Откуда взялась Луна? Основные теории происхождения. Школьная энциклопедия
После того как засияло Cолнце, началось формирование планет Cолнечной системы. Но понадобилось еще сто миллионов лет, чтобы образовалась Луна. Существует три теории о том, как мог родиться наш спутник: гипотеза гигантского столкновения, теория сообразования и теория захвата.
Voraorn Ratanakorn | Shutterstock
Гипотеза гигантского столкновения
Это преобладающая теория, которой придерживается научное сообщество. Как и другие планеты, Земля образовалась из оставшегося облака пыли и газа, вращающегося вокруг молодого Солнца. Ранняя Солнечная система была горячим местом, где сформировались несколько тел, которые никогда не доходили до статуса полноценных планет. Согласно гипотезе гигантского столкновения, одно из них врезалось в Землю вскоре после образования молодой планеты.
Это было тело размером с Марс, известное как Тейя. Объект столкнулся с Землей, выбросив в космос испарившиеся частицы коры молодой планеты. Гравитация соединила выброшенные частицы вместе, образовав Луну. Такое рождение объясняет, почему Луна состоит преимущественно из более легких элементов, что делает ее менее плотной, чем Земля, сформировавший ее материал происходил из коры, а каменистое ядро планеты оставалось нетронутым. Когда материал собрался вокруг того, что осталось от ядра Тейи, то сосредоточился вблизи плоскости эклиптики Земли пути, по которому Солнце проходит по небу, и где сегодня находится лунная орбита.
Теория сообразования
Согласно этой теории, гравитация способствовала одновременному объединению материала в ранней Солнечной системе в Луну и Землю. Такая Луна должна быть очень похожа на планету, а ее местоположение должно совпадать с нынешним. Но хотя Земля и Луна состоят в основном из одного и того же материала, Луна гораздо менее плотная, чем наша планета, что было бы маловероятно, если бы оба тела начали формировать свои ядра из одних и тех же тяжелых элементов.
Теория захвата
Возможно, гравитация Земли зацепила проходящее тело, как это случилось с другими лунами в Солнечной системе, такими как марсианские спутники Фобос и Деймос. Согласно теории захвата, каменистое тело, образовавшееся в других уголках Солнечной системы, могло быть выведено на орбиту вокруг Земли. Теория захвата объясняет различия в составе Земли и Луны. Однако такие спутники часто имеют необычную форму, а не сферическую, как у Луны, и их пути, в отличие от лунного, не имеют тенденции выравниваться с эклиптикой их материнской планеты.
Хотя теория совместного формирования и теория захвата объясняют некоторые моменты существования Луны, они оставляют многие вопросы без ответа. Гипотеза о гигантском столкновении охватывает большинство из них, что делает ее наиболее популярной среди ученых.
7 576
Бывает, что связать в единое целое ряд событии, находки исторических сведений, которые, казалось бы, не имеют между собой ничего общего, относятся к далёкому (и очень далёкому!) прошлому, принадлежат разным народам и материкам и не получают однозначных объяснений современной науки, позволяет гипотеза из категории так называемых безумных, или антинаучных. Об одном из таких случаев и пойдёт речь ниже.
Из некоторых дошедших до нас древних мифов и хроник следует, что на Земле существовала эпоха, когда Луны в небе над ней не было. 06 этом писал в V веке до н. э. греческий философ и астроном Анаксагор из Клазомен, пользовавшийся не дошедшими до нас источниками, где утверждалось, что Луна появилась на небе позже возникновения Земли. В III веке до н.э. его поддержал греческий философ и поэт, главный смотритель Александрийской библиотеки, Аполлоний Родосский. В сочинении «Аргонавтика» он приводит слова другого философа - Аристотеля, столетием ранее упоминавшего в одном из своих трудов о древних обитателях горных районов Аркадии (области на полуострове Пелопоннес), которые «питались желудями, а было это в те времена, когда на небе еще не было Луны».
Писатель и историк Плутарх, живший на рубеже I-II веков н.э., говорит об одном из правителей Аркадии по имени Проселенос, что значит «долунный», его подданных проселенитах, первых обитателях Аркадии.
