Od pristátia prvého človeka na Mesiaci uplynulo 46 rokov. Všetci sme videli tieto úžasné zábery a vieme, že v „oficiálnej“ histórii dobývania Mesiaca sa tam ľudstvo nestretlo so žiadnymi stopami mimozemského pôvodu.
Je však všetko tak pravdivé, ako o tomto podujatí píšu v učebniciach a hovoria o ňom v sprievodných programoch? Čo sa vlastne v ten historický deň stalo? Mohli astronauti na lunárnom povrchu naraziť na známky mimozemšťanov? A ako sa Mesiac objavil v blízkosti Zeme?
Odpoveď na mnohé otázky pozná „konšpiračná teória“ o Mesiaci, ktorá pretrváva už štyridsaťpäť rokov po prvej návšteve človeka na Mesiaci. Niektorí veria, že pristátie na Mesiaci sa vôbec neuskutočnilo – ide len o filmovú produkciu – hoci ide o neopodstatnenú verziu.
Iní veria, že ľudia naozaj boli na Mesiaci, no pri štúdiu satelitu narazili na niečo hrozné, nadpozemské a desivé. Bolo to ako varovanie pre pozemšťanov – držte sa odtiaľto ďalej! Čo je teda Mesiac?...
1. Ako sa objavil Mesiac.
Podľa mytológie asi pred 4,5 miliardami rokov došlo v našej slnečnej sústave k planetárnej katastrofe. Údajne v ešte mladom systéme planéty práve obsadzovali svoje hlavné dráhy okolo Slnka – formácia sa ešte neskončila a dráhy planét boli nestabilné.
Jedného dňa sa orbitálne dráhy dvoch planét skrížili - objekt, neskôr pomenovaný Theia, sa zrazil so Zemou. Titanické masy planét sa zrazili jediným úderom. Podľa tejto verzie – všeobecne akceptovanej – v dôsledku katastrofy bola zo Zeme vytrhnutá obrovská časť jej tela.
Časť Zeme zohriata nárazom, beztvarý a plastický kus skaly, nepriťahovala gravitačná sila Slnka. Odtrhnutý kus, ktorý preletel určitú vzdialenosť, bol zachytený silou zemskej gravitácie a začal rotovať na svojej obežnej dráhe. Pomaly sa ochladzoval a unášal sa na obežnej dráhe a postupne nadobudol svoj súčasný tvar, pričom pozdĺž „cesty“ zbieral malé kúsky havarovaných planét.
Čo je však zvláštne, kam Theia išla po zrážke? Koniec koncov, hypotéza o vzhľade Mesiaca hovorí, že náš satelit je oddelenou časťou Zeme. O tom, kde zmizol druhý účastník zrážky, nie je nič známe. Až na to, že v momente nárazu sa Theia jednoducho rozpadla. Je akosi nelogické predpokladať, že Theia „letela“ do vesmíru, ale Mesiac sa „chytil“ na obežnej dráhe materskej planéty.
2. Vzhľad Mesiaca, druhá časť.
Niet pochýb o tom, že priestor okolo nás (Galaxia, Vesmír) je obývaný. Pri pohľade na počet hviezdnych svetov len v jednej galaxii Mliečnej dráhy sa dá predpokladať, že existuje niekoľko civilizácií, ktorých vesmírne lode mohli stroskotať na Mesiaci.
Ale situácia je zaujímavá, pretože samotný Mesiac môže byť aj vesmírnou loďou. Pozrite, ľudstvo už hľadá planéty, ktorých klíma a ekológia ležia v komfortnej zóne pre život s kyslíkom. Pozemská civilizácia je zároveň ešte veľmi mladá, no už teraz robí nesmelé pokusy o rozvoj a kolonizáciu planét svojho systému. Tá obsahuje nielen výskumný význam, ale aj riešenie problému zdrojov a preľudnenia domovskej planéty. Navyše je nepraktické dávať všetky vajíčka do jedného košíka – smrť Zeme znamená smrť ľudstva.
Čo ak pri ďalšom rozvíjaní tejto témy predpokladáme, že „niekto“ sa už pred časom pokúsil vyriešiť problém osídlenia kolonizáciou iných svetov? Je úplne prijateľné myslieť si, že inteligentný život na planétach nevznikol naraz a zrazu – najmä na planétach ležiacich ďaleko od seba. Potom je rozumná ďalšia vec - nejaká civilizácia, povedzme, zo susedného hviezdneho systému, mohla dosiahnuť naše súčasné technológie pred miliónmi alebo viac rokmi.
Po objavení planéty v našej sústave s podmienkami vhodnými pre život sa osadníci – aj keď je možné, že to boli utečenci – sem vybrali na vesmírnej lodi, aby presídlili svoju vlastnú civilizáciu. Teraz túto vesmírnu loď poznáme ako Mesiac.
S najväčšou pravdepodobnosťou je legenda založená na skutočnej udalosti, mimozemská stanica skutočne narazila na Zem. Na presun Mesiaca na obrovské vzdialenosti vo vesmíre sa pravdepodobne použili červie diery, ale chyba pri výstupe na okraji systému bola dosť veľká a loď vystúpila blízko planét. Ale s najväčšou pravdepodobnosťou to bol vo všeobecnosti experimentálny let lode cez červiu dieru a zrejme to bol posledný.
Mimozemská stanica na obežnej dráhe Zeme.
Skutočnosť, že naši susedia v kozmickom dome v našej známej histórii nás nechodia navštíviť (zahoďme mytológiu a konšpiračné teórie), nám hovorí, že experimenty so subpriestorom boli zastavené. Či už bolo poškodenie lode vážne, alebo vzdialenosť ovplyvnila, spojenie stanice s jej domovom sa stratilo. Život na stanici sa však nevytratil.
Po katastrofe kolízie sa zamestnanci stanice, ktorí pochopili situáciu, pokúsili urýchliť proces terraformácie planéty, ktorá bola sľubná z hľadiska osídlenia - v tom čase bola klíma na Zemi stále ťažká pre život.
Mimozemšťania zasadili prvé rastliny na Zemi a poslali na planétu prvé klíčky života. Samotní predstavitelia mimozemskej civilizácie sa však s najväčšou pravdepodobnosťou nedokázali prispôsobiť podmienkam svojho nového domova a čoskoro vymreli. Ale život na planéte už začal, začal rásť a rozvíjať sa.
Medzitým rozbitá a prázdna loď (Mesiac) pomaly zbierala prach protoplanetárneho oblaku. Železná stanica priťahovala malé kamienky a častice a čím viac stanica zarastala „tukom“, tým väčšia bola jej hmotnosť a na výsledný Mesiac padalo stále viac vesmírnych objektov. Takto sa vytvoril vzhľad satelitu Zeme, ktorý je nám známy dodnes.
Materská civilizácia, ktorá nikdy nedostala odpoveď od osadníkov, považovala experiment za neúspešný. A buď našla iné možnosti na osídlenie – povedzme, otvorila sa iná úroveň existencie, alebo úplne upustila od skúmania vzdialených hviezdnych systémov.
3. Ako sa objavil Mesiac, tretia časť. pozemšťania.
Biblia alebo iné posvätné spisy samozrejme odrážajú priebeh dejín. Rozprávajú o Adamovi a Eve, o rajských záhradách, o živote v raji. Ale vôbec neslúžia ako zdroj informácií o tom, čo sa stalo pred tým. Hoci obsahujú informácie o. Zároveň všetci mimozemšťania z neba určite dorazili na vozoch obklopení oblakmi ohňa a dymu – no, presne ako ľudia vo svojich vesmírnych raketách.
Existuje niekoľko starovekých obrázkov, kde je človek vedľa dinosaurov. Nie je známe, ako sa k tomu človek cíti, akademická veda priamo hovorí - v tých časoch nebolo človeka! Ale existujú obrázky! Navyše nie je jasné, odkiaľ staroveký jaskynný maliar získal informácie o dinosauroch, ak mu tieto poznatky nikto nevedel poskytnúť – neexistoval človek, čiže nikto nešíril fámy ani nevytváral hypotézy.
Vznik a rozvoj civilizácie k silným technológiám v podstate nezaberie veľa času. Smrť civilizácie trvá oveľa menej času (napríklad: kultúry ako Mayovia a Atlanťania sa veľmi rýchlo rozvíjali, ale aj rýchlo zanikali).
Nič nám nebráni domnievať sa, že pred časom, ešte za éry dinosaurov, už na Zemi žila inteligentná civilizácia. Navyše sa rozvíjali nielen v oblasti „hardvérových“ technológií, ale aj v oblasti prirodzených schopností tela. Ten im dal možnosť koexistovať s dinosaurami bez vyhladzovacej vojny.
V určitom bode svojho vývoja vstúpila táto staroveká civilizácia, teraz ošľahaná vetrom zabudnutia, do vesmíru.
Napokon pozemská civilizácia minulých rokov prerástla k vytvoreniu orbitálnych staníc – takto sa objavil Mesiac v blízkosti Zeme. V tom čase už bol Mars obývaný a získal aj orbitálny komplex -. Stanice poskytovali obrovskú výhodu pri stavbe a vypúšťaní kozmických lodí do susedných hviezdnych svetov.
Nič nie je večné pod Mesiacom.
Takže podľa hypotézy by sa vesmírna expanzia pozemšťanov mohla spustiť. A stalo sa. Pred miliónmi rokov pozemšťania vyliezli do vesmíru a odišli do iných svetov v hlbinách vesmíru. Na tejto náročnej ceste rástli poznatky o vesmíre a stretávali sa ľudia z iných svetov. Ale môj dom už bol v plameňoch.
Rozum, inteligencia a technika – to sa zdá byť pevným základom pre rast a rozvoj civilizácie. Zdalo by sa, čo ešte je potrebné na oslavu života? To však nestačí, potrebujeme aj toleranciu k blížnym, lásku k ľudskosti a poznanie toho, aký neoceniteľný dar je život. - Inak nepriateľstvo, nenávisť, oheň vojny, smrť a vetrom hnaný popol minulosti.
To sa stalo v dávnej minulosti v histórii dvoch susedných planét, Zeme a Marsu. Tá istá mytológia nám hovorí o hroznej bitke so zbraňami tisíckrát jasnejšími ako Slnko. Teraz nezáleží na tom, čo spôsobilo konflikt a kto ho začal ako prvý. Je tu len mŕtva marťanská púšť a stanica Phobos – už tu nie je život. Zem mala v tomto zmysle viac šťastia – tu sa pod smutným pohľadom stanice Luna znovuzrodil život.
