Происхождение Луны

Первые гипотезы

Первый значительный вклад внес итальянский астроном, физик и философ Галилео Галилей. Он создал мощный телескоп, с помощью которого Луну можно было увидеть гораздо более подробно, чем раньше.

В начале 17 века Галилей доказал, что поверхность Луны похожа на Землю. Он также покрыт горами и равнинами. Это была первая подсказка о том, что Земля и Луна каким-то образом образовались вместе.

Следующая гипотеза возникла двумя веками позже. Сын Чарльза Дарвина Джордж предположил, что когда Земля была новой, она вращалась очень быстро. В результате часть его отломилась и улетела в космос, образовав Луну. На Земле остались следы этого мусора: Тихий океан.

Теория Урея

Химик Гарольд Юри предположил, что Луна пришла из другой части галактики. Когда она проходила, ее привлекала сила тяжести.

В основе этой теории лежит логика. Чтобы быть спутником планеты, Луна очень большая по сравнению с Землей. Но если он был сформирован где-то еще, это имеет смысл. Во-вторых, мы когда-либо видим только одну сторону Луны, и это происходит как раз тогда, когда один объект попадает в зону притяжения другого.

Однако некоторые ученые были настроены скептически. Они не были уверены, сможет ли Земля привлечь Луну без изменения ее орбиты. Они также предположили, что оба тела, скорее всего, столкнутся.

Возможно, этого не произошло бы, если бы атмосфера Земли была достаточно большой в то время. Он будет действовать как гигантская подушка безопасности, замедляя луну и толкая ее обратно в космос. Но это кажется маловероятным.

Ученым нужна была теория, которая согласовывалась бы с несколькими важными наблюдениями. Во-первых, Луна больше Земли. Во-вторых, он ускоряется, постепенно удаляясь от Земли.

Одна из гипотез утверждала, что Земля и Луна образовались вместе из гигантского диска материи, вращающегося вокруг черной дыры.

Однако вскоре это оказалось неверным. Эта теория не объясняла скорость, с которой Луна вращается вокруг Земли. Более того, астрономы подсчитали, что плотность Луны в полтора раза меньше плотности Земли, то есть они вряд ли могли образоваться из одного аккреционного диска.

Наконец, никаких признаков черной дыры тоже нет.

Теория Юри оставалась доминирующей на протяжении 1960-х годов, когда Соединенные Штаты начали подготовку к первому полету человека на Луну. Если Урей прав, Луна должна иметь другой химический состав, чем Земля.

Чтобы проверить это, астронавтам «Аполлона» пришлось принести на Землю образцы лунных пород. Когда они это сделали, все существующие теории о происхождении Луны были разрушены.

Первой потерпела неудачу теория расщепления Джорджа Дарвина. Образцы горных пород показали, что Луна намного старше дна Тихого океана, откуда она, как предполагается, пришла.

Теория поимки Юри также оказалась ложной.

К всеобщему удивлению, химический состав лунного грунта оказался практически идентичным земному. Таким образом, гипотеза Уреуса о том, что Луна и Земля образовались далеко друг от друга, была маловероятной.

Образцы также показали, что Луна сформировалась примерно на 29 миллионов лет позже, чем другие подобные объекты в Солнечной системе.

Похоже, начало его истории было в огне. Темные участки на его поверхности предполагают, что когда-то он был поглощен глубоким океаном жидкой магмы.

Ни одна из существовавших на тот момент теорий происхождения Луны не совпадала с новыми данными. Миссия «Аполлон» вызвала «глубокую путаницу» в науке, сказал исследователь Джей Мелош из Университета Пердью в Западном Лафайете.

Луна оторвалась от Земли при её быстром вращении

Это также называется «гипотезой центробежного разделения». Суть его в том, что молодая Земля очень быстро вращалась и поэтому была сильно сплющенной. В результате под действием центробежных сил на экваторе оторвался кусок материи, из которого затем образовалась Луна.

Эта версия была впервые представлена ​​в 1878 году сыном знаменитого Чарльза Дарвина — Джорджем Дарвином. В начале ХХ века он скорее считался главным. Ученые даже посчитали, что оторванный кусок находится там, где сейчас Тихий океан, по объему он подходит идеально.