Современные ученые не отрицают возможности «безлунного» этапа в истории человечества и приводят тому различные объяснения. Согласно одному из них когда-то Луна была одной из планет Солнечной системы, но затем, вследствие некой космической катастрофы, сошла со своей орбиты и превратилась в спутник нашей планеты.
На севере Боливии, в Андской области, на равнине Альтиплано, окруженной заснеженными хребтами Кордильер, неподалеку от берегов высокогорного озера Титикака находятся руины города Тиауанако. Они лежат на высоте почти 4000 метров, где растительность весьма скудна, а местность мало пригодна для обитания человека.
Почему Тиауанако находится в таком месте? Кто и когда его построил? Такие вопросы задавали себе и окружающим еще первые европейцы, оказавшиеся в древнем городе. Индейцы, жившие в этих краях в пору вторжения испанских конкистадоров, верили, что такой большой город не могли построить обыкновенные люди, что его возвело когда-то давно вымершее племя гигантов. Европейцы, посещавшие Тиауанако, в гигантов не верили, однако приписывали городу весьма древнее происхождение. Так, боливийский исследователь Артур Познанский, полжизни посвятивший изучению Тиауанако, доказывал, что город был основан не менее 12-17 тысяч лет тому назад. А, по мнению археолога, доктора Х.С. Беллами, возраст города - 250 тысяч лет. Однако даже такая невообразимая древность Тиауанако не соответствует результатам современных археологических и геодезических изысканий.
Как уже было сказано, Тиауанако лежит над озером Титикака в котловине, окруженной горами. На их склонах остались следы древних берегов озера. Соединив прямой линией бывшие противоположные берега, увидим, что древнее зеркало воды располагалось наклонно по отношению к нынешнему. При этом на расстоянии 620 км отклонение составляет более 300 метров. Если перенести эти данные на изогипсы (геодезические горизонтали) поверхности Земли в данном районе Южной Америки, то получится, что Анды в окрестностях Тиауанако представляли собой остров в океане, уровень которого достигал уровня озера Титикака, то есть был тогда, выше почти на 4000 метров! К тому же озеро Титикака - соленое.
Из сказанного выше следует, что Тиауанако был построен на берегу моря или сообщающегося с ним водоема, что подтверждают и найденные на его территории руины портовых сооружений, ракушки и останки ископаемых морских животных, изображения летающих рыб. А такой город-порт мог существовать только до начала подъема Анд. Но подъем Анд и понижение уровня вод мирового океана геологи относят к третичному периоду (60-70 миллионов лет тому назад), то есть, ко времени, когда на Земле, как утверждает современная наука, никаких людей не было. Однако некоторые находки дают повод оспаривать такое утверждение.
В начале 30-х годов ХХ века в 20-ти километрах к юго-востоку от города Бериа, штат Кентукки, США, профессор геологии, доктор Уилбур Бурроу и его коллега Уильям Финнел, обнаружили на окаменевшем песчанике в слоях пород каменноугольного периода отпечатки человеческих (или очень похожих на человеческие) ступней. Двенадцать следов длиной 23 сантиметра и шириной - в области «растопыренных» пальцев - 15 сантиметров выглядели так, словно кто-то прошелся босыми ногами по мокрому песку, впоследствии застывшему и окаменевшему. А окаменел он, по всем геологическим меркам, никак не позже, чем 250 миллионов лет тому назад.
В 1988 году советский журнал «Вокруг света» поместил сообщение о том, что в Кургатанском заповеднике, находящемся в Чарджоуской области Туркменистана обнаружены подобные же отпечатки, больше всего напоминающие следы босой ноги человека или какого-то человекообразного существа. Длина отпечатка 26 сантиметров. Возраст следов, по мнению ученых, не менее 150 миллионов лет.
Случались подобные находки и в других регионах, в частности, в Словакии. При этом следует подчеркнуть, что рядом со следами «ног» следов «рук» ни в одном случае обнаружено не было.