Jedného dňa sa potomkovia týchto pozemšťanov vrátili na Zem – pamätáte sa na biblických bohov na vozoch chrliacich oheň? - komunikoval s ľudstvom, veľkoryso zdieľal vedomosti. Jedného dňa sa však rozhodli, že čas na „darčeky“ uplynul – ľudstvo musí rásť samo. Odvtedy sa o nás starajú len – možno ako o malé a neopatrné deti, no stále ich blízke deti.
Teraz potomkovia Zeme, sú to aj naši predkovia, lietajú do Slnečnej sústavy ako turisti – pozrieť sa na život ich rodnej planéty – ako ich poznáme.
4. Mesiac je mimozemská stanica, nebezpečenstvo.
Človek si nemôže pomôcť, ale myslí si, že akékoľvek technologické produkty, ktoré nie sú „z tohto sveta“, môžu predstavovať nebezpečenstvo pre náš svet. A to platí nielen pre predpoklad, že Mesiac mohol do našej sústavy priletieť z iného sveta. Platí to aj o tom, že vesmírna loď z inej hviezdnej sústavy by mohla dopadnúť na Mesiac ako prirodzený objekt v sústave. Čo od toho môžete očakávať?
Od objavu niečoho, čo k nám priletelo z inej hviezdnej sústavy, môžete očakávať technologický skok, no môže to so sebou priniesť aj množstvo problémov. - Objekt mimozemskej civilizácie môže obsahovať pre nás škodlivé vírusy, alebo napríklad posledný pilot naprogramoval mesačnú stanicu tak, aby bola odoslaná do jej systému, keď sa na nej objaví biologický objekt - čo spôsobí na Zemi vážne problémy.
Pred niekoľkými rokmi sa na internete objavili zábery zobrazujúce vesmírnu loď mimozemskej civilizácie ležiacej na Mesiaci. Nech už sa s obrazom stalo čokoľvek, túto možnosť nemožno vylúčiť. Pozemské automatické stanice tiež svojimi úlomkami oživujú terén viacerých planét.
Áno, faktom zostáva, že pred 46 rokmi boli pozemšťania na Mesiaci, ale skutočný život na odvrátenej strane Mesiaca zostáva málo známy, pravdepodobne nie pre televíziu.
Najdôležitejšia záhada Mesiaca spočíva v jeho pôvode. Stále nevieme, odkiaľ sa Mesiac vzal. Ale existuje veľa hypotéz o pôvode Mesiaca. Pozrime sa na ne.
Ale najprv
O Mesiaci
Zem má iba jeden satelit - Mesiac. Okolo Zeme sa pohybuje po obežnej dráhe v priemernej vzdialenosti od nej 376 284 km.
Gravitačná sila Zeme postupne spomaľuje rotáciu Mesiaca okolo svojej osi, takže teraz Mesiac obehne celú svoju dráhu okolo Zeme presne za rovnaký čas, za aký vykoná jednu rotáciu okolo svojej osi. Táto synchrónna rotácia znamená, že keď sa na Mesiac pozeráme zo Zeme, vždy vidíme len jednu jeho stranu. Iba astronauti a kozmické lode boli schopní vidieť odvrátenú stranu Mesiaca.
Keď sa Mesiac pohybuje okolo Zeme, Slnko osvetľuje rôzne časti jeho povrchu.
Pozri sa na obrázok. Vidíte na ňom, ako Mesiac vyzerá z toho istého bodu na Zemi a nachádza sa na rôznych bodoch svojej obežnej dráhy: polmesiac, polovica mesačného disku (prvá štvrť), dorastajúci Mesiac, spln, ubúdajúci Mesiac, polovica lunárny kotúč (posledná štvrtina), lunárny kosák.
Mesiac je v porovnaní so Zemou veľmi veľký. Priemer Mesiaca na rovníku (v strednej časti) je 3475 km, čo je o niečo menej ako štvrtina priemeru Zeme. Niektorí astronómovia sa preto dokonca domnievajú, že systém Zem-Mesiac treba považovať za dvojitú planétu.
Vráťme sa však k otázke pôvodu Mesiaca.
Hypotézy o pôvode Mesiaca
Hypotéza jedna
V raných fázach existencie Zeme mala systém prstencov podobný tomu, ktorý má Saturn. Možno z nich vznikol Mesiac?
Druhá hypotéza (odstredivá separácia)
Keď bola Zem ešte veľmi mladá a pozostávala z roztavených hornín, rotovala tak rýchlo, že sa natiahla, dostala tvar hrušky a potom sa vrch tejto „hrušky“ odlomil a zmenil sa na Mesiac. Táto hypotéza sa vtipne nazýva hypotéza „dcéry“.
Hypotéza tri (zrážky)
Keď bola Zem mladá, zasiahlo ju nejaké nebeské teleso, ktorého veľkosť bola polovica veľkosti samotnej Zeme. V dôsledku tejto kolízie bolo do vesmíru vymrštené obrovské množstvo materiálu a následne z neho vznikol Mesiac.
Hypotéza štyri (zachytiť)
Zem a Mesiac vznikli nezávisle, v rôznych častiach slnečnej sústavy. Keď Mesiac prešiel blízko obežnej dráhy Zeme, zachytilo ho gravitačné pole Zeme a stal sa jej satelitom. Táto hypotéza sa vtipne nazýva „manželská“ hypotéza.
Piata hypotéza (spoločné vzdelávanie)
Zem a Mesiac sa vytvorili súčasne, v tesnej blízkosti seba (žartovne - „sesterská“ hypotéza).
Hypotéza šesť (veľa mesiacov)
Niekoľko malých mesiacov bolo zachytených zemskou gravitáciou, potom sa navzájom zrazili, zrútili sa a z ich trosiek sa vytvoril súčasný Mesiac.
Hypotéza sedem (odparovanie)
Z roztavenej protozeme sa do vesmíru odparili značné masy hmoty, ktorá sa potom ochladila, skondenzovala na obežnej dráhe a vytvorila protomesiac.
Každá z týchto hypotéz má svoje pre a proti. V súčasnosti je kolízna hypotéza považovaná za hlavnú a prijateľnejšiu. Poďme sa na to pozrieť bližšie.
Túto hypotézu navrhli William Hartman a Donald Davis v roku 1975. Podľa ich predpokladu protoplanéta (nazvali ju Theia) o veľkosti Marsu sa zrazilo s proto-Zemou na začiatku svojho formovania, keď Zem mala približne 90 % svojej súčasnej hmotnosti. Úder nedopadol do stredu, ale pod uhlom, takmer tangenciálne. Výsledkom bolo, že väčšina hmoty dopadaného objektu a časť hmoty zemského plášťa boli vymrštené na nízku obežnú dráhu Zeme. Z týchto trosiek sa proto-Mesiac zostavil a začal obiehať s polomerom asi 60 000 km. V dôsledku nárazu Zem prudko zvýšila rýchlosť rotácie (jedna otáčka za 5 hodín) a znateľný sklon osi rotácie.
Prečo je táto konkrétna hypotéza o pôvode Mesiaca považovaná za hlavnú? Dobre vysvetľuje všetky známe fakty o chemickom zložení a štruktúre Mesiaca, ako aj o fyzikálnych parametroch systému Mesiac-Zem. Spočiatku boli veľké pochybnosti o možnosti tak úspešnej zrážky (šikmý náraz, nízka relatívna rýchlosť) takého veľkého telesa so Zemou. Potom sa však objavil názor, že Theia vznikla na obežnej dráhe Zeme. Tento scenár dobre vysvetľuje nízku rýchlosť dopadu, uhol dopadu a súčasnú, takmer presne kruhovú obežnú dráhu Zeme.
Ale aj táto hypotéza má svoje slabé miesta, ako vlastne každá hypotéza (napokon, HYPOTÉZA v preklade zo starogréčtiny znamená „predpoklad“).
Zraniteľnosť tejto hypotézy je teda nasledovná: Mesiac má veľmi malé železo-niklové jadro - tvorí iba 2-3% celkovej hmotnosti satelitu. A kovové jadro Zeme tvorí asi 30% hmotnosti planéty. Na vysvetlenie nedostatku železa na Mesiaci musíme prijať predpoklad, že v čase zrážky (pred 4,5 miliardami rokov) na Zemi aj na Theii sa už uvoľnilo ťažké železné jadro a vytvoril sa ľahký silikátový plášť. . Ale pre tento predpoklad sa nenašiel žiadny jednoznačný geologický dôkaz.
A po druhé: ak by sa Mesiac nejakým spôsobom ocitol na obežnej dráhe Zeme v takej vzdialenej dobe a potom by neprešiel výraznými otrasmi, potom by sa podľa výpočtov na jeho povrchu nahromadila niekoľkometrová vrstva prachu usadzujúceho sa z vesmíru. , čo sa pri vesmírnych pristávaniach na mesačnom povrchu nepotvrdilo.
Takže…
Do 60. rokov 20. storočia boli hlavné hypotézy vzniku Mesiaca tri: odstredivá separácia, záchyt a spoločný vznik. Jedným z hlavných cieľov amerických lunárnych expedícií v rokoch 1960-1970 bolo nájsť dôkazy o jednej z týchto hypotéz. Prvé získané údaje odhalili vážne rozpory so všetkými tromi hypotézami. Počas letov Apolla však ešte neexistovala žiadna hypotéza o obrovskej zrážke. . Práve ona je teraz dominantná .
Nesporným faktom je, že Mesiac sa pohybuje okolo Zeme. Na nočnej oblohe sa na nás usmieva, no podľa všetkého, čo veda vie, by sa nemalo.
Starí Gréci boli veľkými zberateľmi vedomostí a bádateľmi prírodných zákonov. V 5. storočí pred Kr. e. Democritus navrhol, že tmavé znaky na mesačnom disku by mohli byť hory. O niečo neskôr Eudoxus z Cnidu, ktorý bol astronómom a matematikom, vypočítal Sarosov cyklus zatmení a bol tak schopný predpovedať ich výskyt.