Фактически, чтобы это произошло, Земля должна была вращаться очень быстро, совершив полный оборот вокруг своей оси менее чем за 2 часа. Но к настоящему времени он не мог замедлиться до текущих 24 часов. Против этой теории выступает и геология: бассейн Тихого океана образовался всего 70 миллионов лет назад, а возраст нашего спутника составляет более 4 миллиардов лет. Его химический состав также отличается от земного.

Поэтому эта теория происхождения нашего естественного спутника сейчас полностью отвергнута, хотя когда-то она была довольно популярной.

Вопросы без ответов

Первая загадка — это орбита и размер Луны. Его размер составляет ровно четверть земного, хотя во всех остальных случаях в Солнечной системе спутники планет намного меньше. Из-за загадочного совпадения расстояний размеры Солнца и Луны визуально практически совпадают. Связь между массами Земли и Луны также считается совершенно невозможной. Но более важный и необъяснимый вопрос заключается в том, что если бы Луна была привлечена к Земле из космоса, ее орбита была бы очень удлиненной. На самом деле он почти круглый.

Ну, как же обойтись без того факта, что Луна всегда обращена к нам только одной стороной? В ближайшем к нам космосе известного, в общем-то, уже нет такого уникального второго объекта. Ученые предполагают, что такое положение дел практически невозможно без дальнейших маневров. И, следовательно, осталась единственная гипотеза, что Луна — искусственный объект. Более того, оказалось, что даже форма нашего спутника не такая идеально круглая, как может показаться.

Еще один подозрительный факт выявился во время космической гонки. Первые аппараты, в том числе спускаемые аппараты американской лунной миссии, просто сбросили этапы, которые они провели на Луне, и во время их падения была зафиксирована невероятно длительная вибрация лунной поверхности. Однажды устройства зафиксировали такое явление более часа. В результате ученые пришли к поразительному выводу: наш спутник внутри пуст.

Однако какой каркас выдержит колоссальные нагрузки, возникающие в такой титанической конструкции? Вывод напрашивается сам собой: просто титановая рамка и довольно большая толщина. Впоследствии этот минерал был обнаружен в составе лунных пород, что еще больше усилило подозрения. Лунные кратеры, которые невероятно мелкие, служат дополнительным подтверждением. Это невозможно объяснить ничем, кроме тяжелой опорной конструкции.

Еще одно странное образование — это так называемые лунные моря. Они занимают огромную часть поверхности нашего спутника, но по какому-то странному совпадению почти все, то есть 80%, находятся на видимой стороне Луны.

Лунные масконы

Это места с наибольшей плотностью материи. Они находятся чуть ниже лунных морей и, вероятно, являются следствием гравитационного влияния Земли. А вот на противоположной стороне Луны все с точностью до наоборот: лунных морей, масконов, центров концентрации масс практически нет, зато имеется огромное количество кратеров от удара метеорита.

Все теории о появлении Луны как обособленного кусочка нашей планеты опровергает еще один любопытный факт: плотность Земли составляет около 5,5 граммов на кубический сантиметр. Это эквивалентно плотности металлов, начиная от титана и более тяжелых. Однако плотность Луны составляет около 3,3 грамма на кубический сантиметр. Это еще один повод считать его пустым внутри.

Аномалии обнаруживаются и в расположении геологических пластов Луны. Создается впечатление, что он образовался «задом наперед». Это было бы возможно и в случае искусственного литья кадра Луны.

Поэтому теория искусственного происхождения нашего спутника недавно была признана некоторыми учеными как действительная. Как видите, существует огромное количество теорий происхождения Луны, но ни одна из них не дает исчерпывающего ответа на все вопросы. Кроме того, с каждым годом количество различных версий увеличивается, и каждая из них вызывает все больше и больше вопросов.

На некоторые из них уже получены более-менее понятные ответы. Например, когда спрашивают, почему Луна всегда поворачивается в одну сторону, теперь принято считать виновными приливные силы Земли. Считается, что Земля, притягивая свой спутник, нагревает внутреннее ядро ​​Луны до состояния магмы, которая, в свою очередь, концентрирует ее массу ближе к Земле, и, таким образом, синхронизируется количество оборотов Луны вокруг своей оси и вокруг Земли постепенно возникло. В результате у нас получилось идеальное совпадение: Луна всегда обращена к нам только одной стороной.

Кстати, эта версия также объясняет, как выглядят масконы.

Однако эта же версия противоречит практически доказанному факту, что Луна внутри представляет собой давно остывший объект. Другими словами, много загадок и противоречий. Все гипотезы, которые так или иначе рассматривают Луну как объект, захваченный гравитацией Земли, не отвечают на вопрос о невозможности орбиты.

