Краткая история Луны
…В любом месте на нашей планете самый яркий объект ночного неба — это Луна. Это естественный спутник Земли и ближайшее к нам космическое тело, удаленное от нашей планеты на 384 400 км. Луна имеет радиус 1737 километров, что составляет приблизительно 27% от размера Земли. Как и наша планета, Луна имеет кору, мантию и ядро. Этот загадочный объект имеет богатое и легендарное прошлое. Оно исторически связано с геологическим развитием Земли и человеческой цивилизации. Многие древние культуры почитали Луну как бога или богиню. Известная под таким именами, как Селена и Луна, наша спутница очаровывала многих людей и по-прежнему делает это и сейчас.
Рождение Луны
До того, как жизнь и биосфера возникли на Земле миллиарды лет назад, Солнечная система была мастерской, в которой творил великий Хаос. Сжатие протопланетного облака вызвало появление Солнца, гравитация которого способствовало формированию скалистых образований, наполнивших раннюю Солнечную систему. И через несколько сотен миллионов лет после появления Солнца появилась Земля. Существует несколько теорий о том, как Луна попала на орбиту вокруг нашей планеты.
Одной из преобладающих идей, поддерживаемых научным сообществом, является гипотеза глобального воздействия. Она предполагает, что Луна была сформирована, когда массивное космическое тело врезалось в Землю. Ранняя Солнечная система была весьма неспокойным местом, и содержала большое количество объектов, которые не достигли планетарного статуса. Считается, что один из таких объектов столкнулся с Землей в ее ранние годы.
Астрономы называют этот объект Theia. В момент столкновения с Землей он имел размеры, такие же как нынешний Марс. После произошедшего столкновения часть земного материала была выброшена в космос, где гравитация впоследствии собрала его в единый объект, который конечном итоге и стал нашей Луной. Это объясняет тот факт, что Луна состоит из более легких элементов и менее плотная, чем Земля.
По поводу мощности удара, который пережила Земля в результате столкновения, есть заявление НАСА :
«Когда молодая Земля и блуждающий объект столкнулись, выделилась энергия, которой было в 100 миллионов раз больше, чем в результате более позднего события, которое, как считается, уничтожило динозавров».
Луна и древние астрономы
В ранние времена годы существовало много заблуждений о том, что такое Луна. Некоторые древние верили, что Луна — это пылающий огненный шар. Некоторые древние астрономы полагали, что темные пятна на Луне — это моря. Аристотель определил, что Луна — это идеальная сфера. Многие древнегреческие философы справедливо предполагали, что Луна находится на орбите вокруг Земли, а также отвечает за приливы и многие другие явления.
В 100 году Плутарх высказал предположение, что на Луне существуют другие человеческие цивилизации. По мере того, как астрономические знания совершенствовались, люди постепенно отказались от версии, высказанной Птолемеем о том, что Луна и Солнце вращаются вокруг Земли. Это произошло в пользу революционного взгляда на этот вопрос Николая Коперника, который разработал правильное представление, говорящее о том, что Земля и другие тела Солнечной системы вращаются вокруг Солнца.
В конце концов люди стали рассматривать звезды и Луну с помощью телескопа. Галилей первым увидел новые образы на Луне — рваные края кратеров и лунные горы. Он наблюдал, как в течение месяца изменяются длины теней, которые отбрасывают лунные горы и вычислил таким образом их высоту. В конечном итоге эти наблюдения Галилея способствовали его отказу от старых астрономических идеалов и изменению существующей тогда модели Вселенной.
Именно Галилей выяснил что светлые области на поверхности Луны были скалистыми и холмистыми, в то время как темные были равнинами. Другие астрономы на протяжении многих лет составляли каталоги каждого участка поверхности, который они могли наблюдать.
Появившиеся более мощные телескопы привели к появлению более подробных данных. В 1645 году первая полная карта Луны была опубликована голландским инженером Майклом Флорентом ван Лангреном. Другой астроном — Антон М.С. де Реита также составил подобную карту. К 1651 году карта Луны была закончена двумя иезуитскими учеными — Джованни Баттиста Риччиоли и Франческо М. Гримальди.
Наше долгое и плодотворное наблюдение за Луной, наконец, завершилось тем, что мы смогли ступить на ее поверхность в XX веке.
Это один маленький шаг для человека и огромный скачок для человечества
Исследование Луны осуществлялось различными способами — от отправки роботизированных зондов до высадки людей на Луне. Эти миссии дали нам очень много знаний о Солнечной системе и о Земле. Первыми посетителями Луны были советские автоматизированные станции. Они совершили первый облет Луны в январе 1959 года. За этой миссией последовало множество зондов, которые в конечном итоге сумели сделать фотографии другой стороны Луны. Эти экспедиции преподнесли много сюрпризов, например, оказалось, что темная сторона Луны практически не имеет гладких равнин.