Okolo roku 260 pred Kr e. ďalší Grék menom Aristarchos vynašiel spôsob, ako merať veľkosť Mesiaca a jeho vzdialenosť od Zeme. Jeho výpočty sa ukázali ako nesprávne, no veľký matematik a astronóm Hipparchos z ostrova Rhodos túto úlohu dokončil o 100 rokov neskôr.
Koncom 1. storočia po Kr. e. Plutarchos napísal krátku esej s názvom „Na tvári Mesiaca“, v ktorej naznačil, že tmavé znaky na Mesiaci sú hlboké priehlbiny, ktoré neodrážajú slnečné svetlo. Veril, že na Mesiaci sú hory a riečne údolia, a dokonca predpokladal jeho obývateľnosť.
Na konci 16. storočia brilantný Galileo Galilei z Pisy, jeden z najbrilantnejších vedcov renesancie, robil experimenty s kyvadlami a padajúcimi telesami, študoval zákony optiky a robil všetko, čo mu upútalo predstavivosť, ale čo je najdôležitejšie, väčšinu svojho dospelého života bol Galileo horlivým astronómom.
Galileove astronomické objavy boli popísané v malej knižke s názvom Hviezdne posolstvá, ktorá vyšla v Benátkach nasledujúci máj. Vytvorili skutočnú senzáciu. Galileo okrem iného tvrdil, že Mliečna dráha je tvorená malými hviezdami a že na Mesiaci videl štyri malé mesiace Jupitera a hory. Galileov vedecký výskum sa mohol ľahko stať obeťou katolíckej cirkvi, ak by sa jeho zábery Mesiaca dostali na verejnosť.
Na vysvetlenie prvkov lunárnej krajiny, ktorá nie je v rozpore s cirkevnými doktrínami, bolo v kresťanských krajinách navrhnutých množstvo teórií. Snáď najpopulárnejšou z nich – aspoň na nejaký čas – bola teória, že Mesiac bol dokonalým zrkadlom. Ukázalo sa, že na povrchu Mesiaca ľudia nevideli prvky mesačnej krajiny, ale odraz prvkov zemskej krajiny. Nikoho ani nenapadlo, že keďže Mesiac obieha okolo našej planéty, značky na mesačnom disku sa musia neustále meniť, keďže Zem pod ním nezostáva nezmenená.
Ďalšou hypotézou, akceptovanou v niektorých kruhoch, bola existencia záhadných pár medzi Zemou a Mesiacom. Verilo sa, že obrazy prítomné v slnečnom svetle sa odrážali od týchto „pár“. Najpopulárnejšia teória, ktorá neporušila cirkevnú doktrínu, však tvrdila, že zmeny v hustote Mesiaca vytvárajú optické ilúzie, ktoré vidíme ako značky na mesačnom povrchu. Toto zvláštne vysvetlenie bolo bezpečné, hoci vedcov tých čias mohlo len ťažko presvedčiť a na Galilea určite neurobilo žiadny dojem.
Po Galileovi sa konštrukcia ďalekohľadov výrazne zlepšila a každému, kto študoval Mesiac, bolo jasné, že ide o guľu so skalnatým a nerovným povrchom. Ako cirkev postupne strácala svoju moc nad vedou, mnohé zo starých predstáv o Mesiaci sa stali neprijateľnými. Nikto však netušil, odkiaľ Mesiac pochádza alebo prečo sa pohybuje po konkrétnej obežnej dráhe okolo Zeme.
Prvá teória pôvodu Mesiaca
Bol predložený v 19. storočí George Darwin, syn Charlesa Darwina, autora teórie prirodzeného výberu, bol slávny a autoritatívny astronóm, ktorý starostlivo študoval Mesiac av roku 1878 prišiel s takzvanou separačnou teóriou. . George Darwin bol zrejme prvým astronómom, ktorý zistil, že Mesiac sa vzďaľuje od Zeme. Na základe rýchlosti divergencie dvoch nebeských telies J. Darwin navrhol, že Zem a Mesiac kedysi tvorili jeden celok. V dávnych dobách sa táto roztavená viskózna guľa veľmi rýchlo otáčala okolo svojej osi, pričom jednu celú otáčku dokončila približne za päť a pol hodiny.
Darwin naznačil, že slapový vplyv Slnka následne spôsobil takzvané oddelenie: kúsok roztavenej Zeme veľkosti Mesiaca sa oddelil od hlavnej hmoty a nakoniec zaujal svoju polohu na obežnej dráhe. Táto teória vyzerala celkom rozumne a na začiatku 20. storočia sa stala dominantnou. Vážny útok sa dostal až v 20. rokoch 20. storočia, keď britský astronóm Harold Jeffreys ukázal, že viskozita Zeme v poloroztopenom stave zabráni vibráciám dostatočne silným na to, aby spôsobili oddelenie týchto dvoch nebeských telies.
Druhá teória pôvodu Mesiaca
Kedysi to bolo presvedčivé pre množstvo odborníkov a nazývalo sa to akréčná teória. Hovorilo sa v ňom, že okolo už vytvorenej Zeme sa postupne nahromadil disk hustých častíc, ktoré pripomínajú prstence Saturna. Predpokladalo sa, že častice tohto disku sa nakoniec spojili a vytvorili Mesiac. Existuje niekoľko dôvodov, prečo toto vysvetlenie nemusí byť uspokojivé. Jedným z hlavných je moment hybnosti systému Zem-Mesiac, ktorý by sa nikdy nestal tým, čím je, keby sa Mesiac sformoval z akréčného disku. Existujú aj ťažkosti spojené s tvorbou oceánov roztavenej magmy na „novorodenom“ Mesiaci.
Tretia teória pôvodu Mesiaca
Objavil sa približne v čase, keď boli vypustené prvé lunárne sondy; volalo sa to holistická teória zachytávania. Predpokladalo sa, že Mesiac sa objavil ďaleko od našej planéty a stal sa putujúcim nebeským telesom, ktoré bolo jednoducho zachytené zemskou gravitáciou a dostalo sa na obežnú dráhu okolo Zeme.
Teraz aj táto teória vyšla z módy z niekoľkých dôvodov. Pomer izotopov kyslíka v horninách na Zemi a Mesiaci silne naznačuje, že vznikli v rovnakej vzdialenosti od Slnka, čo by nemohlo byť, ak by Mesiac vznikol inde. Neprekonateľné ťažkosti sú aj pri pokuse skonštruovať model, v ktorom by sa nebeské teleso veľkosti Mesiaca mohlo dostať na stacionárnu obežnú dráhu okolo Zeme. Takýto obrovský objekt nemohol opatrne „plávať“ na Zem pri nízkej rýchlosti, ako supertanker priviazaný k mólu; takmer nevyhnutne muselo naraziť do Zeme veľkou rýchlosťou alebo letieť vedľa nej a ponáhľať sa ďalej.
Do polovice 70. rokov 20. storočia sa všetky doterajšie teórie o vzniku Mesiaca stretli s ťažkosťami z rôznych dôvodov. Vznikla tak takmer nemysliteľná situácia, keď renomovaní odborníci mohli verejne priznať, že jednoducho nevedeli, ako a prečo Mesiac skončil tam, kde skončil. Renomovaný vedecký autor William C. Hartmann, popredný vedec z Planetary Science Institute v Tucsone v Arizone, vo svojej knihe The Origin of the Moon z roku 1986 povedal:
"Ani astronauti Apolla, ani lunárne vozidlá, ani celá kráľovská armáda nedokázali zhromaždiť dostatok informácií na vysvetlenie podmienok vzniku Mesiaca."
Nová teória pôvodu Mesiaca
Z tejto neistoty vzišla nová teória o pôvode Mesiaca, ktorá je dnes napriek niektorým vážnym otázkam všeobecne akceptovaná. Je známa ako teória „veľkého vplyvu“.
Myšlienka vznikla v ZSSR v 60. rokoch 20. storočia. od ruského vedca B.C. Savronov, ktorý uvažoval o možnosti vzniku planét z miliónov asteroidov rôznych veľkostí, nazývaných planetsimály.
V nezávislej štúdii Hartmann spolu s kolegom D. Davisom navrhli, že Mesiac vznikol v dôsledku kolízie dvoch planetárnych telies, z ktorých jedným bola Zem a druhým putujúca planéta o veľkosti ktorý nebol horší ako Mars. Hartmann a Davis verili, že tieto dve planéty sa zrazili špecifickým spôsobom, čo malo za následok vyvrhnutie materiálu z plášťa oboch nebeských telies. Tento materiál bol vyhodený na obežnú dráhu, kde sa postupne spájal a hustil, čím vznikol Mesiac.
Na prvý pohľad má tento predpoklad veľa výhod. V prvom rade rieši hlavnú otázku, ktorá vznikla po doručení vzoriek mesačných hornín na Zem: prečo je zloženie Mesiaca také podobné zloženiu našej planéty, no len čiastočne?
Analýza mesačných hornín ukázala významné podobnosti s horninami, ktoré tvoria zemský plášť, ale Mesiac je vzhľadom na ich relatívnu veľkosť oveľa menej hmotný ako Zem (Zem je len 3,66-krát väčšia ako Mesiac, ale má 81-krát väčšiu hmotnosť). Bolo jasné, že Mesiac neobsahoval veľa ťažkých prvkov obsiahnutých v útrobách Zeme a zdá sa, že teória „veľkej kolízie“ vysvetľuje dôvod tohto javu. Zem a darebná planéta sa zrazili veľmi nezvyčajným spôsobom. Aj keď nakoniec vytvorili jednu planétu, predpokladalo sa, že sa najskôr zrazili, vzdialili sa od seba a potom sa opäť spojili. Počítačové modelovanie ukázalo, že za takýchto špecifických okolností je možné vyvrhnutie materiálu plášťa spod kôry oboch nebeských telies.
Hoci sa táto teória nakoniec uchytila, spočiatku sa zdala taká neuveriteľná, že bola úplne odmietnutá. Ďalší výskum však ukázal, že aj takýto nepravdepodobný scenár sa môže odohrať. V roku 1983 sa v Kone (Havajské ostrovy) konalo medzinárodné stretnutie, ktorého účelom bolo pokúsiť sa vyriešiť problémy súvisiace so vznikom Mesiaca. Práve na tomto stretnutí sa teória „veľkého dopadu“ začala presadzovať. Vlastné úvahy Hartmanna spolu s úvahami iných vedcov prítomných na stretnutí tvorili jadro knihy Pôvod Mesiaca (1986), ktorú vydal sám Hartmann.