Но известны отпечатки еще более загадочные. В 1976 году в Лондоне вышла книга Томаса Эндрюса «Мы - не первые». В ней автор сообщает, что в 1968 году некий Уильям Майстер увидел в штате Юта, США, на месте излома скальной породы два четких отпечатка… подошв обуви. При этом задняя часть оттиска со следом каблука углублена больше, как это и должно быть в соответствии с распределением тяжести при ходьбе. Геологи, обследовавшие место находки, подтвердили, что в то время, когда образовался оттиск, формация находилась на поверхности и лишь впоследствии была погребена под наслоениями других пород. Скальная порода, на месте излома которой оказался след, датируется кембрийским периодом, начавшимся 570 миллионов лет тому назад и через 80 миллионов лет закончившимся.
Летом 1998 года экспедиция Центра «МАИ-Космопоиск» занималась поисками осколков метеорита на юго-западе Калужской области. На бывшем колхозном поле рядом с покинутой деревней «Знамя» один из членов экспедиции поднял с земли показавшийся ему необычным каменный обломок, оттер с него грязь, и… все увидели на сколе слоистого кремневого камня находившийся внутри него болтик длиной около сантиметра с гайкой на конце, Как мог «болтик» попасть внутрь камня?
Поскольку он был вмурован внутрь камня, то это могло означать только одно: он оказался там, когда камень еще не был камнем, а был осадочной породой, донной глиной. Окаменела эта глина, как определили исследовавшие находку геологи и палеонтологи, 300-320 миллионов лет тому назад.
Ученые геологического факультета Университета штата Теннеси, находящегося в городе Чаттануга, уже не один десяток лет пребывают в состоянии полнейшего недоумения после того, как в 1979 году обследовали обломок скалы возрастом около 300 миллионов лет. Этот увесистый кусок камня нашел Дэн Джоунс на берегу реки Теллико, когда с удочкой в руках охотился за форелью. Оказалось, что в этом обломке горного кристаллического сланца плотно вмурована рыболовная катушка того типа, какой используется современными рыболовами-любителями. Объяснить происхождение этой находки университетские геологи не могут до сих пор.
А теперь зададимся вопросом, - какой процесс мог вызвать подъем Анд (то есть, понижение уровня океана) на четыре километра и сохранение его таким до наших времен? И может ли быть столь глобальная трансформация связана с появлением в нашем небе Луны?
Дает ответ на эти вопросы и, к тому же, объединяет все упомянутые выше события и явления, одна из «антинаучных» гипотез. Согласно ей, сотни миллионов, а может, и миллиарды лет тому назад в околоземном пространстве появился гигантский космический корабль с многочисленными представителями некой высокоразвитой инопланетной цивилизации. Он вышел на геостационарную орбиту и неподвижно завис над Западным полушарием Земли на высоте 36 000 километров. Так над нашей планетой появилась Луна.
Под воздействием ее притяжения, находившейся тогда в десять с лишним раз ближе к нашей планете, чем сейчас, форма Земли стала грушевидной или яйцеобразной, и на ее «подлунной» поверхности сосредоточились огромные массы воды.
Для представителей космической цивилизации, преодолевших громадные расстояния во Вселенной в поисках подходящей планеты, Земля открывала богатые возможности для активного вмешательства в развитие на ней жизни. И они начали интенсивную работу над совершенствованием обитающих на Земле живых существ. В результате с течением времени на планете возникла та самая цивилизация, чьи «точечные» следы современные люди, как описано выше, изредка находят в слоях земной коры, возраст которых исчисляется сотнями миллионов лет. Судя по некоторым находкам, та цивилизация по уровню технического развития намного превосходила нашу нынешнюю.
A потом на Земле и в ближнем к ней космосе произошло некое событие, повлекшее за собой ужасные и необратимые последствия. Об этом повествует древнеиндийский эпос Махабхарата, где, среди прочего, рассказывается о трех городах в космосе и о войне богов, приведшей к гибели этих городов:
«Когда на небосводе показались эти три города, бог Махадева поразил их страшным лучом в форме трех пучков… Когда города начали гoреть, туда поспешила Парвати, чтобы увидеть это зрелище».
