Как образовалась луна гипотезы факты доказательства. Как появилась Луна: Три гипотезы появления Луны около Земли. Проблема «летучих» и изотопного фракционирования

Редкий роман или поэма о любви обходятся без такого персонажа как Луна. Где происходят самые романтические встречи? Конечно же под Луной. А уж серенаду под балконом любимой и представить нельзя без висящего над черепичными крышами месяца.

Кто же сделал нам такой подарок, откуда взялся у Земли естественный спутник? Не останавливаясь на версиях строительства Луны древними супер развитыми землянами или Луны, как – космического корабля инопланетян, периодически спускающихся на нашу планету и похищающих пару-тройку особо назойливых уфологов, остановимся на наиболее правдоподобных и популярных в научной среде гипотезах.

Луна довольно крупный спутник в масштабах Солнечной системы, а если рассматривать пропорционально материнской планеты, то – очень крупный. Самым большим спутником в Солнечной системе является спутник Юпитера Ганимед, он в два раза массивнее Луны и в полтора раза больше. Однако, в сравнении со своей планетой Ганимед – пылинка: менее 4% по размерам и около 0,008% по массе. В то время как диаметр Луны составляет около 27% от земного, а масса её – более одного процента от массы нашей планеты.

До начала прошлого века в научной среде вопроса, как образовалось Луна, по большому счёту не было. Большинство астрофизиков дружно проповедовали гипотезу об одновременном формировании Земли вместе со спутником из начального газопылевого облака. Однако позже этот вариант стал приобретать всё больше противников, утверждавших, что гравитация Земли не позволила бы образоваться на своей орбите такому большому космическому телу.

Добавило очков противникам теории и изучение грунта, доставленного с Луны в ходе пилотируемых полётов НАСА. Как оказалось, образцы пород нашего спутника, отличаются от земных как по плотности, так и по химическому составу: меньшим содержанием железа и некоторых других тяжёлых элементов.

Поверхность спутника Земли

Мог ли от Земли «отвалиться» кусочек

Примерно в 70…80 годы двадцатого века родилась гипотеза, согласно которой Луна была сформирована из вещества, оторвавшегося от Земли. Согласно ей, это стало возможным, когда наша планета была ещё в стадии формирования и состояла из чрезвычайно горячих пород, находящихся в жидком состоянии.

Вещество отделилось от поверхности протопланеты в результате её очень быстрого вращения под воздействием центробежных сил. Теория частично объясняла и разницу в химическом составе. Более тяжёлые элементы находились в центральной части Земли и остались, а вот соединения полегче находились снаружи быстровращающейся сферы, они-то и были «сброшены».

Предположение было сделано сыном автора теории происхождения видов — Чарльза Дарвина. Известно, что Луна постепенно отдаляется от Земли (что-то около 2 сантиметров в год). Основываясь на данном факте, как бы «отмотав» время назад, Джордж Дарвин предположил, что когда-то Земля со спутником были единым целым.

Опровергла теорию математика. Тщательные расчёты показали, что Луна не могла бы приблизиться к Земле ближе 7…10 тысяч километров.

Космический детектив с похищением

Вариант похищения Луны Землёй был предложен американцами ещё в самом начале 20 века. Согласно выдвинутого предположения, самостоятельное некогда небесное тело было захвачено гравитацией нашей планеты. Теория прекрасно объясняла разницу в плотности и химическом составе лунных пород по сравнению с земными.

Ложкой дёгтя, в конце концов и погубившей гипотезу, стали всё те же компьютерные модели. Согласно проведённых расчётов, гравитационный захват такого массивного тела практически невозможен.

«Ударная» версия

Ударная версия происхождения Луны в представлении художника

Новыми красками наполнились исследования нашего естественного спутника после доставки на Землю образцов лунных пород. Около двухсот грамм доставил на Землю советский аппарат «Луна-24», ну и около двухсот килограмм в общей сложности привезли на планету американские пилотируемые миссии. Изучение образцов дало новый толчок к решению вопроса: как образовалась Луна. Итак, исследователей поразили два факта, выявленные в ходе исследования образцов лунной поверхности.