Niektorí odborníci medzitým vytvorili počítačové modely, ktoré podporovali teóriu „veľkého dopadu“. Najpresvedčivejším z nich bol model Dr. Robina Kenupa, ktorý je teraz zástupcom riaditeľa oddelenia vesmírneho výskumu v Colorade. Jej vedecká dizertačná práca bola o pôvode Mesiaca a najmä o teórii „veľkého dopadu“. Počiatočné výpočty ju viedli k záveru, že navrhovaný dopad by viedol k vytvoreniu roja malých satelitov, a nie jedného Mesiaca, ale ďalšie počítačové modelovanie v roku 1997 umožnilo vytvoriť takýto prototyp dopadu, ktorý viedol k formovanie Mesiaca.
Hoci teóriu „veľkého vplyvu“ dnes väčšina odborníkov akceptuje, vyvoláva mnoho otázok. Ako priznáva samotná Robin Kenap a ďalší výskumníci, takáto silná kolízia mala urýchliť rotáciu Zeme na úroveň neporovnateľnú so súčasnou situáciou. Jediným spôsobom, ako vyriešiť tento problém, je podľa jej názoru predpokladať druhý veľký vplyv, nazývaný „Veľký vplyv II“. Tentoraz sa predpokladá, že k druhej zrážke došlo len niekoľko tisíc rokov po prvej, no iný objekt narazil z opačného smeru a uhasil tak obrovskú rýchlosť rotácie Zeme po prvej kataklizme. Takáto „vyvážená“ dvojitá kolízia sa zdá byť mimoriadne nepravdepodobná. Vyzerá to skôr ako gesto zúfalstva.
Samotná Kenapová nie je spokojná s hypotézou Big Impact II a dúfa, že sa jej podarí upraviť pôvodnú teóriu tak, aby vysvetľovala súčasnú rýchlosť rotácie Zeme.
Aby sme brali teóriu veľkého dopadu vážne, je tu ešte jedna veľká prekážka, ktorú treba prekonať. Keď americkí astronauti a sovietske robotické sondy vrátili horniny zo zemského satelitu, podrobili ich rôznym analýzam. Experimentálny fakt, ktorý ukončuje teóriu „gravitačného zachytávania“, spochybňuje aj teóriu „veľkej zrážky“. Zistilo sa, že pomer izotopov kyslíka v pozemských a mesačných horninách je takmer identický. Táto skutočnosť má vážne dôsledky: vzťah môže byť identický iba vtedy, ak Mesiac a Zem vznikli v rovnakej vzdialenosti od Slnka. To znamená, že planéta veľkosti Marsu musela mať spoločnú obežnú dráhu so Zemou a že nejakým spôsobom existovala mnoho miliónov rokov pred zrážkou.
Pravdepodobnosť takejto situácie je zanedbateľná a vytvára ďalšie ťažkosti. Súčasný 23° sklon zemskej osi voči rovine jej obežnej dráhy okolo Slnka je všeobecne akceptovaný ako výsledok katastrofického dopadu, ale každé nebeské teleso veľkosti Marsu, ktoré by sa pohybovalo po dráhe podobnej tej našej planéte nemohla mať dostatočnú hybnosť, aby spôsobila takú zrážku silne nakloniť zemskú os rotácie. Buď nepoctivá planéta pochádzala z prostredia mimo Slnečnej sústavy, a preto sa pohybovala extrémne vysokou rýchlosťou, alebo musí byť aspoň trikrát väčšia ako Mars, čo sa nezmestí do žiadneho počítačového modelu.
Niekoľko ďalších problémov vymenoval Jack J. Lissauer, renomovaný vedec z Ames Center NASA, v článku, ktorý v roku 1997 napísal pre časopis Nature. Lissauer vraj rád citoval vtipnú poznámku iného vedca, Irwina Shapira z Harvardského centra pre astrofyzikálny výskum: „Najlepším vysvetlením Mesiaca je pozorovacia chyba. Ona vôbec neexistuje!"
Lissauer vo svojom príspevku citoval nedávny výskum, ktorý ukázal, že väčšina materiálu vymršteného nárazom by spadla späť na Zem. Jeho slovami:
„Proces narastania hmoty do „lunárneho disku“ vytvoreného po náraze nemohol nastať s veľkou účinnosťou. Na sformovanie Mesiaca sa muselo na obežnú dráhu a vo väčšej vzdialenosti od Zeme vyhodiť oveľa väčšie množstvo materiálu, než sa doteraz predpokladalo.“
Lissauer je tiež toho názoru, že veľkosť putujúcej planéty by bola výrazne väčšia, ako sa pôvodne predpokladalo, ale poukazuje na to, že je ťažké pochopiť, ako by sa po tak silnej zrážke mohol absorbovať dodatočný moment hybnosti pohybu.
Traja ďalší vedci, Ruzicka, Snyder a Taylor, pristúpili k problému inak a analyzovali biochemické údaje a potom ich porovnali s teoretickými výpočtami. Po dôkladnom preskúmaní dospeli k záveru: "Geochemické údaje neposkytujú podporu pre hypotézu o veľkom náraze alebo nárazovom uvoľnení materiálu."
Tento záver ukázal, že krásna teória je beznádejne v rozpore s experimentálnymi údajmi. Vedci dodávajú: „Táto hypotéza nevznikla ani tak pre jej teoretické prednosti, ako skôr pre zjavné dynamické alebo geochemické nedostatky iných teórií.“ Inými slovami, hoci má teória veľkého dopadu viac dier ako staré sito, vedci sa jej naďalej držia jednoducho preto, že sa nenašlo žiadne iné logické vysvetlenie. Zo všetkých neuveriteľných vysvetlení sa toto ukázalo ako najmenej neuveriteľné.
Teória „veľkého vplyvu“ bola zdiskreditovaná, okrem iného z mnohých dôvodov, pre jej neschopnosť vysvetliť anomálie. Nevie vysvetliť nezvyčajné vzťahy medzi Mesiacom a Slnkom alebo medzi Mesiacom a Zemou. Samozrejme, Mesiac môže byť čírou náhodou presne 400-krát menší ako Slnko a zaberá obežnú dráhu vo vzdialenosti 1/400 medzi Zemou a Slnkom, ale pravdepodobnosť takejto náhody je doslova astronomicky malá.
V pomere k svojej hostiteľskej planéte je veľkosť Mesiaca väčšia ako veľkosť akéhokoľvek iného satelitu v slnečnej sústave, s výnimkou Charona, mesiaca Pluta, ktorý má viac ako polovicu priemeru tejto planéty. Ale tieto dve nebeské telesá sú v podstate dvojité planéty alebo možno asteroidy obiehajúce spoločné ťažisko v tesnej blízkosti, hoci sa predpokladá, že majú odlišný pôvod.
Merkúr a Venuša nemajú vôbec žiadne satelity. Mars má dva mesiace, ale v porovnaní s ním sú malé.
Starostlivé preskúmanie mnohých vzoriek mesačných hornín, ktoré vrátili americké misie Apollo a sovietske bezpilotné sondy, prinieslo jedno z najväčších prekvapení. Zistilo sa, že najstaršie horniny zozbierané na Mesiaci sú podstatne staršie ako akékoľvek horniny nájdené na našej planéte. Najstaršie horniny na Zemi sú staré približne 3,5 miliardy rokov, pričom niektoré vzorky mesačnej pôdy ukazujú vek približne 4,5 miliardy rokov, čo je veľmi blízko odhadovanému veku našej slnečnej sústavy. Rádioizotopová analýza vzoriek meteoritov konzistentne udáva vek približne 4,6 miliardy rokov.
Ale aj tieto horniny majú rovnaký pomer izotopov kyslíka ako pozemské horniny. To poskytuje ďalší náznak toho, že Mesiac bol v súčasnej vzdialenosti od Slnka neuveriteľne dlho. V súčasnosti táto skutočnosť nemá presvedčivé vysvetlenie.
Vlastné takmer náhodné objavy v súvislosti so špecifickými vzťahmi medzi Zemou, Slnkom a Mesiacom nás priviedli k hlbokému prehodnoteniu najnovších teórií spojených s Mesiacom a jeho vznikom. Boli sme ohromení našimi zisteniami. Mesiac je väčší, ako by sa dalo očakávať, zjavne starší, ako by mal byť, a má oveľa menšiu hmotnosť, ako by mal byť. Zaberá takú nezvyčajnú obežnú dráhu, že všetky existujúce vysvetlenia sú plné ťažkostí a rozporov a žiadne z nich nemožno považovať za úplne presvedčivé. Uvedomili sme si, že mnohí uznávaní odborníci na celom svete výrazne pochybujú o súčasných teóriách o pôvode Mesiaca, ktoré sú ochotní verejne zverejniť.
Bez ohľadu na tvrdenia zástancov teórie „veľkého dopadu“ je celkom zrejmé, že ich závery sú ďaleko od pravdy. Aby som si požičal citát od Winstona Churchilla, Mesiac zostáva „záhadou zahalenou do tajomstva vo väčšom tajomstve“.
Začiatkom tohto týždňa astrofyzici z Ústavu geofyziky v Paríži vyvrátili verziu pôvodu Mesiac, ktorý bol doteraz považovaný za najpravdepodobnejší. Podľa tejto hypotézy sa približne pred 4,5 miliardami rokov veľmi mladá Zem zrazila s protoplanétou Teyei, čo má za následok vznik Mesiaca.
Počítačové simulácie realizované odborníkmi spochybnili túto verziu a zároveň mnohé naše ďalšie predstavy o pôvode kozmického telesa najbližšieho k Zemi.
Redakcia "MIR 24" vybral hlavné verzie pôvodu satelitu a spolu s odborníkmi zvážil klady a zápory populárnych hypotéz.
Verzia #1: jedna obrovská kolízia
Model dopadu na formovanie Mesiaca zostal dominantný vo vede za posledné tri desaťročia. Astrofyzici to prijali takmer jednomyseľne po tom, čo lunárny modul Apollo 17 dopravil na Zem počas posledného pristátia na satelite v decembri 1972 viac ako 110 kg mesačných hornín.