Переводя это на современный язык, можно предположить, что тогда в космосе случился некий катаклизм, вызвавший сход Луны с геостационарной орбиты и начало ее ускоряющегося вращения вокруг Земли. После этого наша планета стала долго и мучительно приобретать известный нам нынешний облик, перераспределять воды Мирового океана. Эти процессы вызывали мощные землетрясения и гигантские наводнения. Воспоминания об этом кошмаре сохранились до наших дней. Если считать, что он нашел свое отражение в описании Всемирного потопа (Библия, Бытие, гл. 7, 8), то «перерождение» длилось примерно 375 дней.
А в греческой мифологии есть рассказ о Фаэтоне, сыне бога солнца Гелиоса, который, управляя колесницей отца, не смог сдержать огнедышащих коней, и те, приблизившись к Земле, едва не спалили ее. Чтобы предотвратить катастрофу, Зевс поразил Фаэтона ударом молнии, и он, пылая, упал в реку. Вследствие такой глобальной катастрофы на Земле были уничтожены следы прежней цивилизации, а горстки уцелевших людей, постепенно деградируя, превратились в пещерных жителей эпохи каменного века.
Так был нарушен существовавший в мире порядок, пришел конец Золотому Веку человечества, когда «боги» (то есть, космические пришельцы) жили среди людей, а в небе было полно виман - летательных аппаратов, совершавших рейсы между космическими городами и Землей с пассажирами на борту: и людьми, и богами.
После Войны Богов уцелела, кроме Луны, и одна из тех космических станций, которые находились в пространстве между Землей и Луной и, возможно, служили «перевалочными базами». Чтобы спасти уцелевшую станцию и ее обитателей, оставался единственный способ: отправить ее на Землю, тем более, что в условиях, когда Луна стала постепенно отдаляться от нашей планеты, станция и так должна была приземлиться из-за изменения соотношения действующих на нее сил.
Было решено опускаться на воду, поскольку это уменьшало опасность аварии. В целом приводнение прошло успешно, несмотря на то, что станция - после прохождения атмосферы и удара об воду - получила серьезные повреждения. Чтобы она не затонула, ее следовало поставить на твердый грунт. Уцелевшие виманы провели воздушную разведку и отыскали группу островов, которые окружали достаточно глубокий залив, открытый в южном направлении. Туда и направили станцию, чтобы при понижении уровня вод она осела на дно и с течением времени оказалась на суше. Именно этот космический объект и стал впоследствии столицей Атлантиды, а его экипаж - атлантами.
Здесь уместно напомнить, что средний диаметр Луны сейчас составляет свыше 3400 километров. Так что и габариты уцелевшей космической станции, были, по-видимому, соответствующими, и вполне могли отвечать размерам Атлантиды (по Платону): диаметр более 2000 метров, высота около 180 метров.
После того как пространство вокруг станции превратилось в обширную долину, окруженную горами, атланты начали обследовать поверхность Земли. Они разыскивали уцелевших людей и занимались их обучением и развитием, воспитывали в них активность и самостоятельность, а также проводили работы по их генетическому совершенствованию. Результатом стало появление неандертальцев, кроманьонцев и, видимо, тех людей, у которых объем черепа составлял до 2300 cM3 (у современного человека он, как правило, не превышает 1400 cM3). И жили эти «башковитые ребята», судя по находкам их останков на территории Марокко и Алжира, около 12 000 лет тому назад, то есть, как раз в последний период существования Атлантиды, а потом, как и она, навсегда исчезли с поверхности земли.
Атланты стали для уцелевших обитателей Земли учителями, наставниками и просветителями, они закладывали основы новой цивилизации. Ну, а люди почитали их за богов, воспринимали как своих спасителей. Именно божествами-основателями государства и культуры они остались в коллективной памяти народов - в Шумере, Древнем Египте, у первобытных обитателей Американского континента.
