5 теорий о происхождении Луны

Несмотря на то, что Луна — ближайшее к нам небесное тело, ученые так и не могут однозначно объяснить ее происхождение. Программа полетов «Аполлон» должна была разрешить эту загадку, но на деле лишь поставила под сомнение все три основные теории. А теперь появились и новые варианты. «Теории и практики» выбрали пять основных гипотез и взвесили «за» и «против».

Гигантское столкновение

Сегодня основной версией происхождения Луны считается теория гигантского столкновения. Ученые считают, что наш спутник появился после того, как молодая Земля порядка 4,4 млрд. лет назад столкнулась с другой планетой. Это гипотетическое небесное тело получило неофициальное название Тейя — в честь матери лунной богини Селены в греческой мифологии.

Предполагается, что Тейя сформировалась в точке Лагранжа L4 системы Солнце-Земля и находилась на одной орбите с Землей. Две протопланеты постоянно разделяло определенное расстояние. Однако так продолжалось лишь до тех пор, пока масса Тейи не стала слишком большой. Тогда она начала по узкой синусоиде приближаться к Земле и столкнулась с ней. Удар пришелся по касательной и буквально вывернул нашу планету наизнанку. Часть расплавленной материи выбило на орбиту, где из нее постепенно образовался спутник.

Однако главное было еще впереди. Когда на Земле появилось достаточно воды и тверди, Луна начала вызывать на ней приливы и отливы. Раз за разом наполненная химическими веществами вода накрывала пустынные прибрежные территории, а затем отступала, предоставляя Солнцу нагревать мокрую землю. Со временем в этой «лаборатории» из смеси фосфата, простейших азотистых соединений и простейших углеводов могли появиться нуклеотиды, а затем — первая самореплицирующаяся РНК.

Графические модели гигантского столкновения выглядят очень зрелищно, впрочем, этим достоинства теории мегаимпакта не исчерпываются. Гипотеза хорошо объясняет необычайно высокий момент импульса в системе Земля-Луна — иначе говоря, большое количество вращательного движения, поскольку удар, очевидно, сильно раскрутил планету. Объясним в этом случае и низкий наклон лунной орбиты. Также становится понятно, почему химический состав коры спутника похож на состав земной мантии и почему у Луны такое маленькое ядро. Однако есть в теории и уязвимые места. В частности, она не может объяснить, почему в лунном грунте присутствуют легкие изотопы разных элементов, которые в случае с гигантским столкновением должны были испариться.

Совместное формирование

В советской и современной российской науке господствует теория о том, что Луна и Земля сформировались из общего пылевого облака. Согласно этой точке зрения, зародышу планеты не удалось притянуть к себе все частицы, находившиеся в зоне его досягаемости, и они остались на орбите. В результате вблизи новорожденной Земли появился спутник, состоявший из той же материи, что и планета.

Теория совместного формирования существует довольно давно и входит, в числе прочих, в так называемую «Большую тройку» гипотез происхождения Луны, которые считались основными до полетов «Аполлона». В отличие от двух других вариантов, она сохраняет актуальность до сих пор. Эта теория способна объяснить то, что не объясняет ни одна другая: идентичность породы лунной коры и породы земной мантии по соотношению стабильных изотопов кислорода. Однако если бы Луна, и правда, сформировалась вместе с Землей, ее железо-никелевое ядро не было бы таким миниатюрным. Также теория не дает ответа на вопрос о высоком моменте импульса между Луной и Землей и наклоне лунной орбиты.

Отделение материи

Гипотеза центробежного отделения стала одной из первых весомых научных попыток объяснить происхождение Луны и также вошла в «Большую тройку». Эту теорию выдвинул в 1878 году сын Чарльза Дарвина, астроном и математик Джорж Дарвин. Он предположил, что в ранние годы своего существования Земля вращалась так быстро, что под действием центробежной силы часть материи оторвалась от нее в области экватора, попала на орбиту и образовала Луну. На Земле же в месте «отрыва» появилась огромная полость, которая позже стала бассейном Тихого океана.

Сегодня факты подтверждают, что в ранние годы своего существования наша планета вращалась быстрее, чем сегодня. Однако для того, чтобы сбросить с себя такой большой кусок мантии, Земля должна была совершать один полный оборот вокруг своей оси всего за 2-3 часа, а это для нее было бы слишком. Кроме того, данные геологических исследований указывают на то, что бассейн Тихого океана образовался порядка 70 млн. лет назад. Для появления Луны это чересчур поздно.

Захват планеты

Теория захвата Луны Землей, еще один экс-участник «Большой тройки», говорит о том, что когда-то спутник был самостоятельной планетой Солнечной системы. В результате неких гравитационных потрясений его орбита приняла форму эллипса и пересеклась с земной. Здесь сила притяжения нашей планеты захватила Луну, и та навсегда потеряла самостоятельность.

На ранних этапах своего существования Солнечная система действительно переживала настоящие гравитационные бури. Возмущение, вызванное формированием Юпитера и его орбитальным резонансом с Сатурном, было так велико, что могло, к примеру, препятствовать формированию еще одной планеты на месте пояса астероидов. Однако даже если подобные силы могли повлиять на молодую планету Луну, вероятность того, что ее не разорвали бы на земной орбите приливные силы, не притянуло бы к Земле или не отбросило бы прочь гравитацией, очень мала. Теория захвата хорошо объясняет высокий момент импульса, но не дает никакого ответа на вопрос, почему земной и лунный грунт так похожи по своему составу.

Испарение вещества

В 70-е годы XX века на Западе появилась теория, говорившая о том, что Луна — это своего рода конденсат. Сторонники гипотезы утверждали, что Земля сильно разогрелась из-за постоянных космических «бомбардировок», и множество различных веществ с нее испарилось в пространство. Летучие элементы сдул солнечный ветер, а вот их более тяжелые «соседи» со временем образовали спутник.

Гипотеза испарения также хорошо объясняет, почему химический состав лунной коры так похож на состав земной мантии. Однако как быть с высоким моментом импульса и наклоном орбиты? Кроме того, сегодня благодаря исследованиям мы знаем, что наша планета никогда не разогревалась так сильно, чтобы расплавиться целиком.

Источник: m.vk.com