Другие гипотезы, полагающие, что Луна является каким-то образом фрагментом Земли, не отвечают на вопрос о ее плотности. Как могло случиться, что осколок внезапно стал почти вдвое легче оригинала?

Если Луна действительно является объектом, построенным другой цивилизацией, то для чего? Откуда вы пришли, с какими задачами вам приходилось сталкиваться и почему с нами никто не выходит? Неужели он работает в автоматическом режиме, периодически корректируя свою орбиту, а весь его экипаж мирно спит в анабиозе? И самое главное, что происходит, когда приходит время и они просыпаются?

Однажды мы узнаем историю происхождения Луны, современные гипотезы делятся на подтвержденные и опровергнутые, на все эти вопросы появятся ответы. А пока нам остается только ждать и наслаждаться волшебным холодным светом, который исходит от нашего преданного спутника.

Два в одном

Эта гипотеза является дополнением к предыдущей, но утверждает, что в результате столкновения часть массы земного вещества и космического тела образовали единое вещество, выведенное на орбиту близко к Земле. Этот материал также создал луну. В этой интерпретации столкновение произошло до образования ядра Земли, что объясняет низкое содержание железа в лунном грунте.

Искусственный спутник

Помимо теорий о естественном происхождении спутника выдвигались гипотезы об его искусственном появлении.

Пустотелая Луна

Плотность спутника составляет 60% плотности Земли. Основываясь на этом факте, было высказано предположение, что Луна может быть пустой. В 1969 году американские ученые провели эксперимент: было организовано падение зонда на поверхность Луны, а установленные сейсмические датчики зафиксировали сильное землетрясение. Когда аналогичный эксперимент был повторен в следующих исследованиях, спутник сотрясался несколько часов.

Помимо результатов этого исследования, ученые отметили необъяснимое увеличение силы тяжести спутника, что дало основание считать его полым и сформированным в обратном направлении, от поверхности к центру.

Гипотеза как образовалась Луна

Возможно, обстоятельства рождения нашей Луны были особенно катастрофическими и драматическими. Изучая скалы Луны и сравнивая их с камнями на Земле, ученые выдвинули красивую гипотезу о том, как образовалась Луна. Более 4 миллиардов лет назад Земля была молодой и горячей, настолько горячей, что камни на ее поверхности существовали в расплавленном состоянии (например, вулканическая лава).

Недалеко от Земли находился большой астероид или малая планета. Их пути пересеклись, и произошло столкновение. На скорости 40 000 километров в час малая планета повредила нашу Землю. В результате взрыва в космос было выброшено огромное количество жидкой лавы. Это была смесь земной лавы и астероида. Часть его рухнула на Землю (так что у нас все еще есть образцы лунного грунта под нашими ногами).

Однако большая часть этого вещества осталась в космосе. Из него образовалось круглое образование, которое начало вращаться вокруг Земли. Со временем это образование остыло. И на небе Земли появилась Луна — ночная звезда, воспеваемая поэтами.

Луна появилась из нескольким маленьких спутников

Мы уже рассмотрели «гипотезу захвата» и обнаружили ее невероятность. Земля не могла захватить тело размером с Луну, не говоря уже о переводе его на круговую орбиту рядом с Землей. Но он мог легко захватить несколько небольших тел, таких как большие астероиды. Эти астероиды могут столкнуться друг с другом на орбите Земли, и, таким образом, из их обломков может образоваться большое тело.

Но эта гипотеза о происхождении Луны имеет много недостатков. Во-первых, это не объясняет сходство содержания кислорода. Если бы Луна состояла из астероидов извне, состав был бы совсем другим и более или менее похож на Землю.

Во-вторых, очень маловероятно, что Земля сможет захватить столько астероидов, сколько хватит для образования Луны. Венера миллиарды лет не могла захватить ни одного, а у Марса всего пару маленьких, хотя пояс астероидов близок.

В-третьих, все захваченные астероиды вряд ли столкнутся и сформируют спутник, особенно за короткое время. У самого Марса есть Фобос и Деймос миллиарды лет, но они не столкнутся. Планеты-гиганты имеют десятки спутников и также не сталкиваются друг с другом.

Гипотеза столкновения, или модель мегаимпакта

Другой гипотезой появления Луны является теория американских планетологов Д. Дэвиса и У. Хартмана, опубликованная в 1975 году. По их версии, в самом начале существования Земли она столкнулась с планетоидом размером с Марс.