Во первых: как оказалось, грунт на Земле и на Луне при всех различиях химического состава, абсолютно идентичен по содержанию тяжёлых изотопов кислорода (показатель индивидуальный для всех тел Солнечной системы). Это дало в руки исследователей свидетельство того, что оба объекта или когда-то были единым целым, или же были образованы в одной и той же области системы, на примерно одинаковом расстоянии от светила.

Факт номер два состоял в том, что весь грунт, составляющий поверхность нашего спутника был в прошлом расплавлен (бывшая лава), как все базальтовые породы Земли. Об этом астрономам рассказало практически полное отсутствие в образцах воды и некоторых других легко испаряющихся элементов, таких, как калий и литий. А современный вид лунный грунт приобрёл в результате длительной, на протяжении миллиардов лет, бомбардировки астероидами и метеоритами разных размеров, превративших поверхность в пыль.

Сложение этих двух фактов дало людям четвёртую теорию обретения Луны, которая в настоящее время является основной, принимаемой большинством серьёзных научных организаций и объясняющей наибольшее количество лунных загадок. Это теория «Большого столкновения».

Предполагается, что на заре формирования Солнечной системы в районе, где сейчас вращается наша планета, образовалось ещё одно небесное тело, протопланета, размером с нынешний Марс. Романтики даже придумали ему название: Тейя. В период, когда обе планеты ещё до конца не остыли и были покрыты океанами расплавленного камня, произошло их столкновение, Тейя по касательной врезалась в будущую Землю.

Часть вещества Тейи, вместе с тяжёлым железным ядром, навсегда осталась на Земле. Другая, очень небольшая, часть в результате удара получила скорость достаточную для того, чтобы навсегда покинуть пределы Солнечной системы. И, наконец, третья часть обломков Тейи оказалась на орбите Земли. Примерно через год после удара обломки соединились и образовали Луну.

Сразу наш спутник был чрезвычайно горячим, всю его поверхность покрывал многокилометровый океан жидкой лавы, время от времени сотрясаемый жуткими цунами, вызванными врезающимися в огненную пучину комет и астероидов. Однако через несколько сот миллионов лет Луна остыла и потихоньку стала приобретать привычные нам очертания.

Получила качественные изменения в результате удара и наша планета. Увеличилась её скорость вращения. По некоторым расчётам сутки сразу после столкновения длились всего-то менее пяти часов. Кроме этого, в результате слияния железно-никелевых ядер Протоземли и Тейи, внутреннее металлические ядро нашей планеты ощутимо выросло.

И в результате…

Значение этого космического происшествия для землян трудно переоценить. Пожалуй, можно согласиться с теми учёными, которые считают, что благодаря столкновению на Земле и существуют условия для существования жизни.

Именно в результате соединения Земли и Тейи наша планета получила массивное железное ядро. Благодаря наличию естественного спутника, довольно тяжёлого относительно материнской планеты, на Земле существуют приливные явления. И не только в океанах.

Приливные силы постоянно: то растягивают, то сжимают земное ядро, в результате чего силы трения разогревают сердце нашей планеты. В жидком горячем ядре создаются условия для образования гигантских вихревых явлений – источника магнитного поля планеты Земля.

Наш ближайший сосед по Солнечному «дому» — Марс не имеет такого активного ядра, не имеет магнитного поля. Многие астрономы склонны предполагать, что именно из-за этого на Марсе нет ни сколько-нибудь плотной атмосферы, ни воды, ни жизни. Солнечный ветер просто «сдул» с Марса все газы, освободив путь для смертоносной космической радиации.

Одним непреложным фактом является то, что Луна движется вокруг Земли. Она улыбается нам в ночном небе, но согласно всему, что известно науке, этого не должно быть.