Чтобы обойти Советский Союз и потешить свое пострадавшее после полета Юрия Гагарина самолюбие, США заявили о намерении совершить серию пилотируемых экспедиций на Луну с высадкой человека на ее поверхности. Сконцентрировав множество талантливых ученых и используя современные технологии, американцам удалось немыслимое. Они обеспечили своим астронавтам возможность прогуляться по Луне. В течение восьми лет к полетам, осуществляемым в рамках миссии «Аполлон», было приковано внимание людей всего мира.
В 1968 году, во время рождественского сезона, космический корабль «Аполлон-8» покинул земную орбиту и впервые добрался до Луны. После того, как «Аполлон-8» пролетел всего в 62 милях от поверхности Луны, НАСА начало планировать высадку человека на ее поверхность. В мае 1969 года «Аполлон-10», находящийся на орбите вокруг Луны, испытал новый лунный спускаемый аппарат без людей.
Астронавты НАСА Нил Армстронг и Базз Олдрин из экипажа «Аполлон-11» стали первыми людьми, которые опустились на поверхность Луны в районе Море Спокойствия. Это произошло 20 июля 1969. Два человека ходили по Луне в течение 2 часов и собирали камни и образцы почвы. Мы много узнали о Луне. Большинство темных пятен или темных морей оказались древними вулканическими потоками лавы, которые кристаллизовались миллиарды лет назад. Также было обнаружено, что лунные образцы были похожи по составу на скалы, находящиеся на Земле.
США продолжили посещать Луну в начале 70-х. Зоны высадки астронавтов можно найти в Интернете.
Источник
Как образовалась Луна
Научные исследования раскрыли немало фактов о ближайшем к нам космическом объекте, но на вопрос, как появилась Луна и откуда взялась около Земли, ученые не дают точного ответа. В истории исследования Луны были различные гипотезы о ее возникновении.
Гипотезы о происхождении Луны
Первые упоминания встречаются в наскальных рисунках пещерных людей, живших 35-40 тыс. лет назад. Изучение Луны с научной точки зрения впервые началось в Древней Греции. Аристарх Самосский, древнегреческий астроном (320-250 г. до н.э.), верно предположил, что от Земли до ночного светила расстояние составляет 60 радиусов планеты (среднее величина равна 384 467 км, т.е. 30 земных диаметров).
Ученый Галилео Галилей, наблюдая за Луной, в 1609 г. заметил на поверхности объекта пятна и предположил, что темные области — это морские пространства, а светлые — материки, покрытые возвышенностями, кратерами.
Образование из единого газопылевого облака
В 1755 г. И. Кант в работе о теории неба выдвинул версию, что Солнечная система и ближайшие звезды образовались из туманности после взрыва сверхновой звезды, бывшей тяжелее Солнца в 30 раз. Произошедший 4,5 млрд лет назад взрыв породил газопылевое облако, из частиц которого образовалась Земля и спутник.
Эта гипотеза называется сестринской и предполагает, что вначале сформировалась Протоземля, а когда рост ее массы приостановился, из газопылевых частиц стал создаваться околопланетный рой — основа будущего спутника.
Верность этой теории подтверждает сходство химического состава планеты и спутника. В качестве опровержения приводится необъяснимость разницы плотности двух комических объектов и низкого содержания химических элементов в составе лунного вещества — 16,2% Са, 22,5% Fe, 22,6% Si, 38,7% О.
Ученые считают невозможным образование на орбите Земли большого космического объекта из-за земной гравитации. Хотя та же гравитация способна притянуть такой объект из глубин космоса.
Теория захвата
Вариант о захвате Землей спутника предложил в 1909 г. американский астроном Томас Си. По версии ученого, Луна была планетой Солнечной системы.
По необъяснимым причинам она сместилась на эллиптическую орбиту, скрестившуюся с орбитой Земли, и была притянута земным гравиполем.
По причине твердости лунной поверхности считается, что это произошло недавно. Если бы спутник сформировался в одно с Землей время, в скопившемся на нем пылевом слое утонули бы исследовательские аппараты.
Эта гипотеза имеет и слабые стороны:
- Захваченные в подобных условиях спутники Юпитера вращаются в противоположном с планетой направлении, Луна — в одном направлении с Землей.
- Результаты компьютерной имитации показывают, что захват земным гравитационным полем пролетающего рядом космического объекта, схожего по массе с Луной, маловероятен. Более правдоподобной выглядит версия столкновения такого объекта с планетой или его выталкивание далеко за границы орбиты.
- Полное сходство соотношения кислородных изотопов состава двух космических объектов.
Гипотеза центробежного разделения
В 1878 г. английский астроном Джордж Дарвин, сын Чарлза Дарвина, предложил теорию: ночное светило, бывшее частью Земли, впоследствии отделилось. По его версии Земля в начале существования представляла горячую жидкую массу, вращающуюся с большой скоростью.