Этот гипотетический объект называется Theia. Удар произошел по касательной, но из-за столкновения часть вещества Тейи и геосфера Земли были выброшены на околоземную орбиту.

Инородное тело

Ученые разделились по поводу развития событий. По одной из версий, Протолуна после такого столкновения образовалась из большего количества вещества Тейи, чем из Земли. В доказательство приводится небольшое содержание железа в составе лунного грунта — 22,5%.

Но после получения образцов горных пород с нашего спутника и их детального анализа выяснилось, что состав лунного и земного материалов идентичен по содержанию тяжелых изотопов кислорода, титана и вольфрама, чего не могло быть при Луне он был сформирован из обломков Тейи.

Д. Дэвис и В. Хартманн в 1975 году предположили, что Луна появилась в результате столкновения Земли с гипотетическим космическим телом под названием Тейя. Кредит: Популярная механика.

Фрагмент Земли

Версия о том, что при ударе преобладающая часть выброшенного вещества содержала элементы мантии Земли, основана на сходстве состава земных и лунных пород, но не объясняет низкий процент железа в веществе Луны и Луны разница в плотности материалов.

Два в одном

Третья версия теории мегаударов объединяет две предыдущие версии, указывая, что основа Протолуны была единым веществом, образованным частями двух сталкивающихся объектов.

В октябре 2016 года было опубликовано совместное исследование Кун Вана, доцента Вашингтонского университета. Ученый полагал, что в случае гипотезы испарения часть лунных горных пород будет состоять из вещества планетоида, который ударил Землю.

Однако по результатам изучения изотопного состава образцов стало ясно, что породы Луны подвергались воздействию таких температур, возникновение которых возможно в случае сильного удара. В этом случае инопланетная планета и часть нашей планеты испарились бы, а образующийся в этом случае пар занимал бы площадь, превышающую площадь Земли.

Согласно одной из версий теории мегавоздействия, Луна и Земля образовались бы из материи, появившейся в результате столкновения Земли с космическим телом. Кредит: radio-science.net.

Луна появилась из земного вещества, выброшенного метеоритами

Это новая версия, выпущенная в 2007 году. По ее словам, молодая Земля активно бомбардировалась множеством метеоритов, размер которых достигал от десятков до сотен километров. Из-за этого в космос было выброшено большое количество земного вещества, в том числе воды. Из этого вещества образовалась Луна.

Эта гипотеза просто заменяет столкновение с великой планетой Тейя тысячами мощных, но локальных. При этом Земля не будет нагреваться и терять воду, что является преимуществом этой версии. Кроме того, на Луне есть вода в виде льда, поэтому ее можно сохранить.

Эта гипотеза образования Луны также до сих пор работает и изучается. Факты на этот счет есть, но и узких мест хватает.

Ударная версия

Луна могла образоваться из-за постоянной потери Землей ее мелких фрагментов. В этом заявлении утверждается, что молодая планета стала жертвой бомбардировки метеоритом. В результате столкновений с небесными телами земной мусор, частицы пыли и газы вылетели на орбиту, близкую к Земле. Кроме того, образовавшееся облако приобрело собственную траекторию движения вокруг планеты, и таким образом появилась Луна. Эта гипотеза также не объясняет дефицит железа в образцах лунного грунта и другие особенности строения нашего спутника.

Луна появилась из-за столкновения Земли с планетой

Эта версия появилась в 1975 году и сейчас считается одной из наиболее вероятных. По ее словам, Луна появилась из-за столкновения молодой Земли с другой молодой планетой — Тейей. Эта Тейя коснулась Земли, поэтому много земной материи было выброшено в космос из-за мантии. Туда же прибыли останки Тейи. Впоследствии из этого вещества образовалась Луна. Его первоначальная дистанция составляла всего 60 000 км.

Эта гипотеза хорошо объясняет как сходство между химическим составом Луны и Земли, так и некоторые различия. Поскольку из-за удара Земля немного наклонилась, это объясняет наклон лунной орбиты. Небольшое количество железа на Луне также можно объяснить тем, что земное вещество было выброшено из верхних слоев и мантии, а ядро ​​уже сформировалось.

Чтобы эта версия стала правдоподобной, нужно предположить, что Тейя ударилась о Землю на малой скорости и по касательной. Это возможно, если бы эта планета также образовалась на планете земного типа, в одной из точек Лагранжа. Фактически, это был двойник нашей Земли, находившийся на той же орбите.