Древние греки были большими собирателями знаний и исследователями законов природы. В V веке до н. э. Демокрит, сделал предположение, что темные отметины на лунном диске могут быть горами. Немного поздней Евдокс из Книда, который был астрономом и математиком, вычислил Саросский цикл затмений и таким образом смог предсказывать их наступление.

Около 260 года до н. э. другой грек по имени Аристарх изобрел способ измерения размера Луны и ее расстояния от Земли. Его расчеты оказались неправильны, но крупный математик и астроном Гиппарх с острова Родос справился с этой задачей через 100 лет.

В конце I века н. э. Плутарх написал короткое сочинение под названием «О лике лунного светила», где предположил, что темные отметины на Луне являются глубокими впадинами, не отражающими солнечный свет. Он считал, что на Луне есть горы и речные долины, и даже высказывал предположения о ее обитаемости.

В конце XVI века гениальный Галилео Галилей из Пизы, один из самых блестящих ученых эпохи Возрождения, проводил эксперименты с маятниками и падающими телами, изучал законы оптики и занимался всем, что захватывало его воображение, но, самое главное, большую часть своей зрелой жизни Галилей был ревностным астрономом.

Астрономические открытия Галилея были описаны в небольшой книге под названием «Звездные послания», изданной в Венеции в мае следующего года. Они произвели настоящую сенсацию. Кроме всего прочего Галилей утверждал, что Млечный Путь состоит из крошечных звезд и что он увидел четыре небольших спутника Юпитера и горы на Луне. Научные исследования Галилея легко могли пасть жертвой католической церкви, если бы его изображения Луны стали достоянием общественности.

Для объяснения элементов лунного ландшафта, не противоречащего церковным доктринам, в христианских странах предложили целый ряд теорий. Возможно, наибольшей популярностью из них – по крайней мере на протяжении какого-то времени – была теория о том, что Луна является совершенным зеркалом. Выходило что на поверхности Луны люди видели не элементы лунного ландшафта, а отражение элементов земного ландшафта. Никому не пришло в голову, что, потому как Луна вращается вокруг нашей планеты, отметины на лунном диске должны постоянно изменяться, так как Земля под ним не остается неизменной.

Другая гипотеза, принятая в некоторых кругах, заключалась в существовании таинственных испарений между Землей и Луной. Считалось, что образы, присутствовавшие в солнечном свете, отражались от этих «паров». Однако самая популярная теория, не нарушавшая церковную доктрину, гласила, что вариации плотности Луны создают оптические иллюзии, которые нам видны как отметины на лунной поверхности. Это странное объяснение было безопасно, хотя едва ли могло убедить ученых тех времен и определенно не производило никакого впечатления на Галилея.

После Галилея конструкцию телескопов в значительной степени усовершенствовали, и всем, кто изучал Луну, стало ясно, что она представляет из себя сферу со скалистой и неровной поверхностью. По мере того как церковь постепенно утрачивала свою власть над наукой, многие старые представления о Луне становились неприемлемы. Но никто не имел представления, откуда взялась Луна и почему она движется именно по такой орбите вокруг Земли.

Первая теория происхождения Луны

Была выдвинута в XIX веке Джордж Дарвин, сын Чарлза Дарвина, автора теории естественного отбора, был известным и авторитетным астрономом, который тщательно изучал Луну и в 1878 году выступил с так называемой теорией разделения. По всей видимости, Джордж Дарвин был первым астрономом, который установил, что Луна отдаляется от Земли. На основе скорости расхождения двух небесных тел Дж. Дарвин предположил, что когда-то Земля и Луна составляли единое целое. В незапамятные времена эта расплавленная вязкая сфера очень быстро вращалась вокруг своей оси, совершая один полный оборот приблизительно за пять с половиной часов.