Ну, а что же современная Луна - действительно всего лишь мёртвое небесное тело, лишённое воды и атмосферы? Похоже, это не совсем так. Дело в том, что еще почти три столетия тому назад, когда начались регулярные наблюдения за Луной, астрономы стали замечать на ее поверхности странные явления. Это были появляющиеся и исчезающие проблески света и световые лучи, летающие в разных направлениях «огоньки», спонтанно возникающие и пропадающие элементы рельефа, часть из которых носила явные признаки искусственного происхождения. «Лунные загадки» продолжаются и до сих пор.
Когда во время полета американской экспедиции к Луне на корабле «Аполлон-13» в апреле 1970 года третья ступень ракеты-носителя корабля была отделена и упала на Луну, то вся ее поверхность до глубины 40 километров колебалась почти три с половиной часа! По словам одного из научных сотрудников НАСА, Луна вела себя словно огромный пустотелый гонг. (Здесь уместно напомнить, что из-за технических неполадок высадка астронавтов на Луну не состоялась, корабль лишь облетел ее, и только благодаря мужеству и находчивости экипажа смог благополучно вернуться на Землю).
В апреле 1972 года экипаж «Аполлона-16», замеряя с орбиты напряженность магнитного поля Луны (которое, в общем, слабее земного почти в сто тысяч раз), обнаружил, что она весьма неравномерна и имеет резко выраженную повышенную величину в семи различных районах лунного шара. Было сделано и другое удивительное открытие: под лунной поверхностью на глубине около ста километров существует два пояса из каких-то ферромагнитных веществ длиной более тысячи километров каждый, словно в недрах Луны кто-то проложил две гигантские опорные балки из стали.
Издавна считалось, что на Луне нет воды. И никогда не было. Но приборы, установленные на ней экипажами «Аполлонов», опровергли сию «незыблемую» истину. Они зафиксировали скопления водяных паров, простирающихся над лунной поверхностью на сотни километров. Анализируя эти сенсационные данные, Джон Фриман из Университета Райса пришел к еще более сенсационному выводу. По его мнению, показания приборов говорят о том, что водяные пары просачиваются на поверхность из глубины лунных недр!
Таким образом, получается, что представленная гипотеза о происхождении Луны и ее связи с Тиауанако и Атлантидой не лишена здравого смысла и не так уж «безумна».
Луна имеет очень большой размер относительно Земли. Диаметр Луны на экваторе (в средней части) равен 3475 км, это чуть меньше четверти диаметра Земли. Поэтому некоторые астрономы даже считают, что систему Земля-Луна надо рассматривать как двойную планету. Но вернемся все-таки к вопросу о происхождении Луны.
Гипотеза первая
На ранних стадиях существования Земли у нее была система колец вроде той, что имеется у Сатурна. Возможно, Луна образовалась из них?
Гипотеза вторая (центробежного разделения)
Когда Земля была еще совсем юной и состояла из расплавленных пород, она вращалась так быстро, что из-за этого растянулась, приобрела форму груши, а затем верхняя часть этой «груши» оторвалась и превратилась в Луну. Эту гипотезу в шутку называют «дочерней».
Гипотеза третья (столкновения)
Когда Земля была молодой, она подверглась удару какого-то небесного тела, размер которого составлял половину размера самой Земли. В результате этого столкновения огромное количество вещества было выброшено в космическое пространство, а впоследствии из него сформировалась Луна.
Гипотеза четвертая (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 пятая (совместного образования)
Земля и Луна образовались одновременно, в непосредственной близости друг от друга (в шутку - «сестринская» гипотеза).
Гипотеза шестая (многих лун)
Несколько маленьких лун были захвачены гравитацией Земли, затем они столкнулись друг с другом, разрушились, и из их обломков образовалась нынешняя Луна.
Гипотеза седьмая (испарения)
Из расплавленной протоземли были выпарены в пространство значительные массы вещества, которое затем остыло, сконденсировалось на орбите и образовало протолуну.
Каждая из этих гипотез имеет свои «за» и свои «против». В настоящее время основной и более приемлемой считается гипотеза столкновения. Рассмотрим ее подробнее.
Гипотеза столкновения
Эта гипотеза была предложена Уильямом Хартманом и Дональдом Дэвисом в 1975 году. По их предположению, протопланета (её назвали Тейя) размером примерно с Марс столкнулась с прото-Землей на ранней стадии её формирования, когда Земля 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.