Поскольку эта версия кажется вполне правдоподобной и позволяет многое объяснить, она считается основной. Но чтобы подтвердить это, необходимо еще много исследований. В конце концов, это столкновение, если оно вообще произошло, произошло около 4,5 миллиардов лет назад, поэтому найти доказательства непросто. Более того, такой факт требует объяснения: при столкновении с Тейей Земля должна была сильно нагреться и потерять всю воду, но этого не произошло.

Теория захвата

Вариант захвата спутника с Земли был предложен в 1909 году американским астрономом Томасом К. По словам ученого, Луна была планетой в Солнечной системе.

По необъяснимым причинам он перешел на эллиптическую орбиту, пересек орбиту Земли и был притянут к гравитационному полю Земли.

Считается, что это произошло недавно из-за твердости лунной поверхности. Если бы спутник сформировался одновременно с Землей, исследовательские аппараты утонули бы в слое скопившейся на нем пыли.

У этой гипотезы есть и слабые места:

1. Спутники Юпитера, захваченные в таких условиях, вращаются в направлении, противоположном планете, Луне, в том же направлении, что и Земля.
2. Результаты компьютерного моделирования показывают, что захват гравитационным полем Земли ближнего космического объекта, близкого по массе к Луне, маловероятен. Более правдоподобная версия столкновения такого объекта с планетой или его тяги далеко за пределы орбиты.
3. Полное подобие соотношения изотопов кислорода в составе двух космических объектов.

Гипотеза центробежного разделения

Гипотеза об отделении Луны от Земли под действием центробежных сил впервые была выдвинута в 1878 году Джорджем Дарвином (сыном Чарльза Дарвина). По мнению сторонников этой теории, скорость вращения Земли была достаточно высокой, чтобы вызвать отделение фрагмента материи от протоземли, которая впоследствии сформировала Луну. Однако еще в 30-х годах ХХ века ученые стали относиться к этой идее скептически. Они утверждали, что полного крутящего момента недостаточно, чтобы отделить фрагмент материи.

Инородное тело

Согласно одной из теорий, Луна — не что иное, как фрагмент космического объекта, столкнувшегося с Землей более 4 миллиардов лет назад. И ученые даже называют этот объект — крошечной планетой Тейя (предположительно размером с Марс). В результате мощного удара космическое тело превратилось в огромное облако обломков, которое, оказавшись на орбите Земли, со временем превратилось в спутник. Эта гипотеза, выдвинутая двумя группами американских ученых, успешно объяснила дефицит железа на Луне, в отличие от нашей планеты, и некоторые динамические характеристики системы Земля-Луна. Но в этом есть слабость. Химический анализ показал идентичность состава лунных и земных пород.

Мог ли от Земли «отвалиться» кусочек

Примерно в 70-х… 80-х годах ХХ века родилась гипотеза, согласно которой Луна образовалась из материи, отделившейся от Земли. По ее словам, это стало возможным, когда наша планета еще формировалась и состояла из чрезвычайно горячих горных пород в жидком состоянии.

Вещество отделилось от поверхности протопланеты из-за очень быстрого вращения под действием центробежных сил. Теория частично объясняла разницу в химическом составе. Более тяжелые элементы находились в центральной части Земли и остались, но более легкие соединения оказались за пределами быстро вращающейся сферы и были «выброшены».

Гипотезу высказал сын автора теории происхождения видов Чарльз Дарвин. Известно, что Луна постепенно удаляется от Земли (примерно на 2 сантиметра в год). Основываясь на этом факте, словно «перематывая» время назад, Джордж Дарвин предположил, что когда-то Земля и спутник были одним целым.

Математик опроверг эту теорию. Точные расчеты показали, что Луна не могла приблизиться к Земле на расстояние 7… 10 тысяч километров.

Луна была захвачена Землёй

Это «гипотеза захвата», появившаяся в 1909 году. В ее пользу говорят легенды некоторых народов. Говорят, были времена, когда не было луны. Но это очень шаткое основание, на котором, конечно, нельзя строить научную гипотезу. Других фактов, подтверждающих это, пока не обнаружено.