При вращении центробежная сила так вытягивала массу в зоне экватора, что от нее оторвалась часть вещества, которая после остывания стала Протолуной. Указывалось и место такого отрыва — Тихоокеанский бассейн.
Подтверждением этой версии является идентичность плотности Луны и геосферы Земли и установленная в процессе исследований высокая скорость вращения планеты в прошлом.
Но есть и опровержения:
- По расчетам нужная для отрыва скорость вращения Земли должна составлять 1-2 часа. Появление и снижение такой скорости объяснить невозможно.
- Исследования тектоники земной литосферы доказывают, что бассейн Тихого океана, где и случился отрыв части будущей Луны, существует 70 млн лет и не мог образоваться в результате центробежного отделения.
Гипотеза столкновения, или модель мегаимпакта
Еще одна гипотеза появления Луны — теория американских планетологов Д. Дэвиса и У. Хартманна, опубликованная в 1975 г. По их версии, в самом начале существования Земли произошло ее столкновение с планетоидом размером с Марс.
Этот гипотетический объект назван Тейей. Удар произошел по касательной, но из-за столкновения части вещества Тейи и земной геосферы оказались выброшены на околоземную орбиту.
Инородное тело
Мнения ученых относительно развития событий разделились. По одному варианту, Протолуна после такого столкновения сформировалась из большего количества вещества Тейи, чем Земли. В качестве доказательства приводится небольшое содержание железа в составе лунного грунта — 22,5%.
Но после получения образцов пород нашего спутника и их подробных анализов выяснилось, что по содержанию тяжелых изотопов кислорода, титана и вольфрама состав лунного и земного материалов идентичен, чего не могло произойти при образовании Луны из обломков Тейи.
Фрагмент Земли
Версия, что при ударе преобладающая часть исторгнутого вещества содержала элементы земной мантии, опирается на сходство состава земной и лунной пород, но не объясняет низкий процент железа в веществе Луны и различие плотностей материалов.
Два в одном
Третий вариант теории мегаимпакта объединяет две предыдущих версии, уточняя, что основой Протолуны послужило единое вещество, образовавшееся из частей двух столкнувшихся объектов.
В октябре 2016 г. было опубликовано исследование, одним из авторов которого выступал Кун Ван, доцент Вашингтонского университета. Ученый считал, что в случае гипотезы испарения часть лунных пород состояла бы из вещества планетоида, ударившего Землю.
Однако по результатам исследования изотопного состава образцов стало ясно, что породы Луны подвергались таким температурам, возникновение которых возможно в случае сильного удара. При этом планета-пришелец и часть нашей планеты испарились бы, а образованный при этом пар занял бы территорию, превышающую площадь Земли.
Гипотеза испарения
Еще одной теорией естественного происхождения Луны является гипотеза, выдвинутая в 1955 г. эстонским астрономом Эрнстом Эпиком: сформировавшаяся Протоземля была окружена роем постоянно атакующих ее каменных частиц, из-за чего произошел нагрев до температуры примерно 2000ºC.
Большой объем вещества испарился назад в околоземное пространство. Летучие элементы сдул солнечный ветер, тяжелые соединились с частицами пыли и льда, вращающихся вокруг Земли, и образовали единый монолит — будущую Луну.
Эта гипотеза проясняет небольшое содержание железа в веществе спутника: к моменту нагревания планеты тяжелые породы уже попали в ядро Земли и содержание железа на поверхности снизилось. Однако геологические исследования Земли не подтвердили существования температур в 2000°С на стадии ее образования.
Искусственный спутник
Кроме теорий о естественном происхождении сателлита выдвигались гипотезы о его искусственном появлении.
Пустотелая Луна
Плотность спутника составляет 60% плотности Земли. На основании этого факта было выдвинуто предположение, что Луна может быть полой. В 1969 г. американские ученые провели эксперимент: было организовано падение зонда на поверхность Луны, и установленные сейсмодатчики зафиксировали сильное лунотрясение. При повторении такого эксперимента в следующих исследованиях спутник трясло в течение нескольких часов.
Кроме результатов этого исследования ученые заметили необъяснимое усиление гравитации спутника, что дало основания считать его пустотелым и сформированным в обратном направлении — от поверхности к центру.
Странные показатели
Ученые придерживаются версии искусственного создания Луны по причине различия масс Земли и ее спутника: Луна легче в 81 раз. Такие показатели нехарактерны для спутников других объектов Солнечной системы. У них и диаметр намного меньше лунного: крупнейший спутник Марса — Фобос — имеет диаметр не более 20 км, а наша Луна — 3474,2 км. Кроме этого, различаются и орбиты: Луна имеет почти ровную круговую орбиту, у спутников других планет Солнечной системы она эллиптическая.
Источник