Дарвин предположил, что в дальнейшем приливное воздействие Солнца стало причиной так называемого разделения: кусок расплавленной Земли размерами с Луну отделился от главной массы и в конце концов занял свое местоположение на орбите. Такая теория выглядела вполне разумно и стала главенствующей в начале XX века. Она подверглась серьезной атаке только в 1920-х годах, когда британский астроном Гарольд Джеф-фрис показал, что вязкость Земли в полурасплавленном состоянии препятствовала бы возникновению достаточно мощной вибрации, которая могла привести к разделению двух небесных тел.

Вторая теория происхождения Луны

Когда-то убедившая ряд специалистов, называлась аккреционной теорией. Она гласила, что вокруг уже сформировавшейся Земли постепенно аккумулировался диск из плотных частиц, напоминающий кольца Сатурна. Предположили, что частицы этого диска в конце концов объединились и образовали Луну. Есть несколько причин, в силу которых такое объяснение не может быть удовлетворительным. Одной из основных является угловой момент движения системы Земля – Луна, который никогда не стал бы таким, как он есть, если бы Луна образовалась из аккреционного диска. Есть также затруднения, связанные с образованием океанов расплавленной магмы на «новорожденной» Луне.

Третья теория происхождения Луны

Появилась приблизительно в то время, когда были запущены первые лунные зонды; она была названа теорией целостного захвата. Предположили, что Луна появилась вдалеке от нашей планеты и стала блуждающим небесным телом, которое просто было захвачено земным тяготением и вышло на орбиту вокруг Земли.

Теперь эта теория также вышла из моды по нескольким причинам. Соотношение изотопов кислорода в горных породах на Земле и на Луне убедительно доказывает, что они появились на одном расстоянии от Солнца, чего не могло быть в том случае, если бы Луна была сформирована в другом месте. Есть также непреодолимые трудности в попытке построения модели, в соответствии с которой небесное тело размером с Луну могло бы выйти на стационарную орбиту вокруг Земли. Такой огромный объект не мог аккуратно «подплыть» к Земле на малой скорости, как супертанкер, швартующийся к пристани; он почти неизбежно должен был врезаться в Землю на большой скорости или пролететь рядом с ней и устремиться дальше.

К середине 1970-х годов все предыдущие теории формирования Луны по разным причинам столкнулись с трудностями. Это привело к созданию практически немыслимой ситуации, когда прославленные эксперты могли публично признать, что они попросту не знают, как или почему Луна оказалась на своем месте. Известный научный автор Уильям К. Хартманн, ведущий ученый Института планетологии в Таксоне, штат Аризона, сказал в своей книге (1986 год) «Происхождение Луны»:

«Ни астронавты „Аполлона“, ни луноходы, ни вся королевская рать не смогли собрать достаточно информации для объяснения условий формирования Луны».

Новая теория происхождения Луны

Из этой неопределенности появилась новая теория происхождения Луны, которая в данный момент считается общепринятой, несмотря на некоторые серьезные вопросы. Она известна как теория «большого столкновения».

Идея возникла в СССР в 1960-х гг. у русского ученого B.C. Савронова, который рассматривал возможность возникновения планет из миллионов астероидов различного размера, называемых планетзималями.

В ходе независимого исследования Хартманн вместе со своим коллегой Д.Дэвисом предположил, что Луна образовалась в результате столкновения двух планетных тел, одним из которых была Земля, а другим – блуждающая планета, размером не уступавшая Марсу. Хартманн и Дэвис считали, что две планеты столкнулись специфическим образом, в итоге произошли выбросы вещества из мантии обоих небесных тел. Это вещество было выброшено на орбиту, где постепенно объединилось и уплотнилось для формирования Луны.

С первого взгляда, у такого предположения имеется много достоинств. В первую очередь оно решает главный вопрос, появившийся после доставки на Землю образцов лунной породы: почему состав Луны так сходен с составом нашей планеты, но только частично?