Но есть несколько фактов против этой версии:

• Луна — довольно крупное и массивное тело. Чтобы попасть в плен с Земли, он должен был подлететь очень близко, ближе к пределу Роша. Но в этом случае он был бы просто искажен мощными приливными силами и разрушен. Если бы он полетел дальше, он либо отклонился бы и столкнулся с Землей, либо планета выбросила бы его, как при гравитационном маневре.
• Все захваченные спутники с других планет движутся по ретроградной орбите против вращения планеты. У Луны прямая орбита, она вращается в том же направлении, что и Земля, как если бы она всегда была там.
• Если бы Луна образовалась дальше Марса, в районе газовых гигантов, она содержала бы много летучих элементов: водород, фтор, инертные газы. И почти нет. Но есть небольшое ядро, как у спутников планет-гигантов.
• Изотопы кислорода Луны и Земли слишком похожи. Когда Луна запечатлена извне, такое совпадение просто нереально.
• С Capture Луна будет иметь очень вытянутую орбиту. Но на практике он мало чем отличается от кругового.

Так что даже гипотеза захвата кажется маловероятной. Такую операцию мог выполнить, например, Юпитер или даже Нептун. Но Земля просто обгоняет Луну по массе, чтобы издалека замедлить ее и вывести на орбиту. А тесный контакт закончился бы катастрофой. По крайней мере, моделирование захвата Луны не поддерживает эту гипотезу.

Космический детектив с похищением

Эта гипотеза, выдвинутая в начале 20 века, гласит, что Луна когда-то была полностью независимой планетой в Солнечной системе. Под влиянием ближайших небесных тел он сильно отклонился от своей орбиты и в момент максимального сближения был захвачен земным притяжением. Подтверждением тому является тот факт, что в культуре многих древних народов существовали легенды о «безлунных временах».

Современные исследования сделали гипотезу захвата маловероятной. Было подсчитано, что если тело с массой Луны упадет в гравитационное поле нашей планеты, оно либо упадет на поверхность Земли, либо будет запущено далеко за пределы земной орбиты. Даже если захват будет успешным, Луна станет ретроградным (по сути, синхронным) спутником, а ее орбита приобретет большой эксцентриситет.

Более того, по всем физическим и химическим параметрам Луна совсем не похожа на твердотельные планеты Солнечной системы. Он также не мог образоваться в области газового гиганта, потому что там недостаточно пыли и газа, чтобы сформировать земное небесное тело.

Гипотеза ударного формирования Луны

В 1975 году, через три года после последнего полета Аполлона, была представлена ​​новая идея. Гипотеза образования толчка Луны, как ее называли, была чрезвычайно драматичной.

Когда Солнечная система сформировалась 4,5 миллиарда лет назад, вокруг нее летало множество обломков. Уильям Хартман и Дональд Дэвис из Института планетарных наук в Тусоне, штат Аризона, предполагают, что один из них оказался на Земле.

Очевидно, это был очень большой мусор, размером, возможно, с Марс, с массой, равной одной десятой земной.

Эта гипотетическая планета, которую назвали Теей, как в бильярде, нанесла мощный удар по Земле.

В результате удара часть внешнего слоя Земли отделилась и образовала гигантский расплавленный шар. Шар ярко горел, покрывая примерно треть земного неба, пока он не остыл и не исчез.

Столкновение Земли и Теи было смоделировано на компьютере и выглядит очень правдоподобно. Во-первых, эта гипотеза объясняет, почему железное ядро ​​Луны примерно вдвое меньше земного. Ядро Теи слилось с Землей, так что для Луны осталось немногое.

Это также объясняет, почему на Луне так мало «летучих» элементов, которые легко испаряются в газ. Энергия, которая высвободилась при столкновении, отправила их в космос.

Наконец, относительные размеры Земли и Теи могут объяснить скорость орбиты Луны.

Вот почему Алекс Халлидей из Оксфордского университета называет эту гипотезу «лучшим из худшего». Но даже в нем остаются слабые места.

Одна из них разрушила теорию Юри: Земля и Луна химически очень похожи.

У большинства химических элементов есть небольшие вариации: изотопы. Каждый атом состоит из трех типов частиц: протонов, электронов и нейтронов.

Каждый атом данного элемента должен иметь одинаковое количество протонов и электронов, но количество нейтронов может изменяться, создавая изотопы.

Изотопы действуют как своего рода химический след. Если вам нужно понять происхождение материала, изучение смеси изотопов, которые он содержит, может помочь вам в этом.

В случае лунного камня некоторые изотопы должны поступать с Земли, а некоторые — с Тей, и поэтому изотопный состав должен содержать что-то среднее. Но на самом деле это почти то же самое, что и на Земле.