Почему именно эта гипотеза о происхождении Луны считается основной? Она хорошо объясняет все известные факты о химическом составе и строении Луны, а также и физические параметры системы Луна-Земля. Первоначально большие сомнения вызывала возможность столь удачного соударения (косой удар, невысокая относительная скорость) такого крупного тела с Землей. Но затем было предположено, что Тейя сформировалась на орбите Земли. Такой сценарий хорошо объясняет и низкую скорость столкновения, и угол удара, и нынешнюю, почти точно круговую орбиту Земли.
Но и у этой гипотезы есть свои уязвимые места, как, впрочем, у каждой гипотезы (ведь ГИПОТЕЗА в переводе с древнегреческого обозначает «предположение»).
Так вот, уязвимость этой гипотезы состоит в следующем: у Луны очень маленькое железо-никелевое ядро - оно составляет всего 2-3 % от общей массы спутника. А металлическое ядро Земли составляет около 30 % массы планеты. 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 выделилось тяжёлое железное ядро и образовалась лёгкая силикатная мантия. Но однозначных геологических подтверждений этому допущению не найдено.
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.
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.
«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.
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
9 апреля 2015, 21:58Мы уже привыкли к нашему единственному естественному спутнику, который неустанно облетает нашу планету каждые 28 дней. Луна доминирует в нашем ночном небе, с древних времён она затрагивала у людей самые поэтические струны души. Хотя за последние несколько десятилетий предложены новые понимания многих лунных тайн, большое количество нерешённых вопросов всё ещё окружают наш единственный естественный спутник.
По сравнению с другими планетами нашей солнечной системы и путь орбиты, и размер нашей Луны являются довольно значительными аномалиями. Другие планеты, конечно, тоже имеют спутники. Но у планет со слабым гравитационным воздействием, как например, Меркурий, Венера и Плутон, их нет. Луна составляет одну четверть размера Земли. Сравните это с огромным Юпитером или Сатурном, у которых несколько сравнительно небольших спутников (луна Юпитера составляет 1/80 его размера), и наша Луна, кажется, довольно редкое космическое явление.
Ещё одна интересная деталь: расстояние от Луны до Земли достаточно небольшое, и по видимым размерам Луна равна нашему Солнцу. Это любопытное совпадение наиболее очевидно во время полных солнечных затмений, когда Луна полностью закрывает нашу ближайшую звезду.
Наконец, почти идеальная круговая орбита Луны, отличается от орбит других спутников, которые имеют тенденцию к эллиптической форме.
Гравитационный центр Луны почти на 1 800 м ближе к Земле, чем её геометрический центр. При таких значительных расхождениях учёные до сих пор не могут объяснить, как Луна умудряется сохранить свою почти идеально круговую орбиту.
Гравитационное притяжение на Луне не является однородным. Экипаж на борту Apollo VIII при пролёте около лунного океана, заметил, что гравитация Луны имеет резкие аномалии. В некоторых местах гравитация, кажется, таинственным образом усиливается.
Проблема происхождения Луны обсуждается в научной литературе уже более ста лет. Ее решение имеет большое значение для понимания ранней истории Земли, механизмов формирования Солнечной системы, происхождения жизни.
Первое логическое объяснение происхождения Луны было выдвинуто в XIX в. Джордж Дарвин, сын Чарлза Дарвина, автора теории естественного отбора, был известным и авторитетным астрономом, который тщательно изучал Луну и в 1878 г. выступил с так называемой теорией разделения. По всей видимости, Джордж Дарвин был первым астрономом, установившим, что Луна отдаляется от Земли. На основе скорости расхождения двух небесных тел Дж. Дарвин предположил, что когда-то Земля и Луна составляли единое целое. В далеком прошлом эта расплавленная вязкая сфера очень быстро вращалась вокруг своей оси, совершая один полный оборот примерно за пять с половиной часов.