Анализ лунных пород показал значительное сходство с породами, которые образуют мантию Земли, но Луна намного менее массивна, чем Земля, с учетом их относительного размера (Земля только в 3,66 раза больше Луны, но имеет в 81 раз большую массу). Было понятно, что на Луне нет многих тяжелых элементов, содержащиеся в земных недрах, и теория «большого столкновения» как будто объясняла причину этого явления. Земля и блуждающая планета столкнулись очень необычным образом. Хотя в конечном счете они образовали одну планету, предполагалось, что вначале они столкнулись, разошлись в стороны, а после снова соединились. Компьютерное моделирование показало, что при таких специфических обстоятельствах возможен выброс мантийного материала из-под корового слоя обоих небесных тел.

Хотя эта теория со временем овладела умами, вначале она казалась такой невероятной, что была отвергнута в целом. Однако в дальнейшем исследования показали, что даже такой маловероятный сценарий мог иметь место. В 1983 году состоялось международное совещание в Коне (Гавайские острова), целью которого была попытка решения проблем, связанных с происхождением Луны. Именно на этом совещании теория «большого столкновения» начала завоевывать очки. Собственные размышления Хартманна наряду с мнениями других ученых, присутствовавших на совещании, образовали ядро книги «Происхождение Луны» (1986) под редакцией самого Хартманна.

Между тем некоторые из экспертов создали компьютерные модели, подкреплявшие теорию «большого столкновения». Наиболее убедительной из них была модель доктора Робин Кенап, которая сейчас является заместителем директора департамента космических исследований в Колорадо. Ее научная диссертация была посвящена происхождению Луны и, в частности, теории «большого столкновения». Первоначальные расчеты привели ее к выводу, что предполагаемый удар должен был привести к образованию целого роя мелких спутников, а не одной Луны, но дальнейшее компьютерное моделирование в 1997 году дало возможность создать такой прототип столкновения, результатом которого явилось формирование Луны.

Несмотря на то что теория «большого столкновения» теперь принята большинством специалистов, она вызывает много вопросов. Как признает сама Робин Кенап и другие исследователи, такое мощное столкновение должно было ускорить вращение Земли до уровня, несопоставимого с нынешней ситуацией. Единственный способ решения этой проблемы, по ее мнению, заключается в гипотезе о втором крупном столкновении, названном «большой удар II». На этот раз предполагается, что второе столкновение произошло только спустя несколько тысячелетий после первого, но другой объект нанес удар с противоположного направления и таким образом погасил огромную скорость вращения Земли после первого катаклизма. Такое «сбалансированное» двойное столкновение выглядит крайне маловероятно. Оно больше похоже на жест отчаяния.

Кенап сама недовольна гипотезой «большого удара II» и надеется модифицировать первоначальную теорию таким образом, чтобы она объясняла нынешнюю скорость вращения Земли.

Для того чтобы всерьез относиться к теории «большого столкновения», надо преодолеть еще одно большое препятствие. Когда американские астронавты и советские автоматические зонды доставили горные породы со спутника Земли, их подвергли различным анализам. Экспериментальный факт, покончивший с теорией «гравитационного захвата», вызывает большое сомнение и в теории «большого столкновения». Было установлено, что соотношение изотопов кислорода в земных и лунных породах практически идентично. Этот факт имеет серьезные последствия: соотношение может быть идентично лишь в том случае, если Луна и Земля образовались на одинаковом расстоянии от Солнца. Это означает, что планета размером с Марс должна была двигаться по одной орбите с Землей и что она неким образом существовала на протяжении многих миллионов лет до столкновения.

Вероятность такого рода ситуации ничтожно мала и создает другие затруднения. Нынешний наклон земной оси на 23° по отношению к плоскости ее орбиты вокруг Солнца принято считать результатом катастрофического столкновения, но любое небесное тело размером с Марс, которое двигалось бы по орбите, сходной с орбитой нашей планеты, не могло иметь достаточного момента движения, чтобы так сильно наклонить ось вращения Земли. Или блуждающая планета появилась из-за пределов Солнечной системы и, следовательно, двигалась с чрезвычайно большой скоростью, или она должна быть по крайней мере в три раза больше Марса, что не вписывается ни в какую компьютерную модель.

