Откуда взялась Луна?
Луна – наиболее исследованное нами космическое тело. Мы знаем о ней практически всё: у нас есть образцы лунных пород и даже подробная карта всего спутника. А как появилась Луна? Откуда у нашей планеты спутник?
Гигантское столкновение
Эта версия признаётся большинством ученых. Более 4.5 миллиардов лет назад Земля, еще до конца не сформировавшаяся в планету, столкнулась с такой же планетой Тейя .
Удар пришелся по касательной, но этого оказалось достаточно, чтобы огромная масса земной мантии была выброшена в орбиту. Спустя миллионы лет из этой массы образовалась Луна.
Данная теория логично объясняет схожесть земной и лунной породы, конструкцию и траекторию движения спутника, а также соотношение плотности двух небесных тел.
Сестринская теория
До 1970-х годов советские ученые признавали эту гипотезу наиболее достоверной. По этой теории Земля и Луна сформировались из одного пылевого сгустка . В пользу этой версии выступает возраст Земли и Луны: они ровесники, им по 4.5 миллиарда лет.
Однако против сестринской теории есть главный аргумент: у нашей планеты и её спутника разные плотность породы и химический состав. Луна оказалась куда беднее Земли: в ней мало железа, магния, никеля и многих металлов. Почему так произошло, непонятно. Поэтому сестринская теория больше не считается достоверной.
Гипотеза захвата
По этой версии Земля и Луна образовались в разных уголках Солнечной системы как независимые планеты . Однако затем из-за неизвестной причины Луна сошла со своей орбиты и направилась в сторону Земли, где была притянута гравитацией более массивного тела.
Эта гипотеза была главенствующей до 1960-х годов. И со временем у неё нашли множество слабых мест. Моделирование на компьютере показало, что вероятность захвата ничтожно мала. Скорее всего, Луна бы просто столкнулась с Землей.
А к какой версии склоняетесь вы?
Автор статьи — Алексей Удоратин. Специально для канала «МИР НАУКИ: интересное вокруг»
Источник
Как появилась Луна
Есть много разных теорий и гипотез появление у нашей планеты естественного спутника. Какие-то более популярные и проясняют многие моменты, какие-то менее, а какие-то вообще являются любимой темой для любителей теорий заговоров и пришельцев.
Давайте рассмотрим самые популярные из них.
Гипотеза гигантского столкновения
Одна из самых популярных гипотез появления Луны.
И самое интересное, этой теории не существовала до тех пор, пока несколько миссий Аполлон не собрали достаточно много лунных образцов для изучения.
Согласно этой теории, в далеком прошлом (а если быть точным – 4,5 млрд лет назад), с молодой тогда еще Землей столкнулся объект, по размерам напоминавший Марс. Этому гипотетическому объекту даже дали свое название – Тейа (из древнегреческой мифологии).
Удар Тейи пришелся под углом, почти по касательной. В результате гигантского столкновения Тейа была практически разрушена, большая часть ее вещества вперемешку с земной мантией были выброшены на орбиту Земли.
Как раз из этих обломков и появилась прото-Луна. А Земля в свою очередь получила импульс скорости вращения и дополнительный наклон оси вращения (что, кстати, благоприятно повлияло на появление жизни).
Именно наличие земного вещества на Луне, которые собрали и привезли астронавты из миссий Аполлон, помогло появиться этой теории и стать одной из самых популярных.
Гипотеза центробежного отделения
Достаточно интересную теорию в свое время предложил Джордж Дарвин , сын знаменитого Чарльза Дарвина, в 1878 году.
Дарвин-младший предположил, что Земля вращалась с достаточно высокой скоростью на заре своего существования. И под действием центробежных сил наша планета превратилась в слишком вытянутый по экватору объект, впоследствии чего от Земли оторвался огромный кусок вещества. Этот кусок в дальнейшем и стал нашей Луной.
Эту теорию спустя 4 года поддержал геолог Осмонд Фигер . Он предположил, что именно бассейн Тихого океана образовался в том месте, где оторвался тот кусок вещества.
Гипотеза стала настолько популярной, что оставалась общепринятой в начале 20 века.
Гипотеза захвата
В 1909 году американский астроном Томас Джефферсон Джексон Си выдвинул свою теорию появления Луны.
По его предположению, Луна сформировалась где-то в Солнечной системе. Потом, за счет гравитационных взаимодействий с планетами и Солнцем Луна все ближе и ближе подбиралась к орбите нашей планете, пока в один прекрасный день Земля не захватила в окончательное гравитационное рабство Луну.
Интересный факт:
Когда Советский Союз готовил к отправке спускаемую автоматическую станцию на Луну, встал неожиданный вопрос — необходимо было решить вопрос о происхождении нашего естественного спутника.
Почему? Тут все просто: если считать, что Луна является уже много миллиардов лет нашим спутников,а также из-за отсутствия плотной атмосферы, на ее поверхности должен был скопится многометровый слой космической пыли, в которой могла «утонуть» спускаемая станция при посадке на Луну.