Если Тея была, она не оставила следов на Луне.

Это основная проблема гипотезы об образовании лунной ударной волны.

Изотопы вольфрама и кремния важны главным образом потому, что они образуются во время формирования ядра планеты.

«У каждой планеты своя история формирования ядра, поэтому эти изотопы предполагают, что Луна происходит из атомов Земли», — объясняет Халлидей.

Мелош называет такой вывод «изотопным кризисом». Однако это не полностью опровергает гипотезу о формировании ударной волны Луны.

Самое простое объяснение состоит в том, что у Теи случайно был такой же изотопный след, что и у Земли, возможно, потому, что он образовался поблизости.

Однако первые модели солнечной системы показали, что вероятность этого составляет менее 1%.

В Солнечной системе нет других известных тел с таким же изотопным составом, как Земля и Луна. Ученые хотели бы взять образцы горных пород Венеры и Меркурия, чтобы увидеть, есть ли в них похожие изотопы, но неизвестно, когда это станет возможным.

В противном случае удар мог бы быть настолько мощным, что Тея и Земля расплавились, а их атомы смешались. Это может объяснить, почему Земля и Луна так похожи, но неизвестно, было ли столкновение настолько катастрофическим.

Также предполагается, что тело, упавшее на Землю, состояло в основном изо льда. Этих ледяных шаров много во внешней Солнечной системе, и они могут бомбить Землю с большой скоростью.

Но даже тогда Луна будет состоять только из 73% атомов Земли, что недостаточно для объяснения изотопов.

Проблема в том, что Тее пришлось бы приземлиться на Земле, иначе Луна была бы на другой орбите, но такой боковой удар противоречит тому, что показывают изотопы.

Может, Тея и не пнула боком. В 2012 году Матия Чак и Сара Стюарт из Гарвардского университета в Кембридже, штат Массачусетс, выяснили, как это могло произойти.

Они думали, что Земля уже вращалась очень быстро, когда Тея врезалась в нее. Если Земля вращалась быстро, импульса удара было достаточно, чтобы отправить Луну на правильную орбиту.

В скользящем ударе не было необходимости: Тея могла смотреть на Землю лицом к лицу.

Это означает, что Тея может быть меньше, чем считалось ранее, около 2% массы Земли. Это также означает, что Луна образовалась в основном из земного вещества.

Эта гипотеза «выбила почву из-под ног всех теорий», — говорит Мелош.

Образование из единого газопылевого облака

В 1755 г. И. Кант в своей работе по теории неба предложил версию, согласно которой Солнечная система и ближайшие звезды образовывались бы из туманности после взрыва сверхновой, которая была в 30 раз тяжелее солнце. Взрыв, произошедший 4,5 миллиарда лет назад, создал облако газа и пыли из частиц, которые сформировали Землю и спутник.

Эта гипотеза называется сестринской гипотезой и предполагает, что Протоземля была сформирована вначале, и когда рост ее массы остановился, из частиц газа и пыли начал создаваться околопланетный рой, составляющий основу будущего спутниковое.

Правильность этой теории подтверждается схожестью химического состава планеты и спутника. В качестве опровержения — необъяснимость разницы в плотности двух комических объектов и низкое содержание химических элементов в составе лунного вещества — 16,2% Ca, 22,5% Fe, 22,6% Si, 38,7% O.

Ученые считают невозможным образование крупного космического объекта на орбите Земли из-за земного притяжения. Хотя сама гравитация способна привлечь такой объект из глубин космоса.

Версии происхождения

Теперь Земля и ее спутник неразрывно связаны в бинарную систему с общим центром масс. Однако логично предположить, что было время, когда этой системы не существовало.

Самые первые

Одна из самых ранних теорий была выдвинута в конце 19 века Джорджем Дарвином. Он решил, что в начале своего существования Земля была расплавленным шаром горячей магмы. И в результате быстрого вращения вокруг своей оси от общей массы отделилась некая капля, которая не могла далеко улететь, и осталась остывать на нашей орбите. Однако эта гипотеза не объясняет многие другие причуды, и мы обсудим их позже.