Дарвин предположил, что в дальнейшем приливное воздействие Солнца стало причиной так называемого разделения: кусок расплавленной Земли размером с Луну отделился от главной массы и в конце концов занял свое положение на орбите. Эта теория выглядела вполне разумно и стала главенствующей в начале XX в. Она подверглась серьезной атаке лишь в 1920-х, когда британский астроном Гарольд Джеффрис показал, что вязкость Земли в полурасплавленном состоянии препятствовала бы возникновению достаточно мощной вибрации, которая могла привести к разделению двух небесных тел.
Вторая теория , некогда убедившая ряд специалистов, называлась аккреционной теорией. Она гласила, что вокруг уже сформировавшейся Земли постепенно аккумулировался диск из плотных частиц, напоминающий кольца Сатурна. Предполагалось, что частицы этого диска в конечном счете объединились и образовали Луну.
Существует несколько причин, в силу которых такое объяснение не может быть удовлетворительным. Одной из главных является угловой момент движения системы Земля - Луна, который никогда не стал бы таким, как он есть, если бы Луна образовалась из аккреционного диска. Существуют также затруднения, связанные с образованием океанов расплавленной магмы на «новорожденной» Луне.
Третья теория о происхождении Луны появилась примерно в то время, когда были запущены первые лунные зонды; она получила название теории целостного захвата. Предполагалось, что Луна возникла вдалеке от Земли и стала блуждающим небесным телом, которое попросту было захвачено земным тяготением и вышло на орбиту вокруг Земли.
Теперь эта теория тоже вышла из моды по нескольким причинам. Соотношение изотопов кислорода в горных породах на Земле и на Луне убедительно доказывает, что они возникли на одном расстоянии от Солнца, чего не могло быть в том случае, если бы Луна сформировалась в другом месте. Существуют также непреодолимые трудности в попытке построения модели, в соответствии с которой небесное тело размером с Луну могло бы выйти на стационарную орбиту вокруг Земли. Такой огромный объект не мог аккуратно «подплыть» к Земле на малой скорости, словно супертанкер, швартующийся к пристани; он почти неизбежно должен был врезаться в Землю на большой скорости или пролететь рядом с ней и устремиться дальше.
К середине 1970-х все предыдущие теории формирования Луны по той или иной причине столкнулись с трудностями. Это привело к созданию практически немыслимой ситуации, когда прославленные эксперты могли публично признать, что они просто не знают, как или почему Луна оказалась на своем месте.
Из этой неопределенности родилась новая теория , которая в настоящее время считается общепринятой, несмотря на некоторые серьезные вопросы. Она известна как теория «большого столкновения».
Идея возникла в Советском Союзе в 60-х гг. у русского ученого B.C. Савронова, который рассматривал возможность возникновения планет из миллионов астероидов разного размера, называемых планетзималями.
В ходе независимого исследования Хартманн вместе со своим коллегой Д.Р. Дэвисом предположил, что Луна образовалась в результате столкновения двух планетных тел, одним из которых была Земля, а другим - блуждающая планета, размером не уступавшая Марсу. Хартманн и Дэвис полагали, что две планеты столкнулись специфическим образом, в результате чего произошли выбросы вещества из мантии обоих небесных тел. Это вещество было выброшено на орбиту, где постепенно объединилось и уплотнилось для формирования Луны.
Новая информация, полученная путём детального изучения образцов с Луны, почти подтвердила теорию столкновения: 4,57 миллиарда лет назад протопланета Земля (Гея) столкнулась с протопланетой Тейя. 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 стала 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.
В двух новых исследованиях, опубликованных в свежем выпуске журнала Nature, ученые приводят свидетельства того, что химическое сходство Земли и Луны обусловлено основательным смешиванием вещества, образованного при столкновении Земли с другой планетой.
Таким образом, сторонники основной теории происхождения земного спутника получили новые подтверждения своей правоты и причём довольно весомые. Но, немецкие учёные утверждают, что другие теории нельзя просто так списывать со счетов, поскольку новые данные, хотя и серьёзно подтверждают основную теорию, но всё же не на сто процентов. Поэтому пока ещё есть возможность выбрать для себя наиболее близкую теорию из всех существующих, или даже придумать новую!
Загрузка...