Из-за этого в ОКБ им. Королева (Особое конструкторское бюро № 1) разгорелись нешуточные баталии. Одна группа ученых заявляла, что нужно разработать станцию таким образом, который позволил бы ей совершить безопасную посадку на такой слой пыли. Другая же группа ученых предполагала, что Земля захватила Луну относительно недавно, поэтому надо готовить станцию к посадке на твердую поверхность.
К сожалению, учесть оба варианта было технически невозможно.
Поскольку подтвержденых научных данных по этому вопросу не было, и ни одной из групп ученых не получилось взять верх, Сергей Павлович Королев принял волевое и, как оказалось в дальнейшем, единственное правильное решение – считать поверхность Луны твердой и, исходя из этого, конструировать станцию.
Вырвав лист из своего блокнота, он написал справку о том, что
«. следует рассчитывать на достаточно твердый грунт типа пемзы».
Источник
Откуда взялась Луна и зачем она нужна?
В 384 тысячах километров от нас летает небольшое тело. Оно легче Земли в 81 раз, а меньше «всего» в 4 раза. Но без него жизнь на нашей планете могла и не сформироваться. Это — Луна, естественный спутник Земли.
История Луны связана с историей Земли непосредственно. Несмотря на то, что существует несколько гипотез её происхождения, спутник Земли появился почти одновременно с ней самой. Какие же есть версии происхождения Луны?
1. Луна образовалась вместе с Землёй
Земля образовалась 4.6 миллиарда лет назад из протопланетного диска — скопления твёрдых частиц, по форме своей напоминающего облако. Под действием силы гравитации частицы начинаются собираться вокруг какого-то центра и формируют тяжелое тело. Гипотеза совместного формирования предполагает, что в протопланетном диске было сразу два центра, из которых выросли наша планета и её спутник. Эта гипотеза — самая шаткая из всех, ведь она не может объяснить многих особенностей системы Земля-Луна. Например, почему Земля богата металлами и различными элементами, а на Луне нет ни железа, ни летучих элементов? Или почему их плотности сильно отличаются, ведь вещество диска было одно и то же? Ответов на эти вопросы данная гипотеза не может дать.
2. Луна была «захвачена» Землёй.
Эта гипотеза говорит о том, что Луна — бывшая планета, орбита которой по каким-то причинам сместилась близко к Земле, а потом она как более большая планета притянула к себе Луну, сделав её своим спутникам. Эта гипотеза объясняет очень многое — и разный состав нашей планеты и её спутника, и особенности вращения Луны вокруг Земли (угол наклона в 5 градусов и высокий момент импульса). Но по расчётам учёных, шанс такого захвата был бы ничтожно мал — это вам не Юпитер, притягивающий всё подряд. Кроме того, непонятно, где в таком случае образовалась Луна — на ней нет ни железа, характерного для планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс), ни летучих элементов — основы планет-гигантов. Тогда откуда она взялась?
3. У Земли было много Лун, но все они объединились в одну.
Эта гипотеза вытекает из предыдущей — Земля могла захватить не одну большую махину, а множество маленьких, которые слились в одну большую Луну.Однако, опять же непонятен такой состав этих Лун. Кроме того, вероятность того, что все они раздробятся и потом опять соберутся, ещё меньше, чем вероятность захвата Луны Землёй. Взгляните на Марс — у нашего соседа есть два спутника, причём целых.
4. Луна — скрытая станция по наблюдению за нами.
Не воспринимайте всерьёз. Это ещё одна шутка. Хотя, такая гипотеза идеально бы объясняла состав Луны и её низкую плотность 🙂 Кроме того, легенды некоторых племён говорят, что раньше Луны не было — она появилась сравнительно недавно.
5. Луна — результат столкновения с Землёй.
На сегодняшний момент принята такая гипотеза: протопланета Тейя, объект размером с Марс, столкнулась с неокрепшей Землёй. Удар пришёлся не в центр, а на край нашей планеты, поэтому он выбил часть земного вещества в космос, при этом подарив часть вещества Тейи Земле. Всего через 10-100 лет все осколки Тейи и Земли собрались в Луну, и наша планета заполучила себе спутника.Эта гипотеза объясняет практически всё — и разный элементный состав, и особенности поведения системы Земля-Луна. Хоть и есть небольшие недочёты (на Земле должны были быть океаны из магмы, а геологический анализ их не показал), данная версия является общепринятой в научном мире на сегодняшний день.
Зачем нужна Луна?
Ну, без спутника Земле было бы очень туго. Со времён своего существования Луна замедляет период вращения Земли и ускоряет период её обращения — когда-то сутки на нашей планете составляли всего 8 часов, а год длился чуть ли не как на Марсе. Экстремальные цунами и штормы просто не дали бы жизни выйти на сушу.
О приливах и отливах можете забыть. О затмениях (как лунных, так и солнечных) тоже. Зато можно было бы лучше видеть звёзды — ведь Луна отражает часть солнечного света и поэтому слишком яркая на фоне звёзд. Хотя вряд ли вы смогли видеть звёзды без Луны — эволюция пошла бы по-другому пути — маленькие быстрые организмы были бы вершиной развития.
Источник
masterok
masterok Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
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.
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.
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.
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».
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.
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».
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.
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.
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».
Источник