Rozbor chemického a izotopového zloženia pôdy priviedol vedcov k myšlienke, že v ranom štádiu vzniku Slnečnej sústavy sa Zem mohla zraziť s veľkým nebeským telesom – protoplanétou, ktorej rozmery zodpovedali dnešným Mars, teda približne 10,7 % hmotnosti Zeme.
„Pre obe nebeské telesá bola táto udalosť katastrofou a materiál, ktorý bol vymrštený v dôsledku tejto kolízie, čiastočne zostal na obežnej dráhe Zeme po mnoho tisícročí, a preto v dôsledku evolučnej kompresie vznikol zemský satelit, “ hovorí doktor fyzikálnych a matematických vied, vedúci výskumník Inštitútu kozmického výskumu Ruskej akadémie vied Alexander Rodin.
Názvy nebeských telies sa tradične uvádzajú v gréckom a mytologickom jazyku. Preto bola hypotetická protoplanéta pomenovaná na počesť jednej zo sestier Titanidu, Theie, ktorá bola podľa presvedčenia starých Grékov matkou Selene (Mesiac). Spojenie medzi Zemou a satelitom sa ukázalo byť také silné, že Mesiac začal časom spôsobovať prílivy a odlivy na Modrej planéte.
To zase vytvorilo podmienky na mokrej nebeskej klenbe pre objavenie sa prvých prvkov biologického života (nukleotidov) z najjednoduchších dusíkatých zlúčenín, zmesi fosfátov a uhľohydrátov. Pod vplyvom lunárnej aktivity a slnečného svetla sa tak na zemskom povrchu vytvorilo prvé „laboratórium“ na formovanie budúceho života.
Teóriu megavýbuchu podporuje skutočnosť, že jadro zemského satelitu je príliš malé pre planétu, ktorá vznikla v rovnakom čase ako Zem (polomer mesačného jadra je asi 240 kilometrov). Okrem toho je zloženie Mesiaca oveľa homogénnejšie ako naša planéta. Zdá sa, že všetko naklonilo vedcov k názoru, že dôvodom zrodu Mesiaca bola prakrása Theia.
Astronómovia z parížskeho Geofyzikálneho inštitútu začali tušiť platnosť takejto krásnej hypotézy. Chemické zloženie zemského plášťa a mesačnej pôdy bolo mätúce. Niečo tam nebolo v poriadku. V dôsledku toho parížski astronómovia spustili niekoľkoročný experiment, ktorý sa práve skončil.
Počas tohto experimentu vykonali 1,7 miliardy počítačových simulácií zrážky medzi Zemou a Theiou a zistili, že hmotnosť hypotetického nebeského telesa, s ktorým sa Zem zrazila, nemôže byť väčšia ako 15 % hmotnosti našej planéty.
V opačnom prípade by zemský plášť obsahoval mnohonásobne viac niklu a kobaltu a ľahké izotopy rádioaktívnych prvkov, ktoré sú v ňom teraz prítomné, napríklad izotop hélia-3, by sa už dávno vyparili z lunárnej pôdy.
Verzia č. 2: teória viacnásobného bombardovania
„Najnovší francúzsky výskum potvrdzuje predpoklad, že nedošlo len k jednej zrážke – bolo ich veľa,“ vysvetľuje Dr. Rodin samotné telá boli oveľa menšie ako hypotetická Theia.“ .
Tento objav však podľa vedca nepriniesol epochálnu revolúciu. V posledných desaťročiach zostal Mesiac nielen najštudovanejším, ale aj najaktívnejšie študovaným objektom v slnečnej sústave. Každý rok vedci dostávajú stále viac nových údajov, ktoré vyvracajú jednu alebo druhú z existujúcich hypotéz.
„Počítačové simulácie nám pomáhajú simulovať len určité podmienky. Meteorológovia pracujú približne rovnako, určujú počasie na blízku budúcnosť. Veľmi dobre však chápeme, že aj predpoveď na zajtrajšok môže byť nesprávna. Čo môžeme povedať o takých globálnych udalostiach, ako je zrod živej hmoty, vznik Mesiaca alebo Zeme,“ poznamenal vedec.
Súhlasí s ním aj doktor fyziky a matematiky, vedúci oddelenia výskumu Mesiaca a planét na po ňom pomenovanom ústave. Moskovská štátna univerzita P. K. Sternberga Vladimíra Ševčenka.
Francúzski astrofyzici podľa neho o niekoľko rokov predbehli ruského vedca, riaditeľa Geochemického inštitútu V.I. Vernadského Erica Galimova, ktorý analyzoval hypotézu o protoplanéte Teiya a ako jeden z prvých vo svetovej vede ju argumentmi vyvrátil. Pravda, čisto teoreticky. Teraz jeho teória získala experimentálne potvrdenie.
Verzia č. 3: „sesterská“ hypotéza
Hypotéza, ku ktorej sa dnes prikláňa mnoho ruských vedcov, je takáto: Mesiac a Zem vznikli relatívne súčasne z jedného oblaku plynu a prachu. Stalo sa to asi pred 4,5 miliardami rokov, čo potvrdzujú údaje o rádioizotopovom datovaní vzoriek meteoritov, takzvaných chondritov.
„Ebryo“ Zeme priťahovalo maximálny počet častíc v zóne ich dostupnosti a zo zostávajúcich fragmentov na obežnej dráhe sa vytvoril menší satelit, ale podobný v chemickom zložení.
"Táto teória odstraňuje pochybné otázky týkajúce sa geochemických ukazovateľov mesačnej pôdy," vysvetľuje Vladimir Shevchenko. „Ak by došlo k meganárazu, Mesiac by musel obsahovať rovnakú látku, z ktorej v tom čase pozostávala Zem, a bol by oveľa podobnejší Zemi ako teraz,“ zhŕňa profesor.
Je pravda, že taká krásna hypotéza o spoločnom progenitorovom cloude veľa nevysvetľuje. Napríklad, prečo lunárna dráha neleží v rovine zemského rovníka a prečo jeho železo-niklové jadro vzniklo tak miniatúrne v porovnaní s naším.
Verzia č. 4: zajatá planéta alebo „manželská“ hypotéza
Jednou z najkurióznejších hypotéz, ktorá má najmenej dôkazov, je hypotéza, že Mesiac pôvodne vznikol ako nezávislá planéta slnečnej sústavy. V dôsledku vychýlenia nebeského telesa z obežnej dráhy (tzv. perturbácií) planéta takpovediac „stratila kurz“ a dostala sa na eliptickú dráhu pretínajúcu sa so Zemou.
Pri jednom z priblížení Mesiac spadol do poľa zemskej príťažlivosti a zmenil sa na svoj satelit.
Americkí astronómovia pod vedením Thomasa Jacksona See sa o túto teóriu zaujímali nie z akademických dôvodov. Faktom je, že legendy starých afrických ľudí Dogon hovorili o časoch, keď na nočnej oblohe nebolo druhé svietidlo - Mesiac.
Napriek tomu, že teória nezapadala do akademických hypotéz „veľkej trojky“ o pôvode satelitu, skupina vedcov vedená Sergejom Pavlovičom Korolevom o nej vážne diskutovala pri navrhovaní automatickej zostupovej stanice.
Vedci museli „slepo“ rozhodnúť, ako vznikol Mesiac. Úspech pristátia na stanici závisel od ich záverov. Ak totiž Mesiac obieha okolo Zeme miliardy rokov, bez hustej atmosféry by sa na jeho povrchu mala nahromadiť niekoľkometrová vrstva prachu padajúca z vesmíru.
Ak je to naozaj tak, stanica určená na pristátie na mesačnom nebi by sa jednoducho utopila.
Vedcom sa jednoznačne páčil predpoklad, že Mesiac zachytila Zem relatívne nedávno. V tomto prípade by mal byť jeho povrch stále tvrdý. Preto sa pri pristávacom zariadení rozhodli spoliehať na tento scenár.
Je pravda, že táto teória má viac rozporov ako iné verzie pôvodu satelitu. Prečo sú napríklad izotopy kyslíka na Mesiaci a na Zemi také identické?
Alebo prečo sa Mesiac otáča rovnakým smerom ako Zem, zatiaľ čo mesiace zachytené Jupiterom – Io, Europa, Ganymede a Callisto – rotujú v retrográdnom smere, teda v opačnom smere ako Jupiter.
Nech je to akokoľvek, ani relatívne „komplexné“ a „atraktívne“ hypotézy neposkytujú presný popis toho, ako sa nočná hviezda objavila na zemskom horizonte. Takéto nezrovnalosti sa však pozorujú pri opise akéhokoľvek iného fyzikálneho javu tohto rozsahu, poznamenáva Alexander Rodin.
Každý nový objav, dokonca aj urobený v pozemských podmienkach, môže kedykoľvek spochybniť akúkoľvek „stanovenú“ hypotézu vo vede. Aj o pôvode Zeme – nehovoriac o jej satelite.
Nadežda Serežkina
|
Pár slov z histórie problému
Z planét vo vnútornej slnečnej sústave, ktorá zahŕňa Merkúr, Venušu, Zem a Mars, má iba Zem masívny satelit, Mesiac. Mars má tiež satelity: Phobos a Deimos, ale sú to malé telesá nepravidelného tvaru. Najväčší z nich, Phobos, má maximálny rozmer iba 20 km, zatiaľ čo priemer Mesiaca je 3560 km.
Mesiac a Zem majú rôznu hustotu. Je to spôsobené nielen tým, že Zem je veľká a teda aj jej vnútro je pod väčším tlakom. Priemerná hustota Zeme, normalizovaná na normálny tlak (1 atm) je 4,45 g/cm 3, hustota Mesiaca je 3,3 g/cm 3 . Rozdiel je spôsobený tým, že Zem obsahuje masívne železo-niklové jadro (s prímesou ľahkých prvkov), ktoré obsahuje 32 % hmotnosti Zeme. Veľkosť mesačného jadra zostáva nejasná. Ale ak vezmeme do úvahy nízku hustotu Mesiaca a obmedzenie dané hodnotou momentu zotrvačnosti (0,3931), Mesiac nemôže obsahovať jadro presahujúce 5 % jeho hmotnosti. Za najpravdepodobnejší sa na základe interpretácie geofyzikálnych údajov považuje interval 1–3 %, to znamená, že polomer mesačného jadra je 250–450 km.
