протяжении первых 400-500 миллионов лет своего существования. А такие выводы, в свою очередь, накладывают серьезные ограничения на время зарождения жизни на Земле.

Как сейчас принято считать, в последующие несколько миллионов лет после своего формирования Луна достаточно быстро удалялась от Земли в результате действия приливных сил, пока в итоге не вышла на ту орбиту, на которой она находится сегодня. Впоследствии, когда Луна начала всегда смотреть на Землю только одной стороной, этот процесс резко замедлился, и сейчас она отдаляется от нашей планеты со скоростью примерно в 2-4 сантиметра в год.

Чжун и его коллеги раскрыли одну необычную деталь этого процесса, обратив внимание на самую загадочную черту Луны — ее необычный «горб», расположенный на экваторе. Эта структура была открыта французским астрономом Пьером Лапласом еще два века назад. Лаплас заметил, что Луна «сплющена» примерно в 17-20 раз сильнее, чем должна была быть, учитывая скорость ее вращения вокруг своей оси.

«Лунный экваториальный «горб» может содержать секреты ранней истории эволюции Земли, о которых мы даже не знали», — говорит исследователь Шицзе Чжун из университета Колорадо в Боулдере (США).

Исследователи считают, что существование этой структуры указывает на то, что в далеком прошлом Луна вращалась значительно быстрее, чем сегодня. Американские планетологи попытались понять, как быстро «тормозила» Луна, изучив то, как устроен этот «горб», и попытавшись воспроизвести его появление при помощи компьютерной модели развития Солнечной системы.

Эти наблюдения неожиданно показали, что общепринятые теории о быстром торможении Луны в первые годы ее существования были ошибочными — скорость вращения спутницы Земли оставалась высокой как минимум на протяжении первых 400 миллионов лет ее существования. В противном случае Луна всегда бы оставалась «жидкой» планетой или имела совершенно иную форму и размеры, нежели сегодня.

Подобный сценарий, как объясняет Чжун, возможен только в том случае, если Земля не была в то время покрыта океаном из воды, сопоставимым по размерам с нынешней гидросферой планеты. Это означает, что воды в жидком виде на юной Земле не было. Она либо отсутствовала на ней в принципе, либо была принесена уже после формирования «горба» Луны, или же находилась на ней в твердой форме, то есть в виде льда.

Гипотезы образования луны

Итак, как мы уже выяснили одной из самых популярных теорий о возникновении Луны является теория Гигантского столкновения. Эта теория хорошо объясняет размеры Луны и ее орбитальную позицию, однако новые исследования, опубликованные в журнале Nature, говорят об обратном: по мнению ученых, взаимодействие Земли с космическим телом было подобно «удару кувалдой по арбузу». Проведя детальное исследование образцов лунных пород, добытых экспедициями кораблей серии «Апполон» еще в 70-е годы прошлого столетия, специалисты из Вашингтонского университета опровергли теорию сорокалетней давности.

«Если бы старая теория была верна, то больше половины лунных пород состояли бы из материала ударившего Землю планетоида. Но вместо этого мы видим, что изотопный состав фрагментов Луны весьма специфичен. Тяжелые изотопы калия, найденные в образцах, могли сформироваться только под воздействием невероятно высоких температур. Лишь очень мощное столкновение, при котором планетоид и большая часть Земли испарились бы при контакте, может вызвать подобный эффект. К тому же, прежде чем охладиться и стать твердым телом, пар, образованный при столкновении, должен был занять площадь в 500 раз больше площади поверхности Земли», объясняет Кун Ван, доцент Вашингтонского университета и один из авторов исследования.

По словам ученых, это открытие изменит не только представление о том, как сформировалась Луна, но и о процессах, которые происходили во всей Солнечной системе. Однако данных все еще недостаточно, и для того, чтобы сформулировать новую теорию, ученым предстоит еще масса аналитической работы с образцами.

Гипотезы образования луны

Но есть и еще версии.

Гипотеза центробежного разделения

Впервые гипотезу отделения Луны от Земли под действием центробежных сил выдвинул Джордж Дарвин (сын Чарльза Дарвина) в 1878 году. По мнению сторонников этой теории, скорость вращения планеты была достаточно быстрой, чтобы от протоземли отделился фрагмент вещества, сформировавший впоследствии Луну. Однако уже в 30-х годах XX столетия ученые со скептицизмом стали относиться к подобной идее. Они утверждали, что суммарный вращательный момент недостаточен для возникновения даже в жидкой Земле «ротационной неустойчивости».