Некоторые другие проблемы перечислялись Джеком Дж. Лиссауэром, известным ученым из Эймсовского центра НАСА, в его статье, написанной для журнала «Нейчур» в 1997 году. Говорят, что Лиссауэр любил цитировать шутливое замечание другого ученого, Ирвина Шапиро из Гарвардского центра астрофизических исследований: «Лучшее объяснение для Луны – это ошибка наблюдения. Ее вообще не существует!».

В своей статье Лиссауэр сослался на результаты последних исследований, которые показали, что большая часть материала, выброшенного при ударе, должна была бы упасть обратно на Землю. С его слов:

«Процесс аккреции вещества в „лунном диске“, образовавшемся после удара, не мог происходить с большой эффективностью. Для формирования Луны на орбиту должно было быть выброшено гораздо большее количество материала и на большее расстояние от Земли, чем считали раньше».

Лиссауэр также придерживается мнения, что размер блуждающей планеты должен был бы в значительной степени превышать первоначально предполагаемый, но указывает, что трудно понять, каким образом можно было погасить дополнительный угловой момент движения после такого мощного столкновения.

Три других ученых, Ружичка, Снайдер и Тейлор, подошли к проблеме по другому и проанализировали биохимические данные, а потом сопоставили их с теоретическими расчетами. После тщательного изучения они пришли к выводу: «Данные геохимического анализа не дают основания для поддержки гипотезы большого столкновения или ударного выброса материала».

Этот вывод показал, что красивая теория безнадежно расходится с экспериментальными данными. Ученые добавляют: «Эта гипотеза появилась не столько из-за ее теоретических достоинств, сколько из-за очевидных динамических или геохимических недостатков других теорий». Говоря по другому, хотя в теории «большого столкновения» больше дыр, чем в старом решете, ученые продолжают цепляться за нее просто потому, что не было найдено другого логичного объяснения. Из всех невероятных объяснений это оказалось менее невероятным.

Теория «большого столкновения» дискредитирована, помимо ряда причин, неспособностью объяснить аномалии. Она не может объяснить необычные соотношения между Луной и Солнцем или между Луной и Землей. Конечно, Луна может по чистой случайности быть ровно в 400 раз меньше Солнца и занимать орбиту на расстоянии 1/400 между Землей и Солнцем, но вероятность такого совпадения в буквальном смысле астрономически мала.

В пропорциональном отношении к планете-хозяйке размер Луны больше, чем у любого другого спутника Солнечной системы, за исключением Харона, спутника Плутона, который составляет больше половины диаметра этой планеты. Но эти два небесных тела, в сущности, являются двойной планетой или, возможно, астероидами, вращающимися вокруг общего центра масс на близком расстоянии, хотя считается, что они имеют разное происхождение.

У Меркурия и Венеры вообще нет спутников. У Марса есть два спутника, но у них крошечные размеры по сравнению с ним.

Тщательное изучение многих образцов лунной породы, доставленной американскими миссиями «Аполлона» и советскими беспилотными зондами, преподнесло один из самых больших сюрпризов. Было отмечено, что старейшие породы, собранные на Луне, имеют в значительной мере более древний возраст, чем любые породы, обнаруженные на нашей планете. Возраст самых древних пород на Земле составляет приблизительно 3,5 млрд. лет, тогда как некоторые образцы лунного грунта демонстрируют возраст около 4,5 млрд. лет, что очень близко к оценке возраста нашей Солнечной системы. Радиоизотопный анализ образцов метеоритов неизменно дает возраст примерно 4,6 млрд. лет.