Do polovice minulého storočia sa vytvorilo niekoľko hypotéz o pôvode Mesiaca: oddelenie Mesiaca od Zeme; náhodné zachytenie Mesiaca na nízku obežnú dráhu Zeme; koakrécia Mesiaca a Zeme z roja pevných telies. Tento problém donedávna riešili špecialisti z oblasti nebeskej mechaniky, astronómie a planetárnej fyziky. Geológovia a geochemici sa na ňom nezúčastnili, keďže o zložení Mesiaca pred začatím jeho skúmania kozmickými loďami nebolo nič známe.
Už v 30. rokoch. v minulom storočí sa ukázalo, že hypotéza o oddelení Mesiaca od Zeme, ktorú mimochodom predložil J. Darwin, syn Charlesa Darwina, je neudržateľná. Celkový rotačný moment Zeme a Mesiaca je nedostatočný na vznik rotačnej nestability (úbytok hmoty vplyvom odstredivej sily) aj v tekutej Zemi.
V 60. rokoch Odborníci v oblasti nebeskej mechaniky dospeli k záveru, že zachytenie Mesiaca na nízku obežnú dráhu Zeme je mimoriadne nepravdepodobná udalosť. Zostala hypotéza koakrécie, ktorú vyvinuli domáci výskumníci, študenti O.Yu. Shmidt V.S. Safronov a E.L. Ruskol. Jeho slabinou je neschopnosť vysvetliť rozdielne hustoty Mesiaca a Zeme. Boli vynájdené dômyselné, no nepravdepodobné scenáre, ako by Mesiac mohol stratiť prebytočné železo. Keď boli známe podrobnosti o chemickej štruktúre a zložení Mesiaca, táto hypotéza bola nakoniec zamietnutá. Len v polovici 70. rokov 20. storočia. objavil sa nový scenár vzniku Mesiaca. Americkí vedci A. Cameron a V. Ward a zároveň V. Hartman a D. Davis v roku 1975 navrhli hypotézu vzniku Mesiaca v dôsledku katastrofickej zrážky so Zemou veľkého kozmického telesa o veľkosti Mars (hypotéza megavplyvu). V dôsledku toho sa obrovská masa pozemskej hmoty a čiastočne aj materiálu impaktora (nebeského telesa, ktoré sa zrazilo so Zemou) roztopila a bola vymrštená na nízku obežnú dráhu Zeme. Tento materiál sa rýchlo nahromadil do kompaktného telesa, z ktorého sa stal Mesiac. Napriek zjavnej exotickosti sa táto hypotéza stala všeobecne akceptovanou, pretože ponúkala jednoduché riešenie množstva problémov. Ako ukázalo počítačové modelovanie, z dynamického hľadiska je kolízny scenár celkom realizovateľný. Okrem toho poskytuje vysvetlenie zvýšeného momentu hybnosti systému Zem-Mesiac a sklonu zemskej osi. Nižší obsah železa na Mesiaci je tiež ľahko vysvetliteľný, keďže sa predpokladá, že po vytvorení zemského jadra došlo ku katastrofálnej zrážke. Ukázalo sa, že železo sa sústreďuje najmä v zemskom jadre a Mesiac vznikol z kamenného materiálu zemského plášťa.
Ryža. 1 – Zrážka Zeme s nebeským telesom približne veľkosti Marsu, ktorá mala za následok vyvrhnutie roztavenej hmoty, z ktorej vznikol Mesiac (hypotéza meganárazu).
Kresba V.E. Kulikovský.
V polovici sedemdesiatych rokov, keď boli na Zem doručené vzorky lunárnej pôdy, boli geochemické vlastnosti Mesiaca celkom dobre preštudované a v mnohých parametroch skutočne vykazoval dobrú podobnosť so zložením zemského plášťa. Preto takí významní geochemici ako A. Ringwood (Austrália) a H. Wenke (Nemecko) podporili hypotézu mega dopadu. Vo všeobecnosti sa problém pôvodu Mesiaca z kategórie astronomických presunul skôr do kategórie geologických a geochemických, keďže práve geochemické argumenty sa stali rozhodujúcimi v systéme dôkazov pre tú či onú verziu vzniku mesiac. Tieto verzie sa líšili iba v detailoch: relatívne veľkosti Zeme a impaktora, aký bol vek Zeme, keď došlo ku kolízii. Samotný koncept štrajku bol považovaný za neotrasiteľný. Medzitým niektoré detaily geochemickej analýzy spochybňujú hypotézu ako celok.
Problém „prchavých“ a izotopových frakcionácií
V diskusii o pôvode Mesiaca zohrala rozhodujúcu úlohu otázka nedostatku železa na Mesiaci. Ďalší zásadný problém – extrémne vyčerpanie prirodzeného satelitu Zeme o prchavé prvky – zostal v tieni.
Mesiac obsahuje mnohonásobne menej K, Na a iných prchavých prvkov v porovnaní s uhlíkatými chondritmi. Zloženie uhlíkatých chondritov sa považuje za najbližšie k pôvodnej kozmickej hmote, z ktorej vznikli telesá Slnečnej sústavy. Zvyčajne vnímame ako „prchavé“ zlúčeniny uhlíka, dusíka, síry a vody, ktoré sa ľahko odparujú pri zahriatí na teplotu 100–200 o C. Pri teplotách 300–500 o C, najmä v podmienkach nízkeho tlaku, napr. v kontakte s vákuom priestoru je prchavosť charakteristická pre prvky, ktoré zvyčajne pozorujeme v zložení tuhých látok. Zem tiež obsahuje málo prchavých prvkov, ale Mesiac je v nich citeľne ochudobnený aj v porovnaní so Zemou.
Zdá sa, že v tom nie je nič prekvapujúce. V súlade s hypotézou dopadu sa totiž predpokladá, že Mesiac vznikol ako výsledok vyvrhnutia roztavenej hmoty na obežnú dráhu blízko Zeme. Je zrejmé, že v tomto prípade by sa časť látky mohla odpariť. Všetko by bolo dobre vysvetlené, nebyť jedného detailu. Faktom je, že počas odparovania dochádza k javu nazývanému frakcionácia izotopov. Napríklad uhlík sa skladá z dvoch izotopov 12 C a 13 C, kyslík má tri izotopy - 16 O, 17 O a 18 O, prvok Mg obsahuje stabilné izotopy 24 Mg a 26 Mg atď. Počas odparovania ľahký izotop predstihne ťažký, takže zvyšková látka sa musí obohatiť o ťažký izotop prvku, ktorý sa stratil. Americký vedec R. Clayton a jeho kolegovia experimentálne ukázali, že pri pozorovanom úbytku draslíka na Mesiaci sa pomer 41 K/39 K mal zmeniť o 60‰. Pri odparení 40 % taveniny by sa pomer izotopov horčíka (26 Mg/ 24 Mg) zmenil o 11–13‰ a kremíka (30 Si/ 28 Si) o 8–10‰. Ide o veľmi veľké posuny, ak vezmeme do úvahy, že moderná presnosť merania izotopového zloženia týchto prvkov nie je horšia ako 0,5‰. Medzitým sa v lunárnej látke nenašiel žiadny posun v izotopovom zložení, teda žiadne stopy izotopovej frakcionácie prchavých látok.
Nastala dramatická situácia. Na jednej strane bola hypotéza dopadu vyhlásená za neotrasiteľnú, najmä v americkej vedeckej literatúre, na druhej strane nebola kombinovaná s izotopovými údajmi.
R. Clayton (1995) poznamenal: "Tieto izotopové údaje sú v rozpore s takmer všetkými navrhovanými mechanizmami vyčerpania prchavých prvkov odparovaním kondenzovaných látok." H. Jones a H. Palme (2000) dospeli k záveru, že „vyparovanie nemožno považovať za mechanizmus vedúci k volatilnému vyčerpaniu v dôsledku neredukovateľnej izotopovej frakcionácie“.
Model formovania Mesiaca
Pred desiatimi rokmi som predložil hypotézu, ktorej význam bol, že Mesiac nevznikol v dôsledku katastrofického dopadu, ale ako binárny systém súčasne so Zemou v dôsledku fragmentácie oblaku prachových častíc. . Takto vznikajú dvojité hviezdy. Železo, o ktoré je Mesiac ochudobnený, sa stratilo spolu s ďalšími prchavými látkami v dôsledku vyparovania.
Ryža. 2 – Vznik Zeme a Mesiaca zo spoločného prachového disku v súlade s autorovou hypotézou o pôvode Zeme a Mesiaca ako binárneho systému.
Môže však takáto fragmentácia skutočne nastať pri hodnotách hmotnosti, momentu hybnosti a iných vecí, ktoré má systém Zem-Mesiac? Toto zostalo neznáme. Niekoľko výskumníkov sa pripojilo k skupine, aby študovali tento problém. Jeho súčasťou boli známi odborníci v oblasti vesmírnej balistiky: akademik T.M. Eneev, späť v 70-tych rokoch. ktorý skúmal možnosť akumulácie planetárnych telies kombináciou koncentrácií prachu; slávny matematik akademik V.P. Myasnikov (žiaľ, už zomrel); významný špecialista v oblasti dynamiky plynov a superpočítačov, člen korešpondent Ruskej akadémie vied A.V. Zabrodin; Doktor fyzikálnych a matematických vied M.S. Ľahký prístup; Doktor chemických vied Yu.I. Sidorov. Neskôr sa k nám pridal doktor fyzikálnych a matematických vied, špecialista v oblasti počítačového modelovania A.M. Krivcov z Petrohradu, ktorý k riešeniu problému výrazne prispel. Naše úsilie smerovalo k vyriešeniu dynamického problému vzniku Mesiaca a Zeme.