Теория захвата

В последнее время набирает популярность версия, выдвинутая в 1909 году американским астрономом Джексоном Си согласно которой Земля и Луна образовались независимо друг от друга в разных частях Солнечной системы. В момент наиболее близкого прохождения Луны относительно земной орбиты и произошел захват гравитационными силами небесного тела. Это, судя по всему, произошло в человеческий период истории Земли. Легенды многих народов мира, в частности догонов повествуют о временах, когда на небосводе отсутствовал спутник. Эту гипотезу также косвенно подтверждает относительно не глубокий слой космической пыли на поверхности Луны.

«Искусственный спутник»

Идея искусственного происхождения Луны самая спорная, так как до сих пор не доказано существование инопланетной или земной цивилизации способной совершить подобное. Тем не менее, она заслуживает внимания, хотя бы, потому что была высказана учеными. В 1960 году исследователи Михаил Васин и Александр Щербаков, изучая некоторые характеристики нашего спутника, пришли к мысли, что он может иметь искусственное происхождение. Так, учитывая размер и глубину образовавшихся при бомбардировке космическими телами лунных кратеров, они предположили, что кора Луны могла быть сделана из титана, толщина которого по предварительным расчетам советских ученых была 32 километра. «Когда я впервые наткнулся на шокирующую советскую теорию, объясняющую истинную природу Луны, я был потрясён, – пишет американский исследователь Дон Уилсон. – Сначала мне показалось это невероятным и, естественно, я отверг её. Когда наши экспедиции Apollo привозили больше и больше фактов, подтверждавших советскую теорию, я был вынужден принять её».

Странные показатели

Приверженцы теории «искусственной Луны» обратили внимание на весьма высокое соотношение массы сателлита к массе Земли – 1:81, что не характерно для спутников других планет Солнечной системы. Выше показатели только у Харона и Плутона, хотя последний уже не считается планетой. Любопытны сравнения размеров спутников. Например, самый крупный спутник Марса Фобос в диаметре не превышает 20 км, в то время как у Луны этот показатель 3560 км. Кстати, именно такой размер Луны, совпадающий для земного наблюдателя с диаметром Солнца, позволяет нам периодически видеть солнечные затмения. Наконец удивляет практически идеальная круговая орбита Луны, в то время как у других спутников она эллиптическая.

Пустотелая Луна

Интересен и тот факт, что гравитационное притяжение Луны является неоднородным. Экипаж Apollo VIII, облетая спутник, отметил, что гравитация Луны имеет резкие аномалии – в некоторых местах она «таинственным образом усиливается». Обращая внимание на данные американского экипажа (которые были засекречены), а также на низкую плотность спутника по отношению к его массе ядерный инженер Уильям Брайан в 1982 году заявил, что «Луна полая и относительная жесткая». Ряд более поздних исследований позволил ученым предположить, что эта полость искусственная. Но исследователи сделали и более смелые выводы, по которым Луна формировалась «в обратном направлении» – то есть от поверхности к ядру.

Газопылевое облако

Впрочем, в последние годы ученые не готовы серьезно рассматривать версию искусственного происхождения Луны. Куда ближе современным научным взглядам, к примеру, «теория испарения». По этой гипотезе из земной плазмы были выделены значительные массы вещества, которые при остывании образовали конденсат – он и стал строительным материалом для протолуны. Но есть и другая – похожая идея, выдвинутая еще в XVIII веке. Сначала шведский естествоиспытатель Эммануэль Сведенборг, а затем французский астроном Пьер-Симон Лаплас высказали мысль, что межзвездные туманности – облака газа и пыли в открытом космосе – сжимаются и конденсируются в звезды и окружающие их планеты. Французский ученый также предполагал, что из этого вещества мог образоваться и наш спутник. Российский академик Э. М. Галимов развил временно вышедшую из моды концепцию, в которой Луна является результатом «фрагментации пылевого сгущения». В основу этой гипотезы легли результаты радиоизотопного анализа спутника и планеты, которые показывают, что оба тела имеют одинаковый возраст – около 4,5 миллиардов лет. Другими словами и Луна, и Земля образовались по соседству из вещества, находившегося от Солнца на одинаковом расстоянии. По мнению ученого концепция происхождения Луны из первичного вещества, а не из мантии Земли, лучше согласуется с фактами, чем принятая до сих пор «модель мегаимпакта».

[источники]источники
https://hi-news.ru/research-development/zagadka-luny-ukazyvaet-na-oshibochnye-vyvody-po-povodu-poyavleniya-zhizni-na-zemle.html
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature19341.html
http://russian7.ru/post/kak-poyavilas-luna/

Источник: masterok.livejournal.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.