Следующая идея прямо противоположна предыдущей. Он заключается в том, что наша планета просто схватила прошедший мимо объект. Этот объект оказался Луной. Насколько это правда — покажет время

Одновременное появление

Например, версия о том, что Луна и Земля образовались одновременно. Эту теорию выдвинул немецкий философ Кант. Когда-то вокруг Солнца не было планет, а был только один протопланетный диск, состоящий из миллиардов частиц протопланетной материи. Этот диск вращался вокруг звезды, и постепенно более плотные области начали сжиматься и притягивать более мелкие частицы. Так образовались все планеты, включая Землю. Согласно Канту, Земля и Луна были двумя плотными областями на одной орбите и по стечению обстоятельств не сливались, а продолжали двигаться бок о бок.

Появление позднее

Четвертый сценарий образования Луны, предложенный эстонским астрономом Эрнстом Эпиком, кажется довольно устрашающим: в какой-то момент своего развития Земля подверглась массированной бомбардировке большим количеством каменных частиц: метеоритов и астероидов. В результате такой атаки поверхность планеты нагрелась до 2 тысяч градусов, и большое количество земного материала просто испарилось в окружающее пространство. Более легкие частицы размером с молекулу просто выбрасывались в глубокий космос, а более тяжелые образовывали небольшую протопланету из пыли и льда, которая в будущем стала Луной.

Переходная версия

Пятая версия — это, так сказать, переходная версия двух предыдущих версий. Считается, что рядом с Землей проходило не одно космическое тело, а множество, и все они каким-то образом были захвачены гравитационным полем Земли. Оказавшись на нашей орбите, эти метеориты не упали на землю, а начали сталкиваться друг с другом, постепенно образуя гораздо более крупный объект. Так появилась Луна.

Теория столкновения

Но самой популярной гипотезой на данный момент является теория столкновения двух планет. Когда-то в далеком прошлом рядом с нашей планетой прошла орбита другой планеты, сравнимой по размерам с нашей. В какой-то момент орбиты пересеклись, и планеты столкнулись, но под очень острым углом. Почти касательные друг к другу. В результате такого события поверхности планет стали очень горячими, катастрофа была поистине чудовищной. Большой кусок материи вышел из Земли, но он не полетел в космос, а продолжал болтаться на нашей орбите. Он превратился в луну. Куда делась вторая планета? Но это уже загадка. Возможно, он слился в одно целое с Землей, возможно, он получил дальнейшее ускорение после не очень успешного гравитационного маневра и улетел далеко за пределы Солнечной системы. А может быть, ее судьба сложилась печальнее и она упала на солнце.

Метеоритная бомбардировка

Также существует гипотеза о бомбардировке метеоритом. По ее словам, в результате такой бомбардировки метеориты будто очистили поверхность Земли от мусора и пыли, которые затем оставались вращаться по далекой орбите вокруг Земли. Со временем количество пыли и мусора достигло таких объемов, что образовало целую маленькую планету. Кстати, эта гипотеза объясняет наличие воды в составе лунного вещества

Искусственное происхождение

Что ж, самая любопытная гипотеза, вызывающая споры и толкования, — это версия искусственного объекта. В середине прошлого века, в 1960-е годы, Александр Щербаков и Михаил Васин из Академии наук СССР выдвинули гипотезу о том, что Луна на самом деле является искусственным объектом, своего рода космическим кораблем, созданным другой цивилизацией.

Неужели в Академии наук СССР есть мечтатели? Да и нет. Естественно, каждый из нас читал повествование, которое впоследствии давало новые идеи для развития и прогресса. Однако гипотеза об искусственном происхождении Луны возникла не на пустом месте. И виноваты в этом научные загадки, тайны Луны, до сих пор не раскрытые.

Луна и Земля образовались вместе

Это «гипотеза совместного образования». Дело в том, что Земля и Луна образовались вместе из одного протопланетного облака. Ближе к центру туманность сжалась, образуя Землю, а на периферии, из остального материала, появилась Луна.

Как ни странно, это очень старая гипотеза. Он был предложен Иммануилом Кантом в 1755 году. Он прекрасно подтверждает совпадение содержания кислорода в образцах горных пород.

Но у этой гипотезы много недостатков. Следовательно, разница в остальном химическом составе не ясна. В конце концов, если бы Земля и Луна образовались из одного и того же облака, их химический состав должен был бы быть совершенно одинаковым. Кроме того, у планеты есть огромное железное ядро, а у спутника очень мало железа. К тому же средняя плотность слишком разная. Наклон лунной орбиты также нельзя объяснить.

Так что в этой теории, несмотря на кажущуюся правдоподобность, также есть необъяснимые места.