Zdá sa však, že myšlienka, že Mesiac stráca železo vyparovaním, je v rovnakom rozpore s nedostatkom stôp izotopovej frakcionácie na Mesiaci ako hypotéza dopadu. V skutočnosti tu bol pozoruhodný rozdiel. Faktom je, že frakcionácia izotopov nastáva vtedy, keď izotopy ireverzibilne opúšťajú povrch taveniny. Potom v dôsledku väčšej pohyblivosti svetelného izotopu nastáva kinetický izotopový efekt (vyššie uvedené hodnoty izotopových posunov sú spôsobené práve týmto efektom). Iná situácia je však možná, keď k vyparovaniu dôjde v uzavretom systéme. V tomto prípade sa odparená molekula môže opäť vrátiť do taveniny. Potom sa vytvorí určitá rovnováha medzi taveninou a parou. Je zrejmé, že v plynnej fáze sa hromadí viac prchavých zložiek. Ale vzhľadom na to, že medzi parou a taveninou dochádza k priamemu aj spätnému prechodu molekúl, izotopový efekt sa ukazuje ako veľmi malý. Ide o termodynamický izotopový efekt. Pri zvýšených teplotách môže byť zanedbateľný. Myšlienka uzavretého systému nie je použiteľná pre taveninu vyvrhnutú na nízku obežnú dráhu Zeme a vyparujúcu sa do vesmíru. Ale plne zodpovedá procesu, ktorý sa vyskytuje v oblaku častíc. Vyparujúce sa častice sú obklopené ich parou a oblak ako celok je v uzavretom systéme.
Ryža. 3 – Kinetické a termodynamické izotopové efekty: a) kinetický izotopový efekt pri vyparovaní taveniny vedie k obohateniu pary o ľahké izotopy prchavých prvkov a taveniny o ťažké izotopy; b) termodynamický izotopový efekt, ku ktorému dochádza, keď je medzi kvapalinou a parou rovnováha. Pri zvýšených teplotách môže byť zanedbateľný; c) uzavretý systém častíc obklopený vlastnou parou. Vyparené častice sa môžu opäť vrátiť do taveniny.
Predpokladajme teraz, že mrak je stlačený v dôsledku gravitácie. Zrúti sa. Potom sa časť látky, ktorá sa zmenila na paru, vytlačí z oblaku a zvyšné častice sa ukážu ako ochudobnené o prchavé látky. V tomto prípade nie je pozorovaná takmer žiadna frakcionácia izotopov!
Zvažovalo sa niekoľko verzií riešenia dynamického problému. Najúspešnejší model dynamiky častíc (variant modelu molekulovej dynamiky) navrhnutý A.M. Krivcov.
Predstavme si, že existuje oblak častíc, z ktorých každá sa pohybuje v súlade s rovnicou druhého Newtonovho zákona, ako je známe, vrátane hmotnosti, zrýchlenia a sily spôsobujúcej pohyb. Sila interakcie medzi každou časticou a všetkými ostatnými časticami f zahŕňa niekoľko zložiek: gravitačnú interakciu, elastickú silu pôsobiacu pri zrážke častíc (prejavuje sa vo veľmi malých vzdialenostiach) a nepružnú časť interakcie, v dôsledku ktorej zrážka energia sa premieňa na teplo.
Bolo potrebné akceptovať určité počiatočné podmienky. Riešenie sa uskutočnilo pre oblak častíc, ktorý má hmotnosť systému Zem-Mesiac a má uhlovú hybnosť charakterizujúcu systém týchto telies. V skutočnosti sa tieto parametre pre počiatočný oblak môžu mierne líšiť, a to hore aj dole. Na základe pohodlia počítačových výpočtov sa uvažovalo o dvojrozmernom modeli - disku s nerovnomerne rozloženou hustotou povrchu. Aby bolo možné opísať správanie reálneho trojrozmerného objektu v parametroch dvojrozmerného modelu, zaviedli sa kritériá podobnosti pomocou bezrozmerných koeficientov. Ďalšia podmienka: častici bolo potrebné prisúdiť okrem uhlovej rýchlosti aj určitú chaotickú rýchlosť. Matematické výpočty a niektoré ďalšie technické detaily tu možno vynechať.
Počítačový výpočet modelu na základe vyššie uvedených princípov a podmienok dobre popisuje kolaps oblaku častíc. V tomto prípade sa vytvorilo centrálne teleso so zvýšenou teplotou. Chýbalo však to hlavné. Nedošlo k fragmentácii oblaku častíc, to znamená, že vzniklo jedno teleso a nie binárny systém Zem-Mesiac. Vo všeobecnosti v tom nebolo nič neočakávané. Ako už bolo spomenuté, pokusy o simuláciu vzniku Mesiaca odtrhnutím sa od rýchlo rotujúcej Zeme boli predtým neúspešné. Moment hybnosti systému Zem-Mesiac nebol dostatočný na rozdelenie celého tela na dva fragmenty. To isté sa stalo s oblakom častíc.
Situácia sa však radikálne zmenila, keď sa vzal do úvahy fenomén vyparovania.
Proces vyparovania z povrchu častíc spôsobuje odpudzujúci efekt. Sila tohto odpudzovania je nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti od vyparujúcej sa častice: 
kde λ je koeficient úmernosti, ktorý zohľadňuje veľkosť toku vyparujúceho sa z povrchu častice; m je hmotnosť častice.
Štruktúra vzorca charakterizujúceho plynodynamické odpudzovanie vyzerá podobne ako výraz pre gravitačnú silu, ak namiesto λ dosadíme γ - gravitačnú konštantu. Presne povedané, neexistuje úplná podobnosť týchto síl, pretože gravitačná interakcia je na veľké vzdialenosti a odpudivá sila vyparovania je lokálna. Ako prvé priblíženie sa však môžu kombinovať: 
To dáva určitú efektívnu konštantu γ", menšiu ako γ.
Je zrejmé, že zníženie koeficientu γ povedie k vzniku rotačnej nestability pri nižších hodnotách momentu hybnosti. Otázkou je, aký by mal byť tok vyparovania, aby požiadavky na počiatočnú uhlovú rýchlosť oblaku klesli natoľko, že skutočný moment hybnosti sústavy Zem-Mesiac sa ukázal ako dostatočný na to, aby došlo k fragmentácii.
Vykonané odhady ukázali, že prietok by mal byť veľmi malý a mal by sa zmestiť do celkom prijateľných hodnôt času a hmotnosti. Konkrétne pre chondruly (guľovité častice, ktoré tvoria chondritové meteority) s veľkosťou približne 1 mm, s teplotou rádovo 1000 K a hustotou ~ 2 g/cm 3 by tok mal byť približne 10–13 kg. /m 2 s. V tomto prípade pokles hmotnosti vyparujúcej sa častice o 40 % bude trvať rádovo (3 - 7) 10 4 rokov, čo je v súlade s možným rádom 10 5 rokov pre časový rozsah počiatočná akumulácia planetárnych telies. Počítačové simulácie využívajúce reálne parametre jasne ukázali vznik rotačnej nestability, ktorá vyvrcholila vytvorením dvoch zahriatych telies, z ktorých jedno by sa stala Zemou a druhé Mesiacom.
Ryža. 4 – Počítačový model kolapsu oblaku odparujúcich sa častíc. Sú znázornené po sebe nasledujúce fázy fragmentácie oblakov (a–d) a vytvorenie binárneho systému (e–f). Pri výpočtoch boli použité reálne parametre charakterizujúce systém Zem – Mesiac: kinetický moment K = 3,45 10 34 kg m 2 s –1 ; celková hmotnosť Zeme a Mesiaca M = 6,05 10 24 kg, polomer pevného telesa s celkovou hmotnosťou Zeme a Mesiaca Rc = 6,41 10 6 m; gravitačná konštanta „gama“ = 6,67 10 –11 kg –1 m 3 s –2; počiatočný polomer oblačnosti R0 = 5,51 Rc; počet vypočítaných častíc je N = 10 4, hodnota toku vyparovania je 10 –13 kg m –2 s –1, čo zodpovedá približne 40 % vyparenia hmoty častíc s veľkosťou chondrúl cca 1 mm. nad 10 4 – 10 5 rokov. Zvýšenie teploty sa zvyčajne prejavuje zmenou farby z modrej na červenú.
Navrhovaný dynamický model teda vysvetľuje možnosť vzniku binárneho systému Zem-Mesiac. V tomto prípade vedie odparovanie k strate prchavých prvkov v podmienkach prakticky uzavretého systému, čo zaisťuje absenciu viditeľného izotopového efektu.
Problém nedostatku železa
Vysvetlenie nedostatku železa na Mesiaci v porovnaní so Zemou (a primárnou kozmickou hmotou – uhlíkatými chondritmi) sa svojho času stalo najpresvedčivejším argumentom v prospech hypotézy impaktu. Je pravda, že aj tu má hypotéza dopadu ťažkosti. Mesiac skutočne obsahuje menej železa ako Zem, ale viac ako zemský plášť, z ktorého sa predpokladá, že vznikol. Možno Mesiac dodatočne zdedil impaktorové železo. Potom by však malo byť obohatené nielen o železo vzhľadom na zemský plášť, ale aj o siderofilné prvky (W, P, Mo, Co, Cd, Ni, Pt, Re, Os atď.) sprevádzajúce železo. V železo-silikátových taveninách sa spájajú so železnou fázou. Medzitým je Mesiac ochudobnený o siderofilné prvky, hoci obsahuje viac železa ako zemský plášť. S cieľom zosúladiť hypotézu dopadu s pozorovaniami najnovšie modely čoraz viac zvyšujú hmotnosť impaktora, ktorý sa zrazil so Zemou, a dospeli k záveru, že jeho hlavný podiel na zložení materiálu Mesiaca je tvorený. Tu však nastáva nová komplikácia pre hypotézu dopadu. Látka Mesiaca, ako vyplýva z izotopových údajov, úzko súvisí s hmotou Zeme. Izotopové zloženie vzoriek z Mesiaca a Zeme totiž leží na rovnakej čiare v súradniciach δ 18 O a δ 17 O (pomer izotopov kyslíka 17 O a 18 O ku 16 O). Takto sa správajú vzorky patriace rovnakému kozmickému telesu. Vzorky iných kozmických telies zaberajú iné línie. Pokiaľ sa predpokladalo, že Mesiac vznikol z materiálu plášťa, zhoda izotopových charakteristík podporovala túto hypotézu. Ak je však látka Mesiaca v podstate vytvorená z látky neznámeho nebeského telesa, zhoda izotopových charakteristík už nepodporuje hypotézu dopadu.
Ryža. 5 – Porovnávací obsah železa (Fe) a oxidu železitého (FeO) na Zemi a Mesiaci.
Ryža. 6 – Diagram pomerov izotopov kyslíka δ 17 O a δ 18 O (δ 17 O a δ 18 O sú hodnoty charakterizujúce posuny pomerov izotopov kyslíka 17 O/ 16 O a 18 O/ 16 O, vzhľadom na akceptovaný SMOW štandard). V tomto diagrame vzorky z Mesiaca a Zeme spadajú pozdĺž spoločnej frakcionačnej línie, čo naznačuje genetickú príbuznosť ich zloženia.
Extrémne ochudobnenie Mesiaca o prchavé prvky a úloha vyparovania v dynamike formovania systému Zem-Mesiac nám umožňujú interpretovať problémy nedostatku železa úplne inak.
Na základe nášho modelu je potrebné zistiť, ako je Mesiac ochudobnený o železo, a prečo je Mesiac ochudobnený o železo, ale Zem nie, napriek tomu, že v dôsledku fragmentácie dve telesá s podobnými podmienkami vzniku vznikajú.
Laboratórne pokusy ukázali, že aj železo je pomerne prchavý prvok. Ak odparíte taveninu, ktorá má primárne chondritické zloženie, tak po odparení najprchavých zložiek (zlúčenín uhlíka, síry a mnohých ďalších) sa začnú odparovať alkalické prvky (K, Na) a následne byť na rade železo. Ďalšie odparovanie povedie k vyparovaniu Si, po ktorom nasleduje Mg. V konečnom dôsledku bude tavenina obohatená o najťažšie prchavé prvky Al, Ca, Ti. Uvedené látky patria medzi horninotvorné prvky. Sú súčasťou minerálov, ktoré tvoria väčšinu (99 %) hornín. Ostatné prvky tvoria nečistoty a menšie minerály.
Ryža. 7 – Po vytvorení dvoch horúcich jadier (červené škvrny) zostáva značná časť chladnejšieho (zeleného a modrého) materiálu počiatočného oblaku častíc v okolitom priestore (veľkosti častíc sa zväčšia).
Poznámka: Zemské jadro (berie sa do úvahy jeho hmotnosť, ktorá je 32% hmotnosti planéty) obsahuje okrem železa, niklu a iných siderofilných prvkov aj až 10% ľahkých prvkov. Môže to byť kyslík, síra, kremík a menej pravdepodobne nečistoty iných prvkov. Údaje pre Mesiac sú prevzaté od S. Taylora (1979). Odhady zloženia Mesiaca sa medzi rôznymi autormi značne líšia. Zdá sa nám, že najoprávnenejšie sú hodnotenia S. Taylora (Galimov, 2004).
Mesiac je ochudobnený o Fe a obohatený o ťažko prchavé prvky: Al, Ca, Ti. Vyšší obsah Si a Mg na Mesiaci je ilúziou spôsobenou nedostatkom železa. Ak je strata prchavých látok spôsobená procesom odparovania, potom obsah iba najťažších prchavých prvkov zostane nezmenený v porovnaní s pôvodným zložením. Preto, aby bolo možné porovnať chondrity (CI), Zem a Mesiac, všetky koncentrácie by sa mali pripísať prvku, ktorého výskyt sa považuje za konštantný.
Vtedy sa jasne ukáže úbytok Mesiaca nielen o železo, ale aj o kremík a horčík. Na základe experimentálnych údajov by sa to malo očakávať vzhľadom na významnú stratu železa počas odparovania.
A. Hashimoto (1983) odparil taveninu, ktorá mala pôvodne chondritické zloženie. Analýza jeho experimentu odhaľuje, že pri 40 % odparení získava zvyšková tavenina zloženie takmer podobné zloženiu Mesiaca. Zloženie Mesiaca, vrátane pozorovaného nedostatku železa, je teda možné získať pri formovaní zemského satelitu z prvotného chondritického materiálu. A potom nie je potrebná hypotéza katastrofického dopadu.
Asymetria rastu embryí Zeme a Mesiaca
Ostáva druhá z vyššie položených otázok – prečo Zem nie je ochudobnená o železo, ale aj kremík a horčík v takej miere ako Mesiac. Odpoveď vyžadovala vyriešenie iného problému s počítačom. V prvom rade si všimneme, že po fragmentácii a vytvorení dvoch horúcich telies v kolabujúcom oblaku zostáva veľké množstvo hmoty v oblaku častíc, ktoré ich obklopujú. Okolitá hmota zostáva chladná v porovnaní s relatívne vysokou teplotou konsolidovanými jadrami.
Ryža. 8 – Počítačové simulácie ukazujú, že väčšie z výsledných jadier (červené) sa vyvíja oveľa rýchlejšie a akumuluje väčšinu zostávajúceho počiatočného oblaku častíc (modré).
Spočiatku boli oba úlomky, aj ten, ktorý sa mal stať Mesiacom, aj ten, ktorý sa mal stať Zemou, takmer v rovnakej miere ochudobnené o prchavé látky a železo. Počítačové modelovanie však ukázalo, že ak sa ukázalo, že jeden z úlomkov je (náhodou) hmotovo o niečo väčší ako druhý, potom ďalšia akumulácia hmoty prebieha extrémne asymetricky. Väčšie embryo rastie oveľa rýchlejšie. Keď sa rozdiel vo veľkosti zväčší, rozdiel v rýchlostiach akumulácie hmoty zo zvyšnej časti oblaku sa zväčší ako lavína. Výsledkom je, že menšie embryo len mierne zmení svoje zloženie, zatiaľ čo väčšie embryo (budúca Zem) akumuluje takmer všetku primárnu hmotu oblaku a nakoniec získa zloženie veľmi blízke zloženiu primárnej chondritickej hmoty, s výnimkou najprchavejších zložiek, ktoré nenávratne opúšťajú kolabujúci oblak. Znovu si všimnime, že k strate prchavých prvkov v tomto prípade nedochádza v dôsledku vyparovania vo vesmíre, ale v dôsledku vytláčania zvyškovej pary kolabujúcim oblakom.
Navrhovaný model teda vysvetľuje nadmerné vyčerpanie Mesiaca v prchavých látkach a nedostatok železa v ňom. Hlavnou črtou modelu je zohľadnenie faktora odparovania a za podmienok, ktoré vylučujú alebo znižujú na malé hodnoty frakcionáciu izotopov. To prekonáva zásadný problém, ktorému čelí hypotéza mega-impaktu. Faktor vyparovania umožnil po prvý raz získať matematické riešenie vývoja binárneho systému Zem-Mesiac za reálnych fyzikálnych parametrov. Zdá sa nám, že nový koncept, ktorý sme navrhli o pôvode Mesiaca z prvotnej hmoty, a nie zo zemského plášťa, je v lepšom súlade s faktami ako americká hypotéza mega-impaktu.
Nadchádzajúce výzvy
Hoci mnohé otázky boli zodpovedané, mnohé stále zostávajú a objavuje sa nový veľký problém. Je to nasledovné. Pri našich výpočtoch sme vychádzali zo skutočnosti, že Zem a Mesiac, prinajmenšom ich zárodky merajúce 2–3 tisíc km, vznikli z oblaku častíc. Medzitým existujúca teória planetárnej akumulácie opisuje vznik planetárnych telies v dôsledku zrážky pevných telies (planetesimál), najskôr metrových, potom kilometrových, stokilometrových atď. veľkosti. V dôsledku toho náš model vyžaduje, aby počas raného štádia vývoja protoplanetárneho disku v ňom vznikali veľké koncentrácie prachu a nie súbor pevných telies a rástli do takmer planetárnej hmoty. Ak je to skutočne tak, potom hovoríme nielen o modeli vzniku sústavy Zem-Mesiac, ale aj o potrebe revidovať teóriu akumulácie planét ako celku.
Zostávajú otázky týkajúce sa nasledujúcich aspektov hypotézy:
- je potrebný podrobnejší výpočet teplotného profilu v kolabujúcom oblaku spojený s termodynamickou analýzou distribúcie prvkov v systéme častica-para na rôznych úrovniach tohto profilu (kým sa tak nestane, model zostáva skôr kvalitatívnou hypotézou );
- je potrebné získať rigoróznejší výraz pre plynodynamické odpudzovanie, berúc do úvahy lokálny charakter pôsobenia tejto sily, na rozdiel od gravitačnej interakcie.
- Otázku vplyvu Slnka model ponecháva bokom, polomer disku je zvolený ľubovoľne a neuvažuje sa s deformačným vplyvom zrážky zhlukov pri vzniku disku.
- na získanie rigoróznejšieho riešenia by bolo dôležité prejsť na trojrozmernú formuláciu problému a zvýšiť počet modelových častíc;
- je potrebné zvážiť prípady vytvorenia binárneho systému z protodisku s menšou hmotnosťou ako je celková hmotnosť Zeme a Mesiaca, pretože je pravdepodobné, že proces akumulácie prebehol v dvoch fázach - v ranom štádiu - kolaps koncentrácie prachu s tvorbou binárneho systému a v neskoršom štádiu - ďalší rast v dôsledku kolízie pevných telies vytvorených v tom čase v slnečnej sústave;
- V dynamickej časti nášho modelu ostáva nerozvinutá otázka dôvodu vysokej hodnoty počiatočného momentu rotácie sústavy Zem-Mesiac a citeľného sklonu zemskej osi k rovine ekliptiky, pričom hypotéza megaimpaktu ponúka takéto riešenie.
Odpovede na tieto otázky do značnej miery závisia od všeobecného riešenia vyššie uvedeného problému vývoja kondenzácií v protoplanetárnom plyno-prachovom disku okolo Slnka.
Nakoniec treba mať na pamäti, že naša hypotéza predpokladá niektoré prvky heterogénnej akrecie (tvorba nebeského telesa vrstva po vrstve), hoci v opačnom zmysle, ako je akceptovaná. Zástancovia heterogénnej akrécie predpokladali, že planéty najskôr tak či onak vytvoria železné jadro a potom vyrastie prevažne silikátový plášť. V našom modeli sa na začiatku objaví embryo ochudobnené o železo a až následná akumulácia prinesie materiál obohatený o železo. Je zrejmé, že to výrazne modifikuje proces tvorby jadra a s tým spojené podmienky pre frakcionáciu siderofilných prvkov a ďalšie geochemické parametre. Navrhovaný koncept tak otvára nové aspekty výskumu v dynamike formovania slnečnej sústavy a v geochémii.