Но даже в этих породах имеется такое же соотношение изотопов кислорода, как в земных породах. Это служит еще одним указанием, что Луна находилась на своем нынешнем расстоянии от Солнца в течение невероятно долгого времени. В настоящее время этот факт не имеет убедительных объяснений.

Наши собственные, почти случайные открытия в связи со специфическими соотношениями между Землей, Солнцем и Луной, привели нас к глубокой переоценке последних теорий, связанных с Луной и ее происхождением. Мы были поражены своими находками. Луна больше, чем можно было ожидать, явно старше, чем должно быть, и имеет гораздо меньшую массу, чем должно быть. Она занимает такую необычную орбиту, что все существующие объяснения полны трудностей и противоречий, и ни одно из них нельзя считать вполне убедительным. Мы осознали, что многие уважаемые специалисты во всем мире имеют значительные сомнения по поводу современных теорий о происхождении Луны, которые, они готовы огласить публично.

Независимо от утверждений сторонников теории «большого столкновения» вполне очевидно, что их выводы далеки от истины. Если воспользоваться цитатой из Уинстона Черчилля, Луна остается «загадкой, облаченной в тайну внутри еще большей загадки».

Мы уже привыкли к нашему единственному естественному спутнику, который неустанно облетает нашу планету каждые 28 дней. Луна доминирует в нашем ночном небе, с древних времён она затрагивала у людей самые поэтические струны души. Хотя за последние несколько десятилетий предложены новые понимания многих лунных тайн, большое количество нерешённых вопросов всё ещё окружают наш единственный естественный спутник.

По сравнению с другими планетами нашей солнечной системы и путь орбиты, и размер нашей Луны являются довольно значительными аномалиями. Другие планеты, конечно, тоже имеют спутники. Но у планет со слабым гравитационным воздействием, как например, Меркурий, Венера и Плутон, их нет. Луна составляет одну четверть размера Земли. Сравните это с огромным Юпитером или Сатурном, у которых несколько сравнительно небольших спутников (луна Юпитера составляет 1/80 его размера), и наша Луна, кажется, довольно редкое космическое явление.

Ещё одна интересная деталь: расстояние от Луны до Земли достаточно небольшое, и по видимым размерам Луна равна нашему Солнцу. Это любопытное совпадение наиболее очевидно во время полных солнечных затмений, когда Луна полностью закрывает нашу ближайшую звезду.

Наконец, почти идеальная круговая орбита Луны, отличается от орбит других спутников, которые имеют тенденцию к эллиптической форме.

Гравитационный центр Луны почти на 1 800 м ближе к Земле, чем её геометрический центр. При таких значительных расхождениях учёные до сих пор не могут объяснить, как Луна умудряется сохранить свою почти идеально круговую орбиту.

Гравитационное притяжение на Луне не является однородным. Экипаж на борту Apollo VIII при пролёте около лунного океана, заметил, что гравитация Луны имеет резкие аномалии. В некоторых местах гравитация, кажется, таинственным образом усиливается.

Проблема происхождения Луны обсуждается в научной литературе уже более ста лет. Ее решение имеет большое значение для понимания ранней истории Земли, механизмов формирования Солнечной системы, происхождения жизни.

Первое логическое объяснение происхождения Луны было выдвинуто в XIX в. Джордж Дарвин, сын Чарлза Дарвина, автора теории естественного отбора, был известным и авторитетным астрономом, который тщательно изучал Луну и в 1878 г. выступил с так называемой теорией разделения. По всей видимости, Джордж Дарвин был первым астрономом, установившим, что Луна отдаляется от Земли. На основе скорости расхождения двух небесных тел Дж. Дарвин предположил, что когда-то Земля и Луна составляли единое целое. В далеком прошлом эта расплавленная вязкая сфера очень быстро вращалась вокруг своей оси, совершая один полный оборот примерно за пять с половиной часов.

Дарвин предположил, что в дальнейшем приливное воздействие Солнца стало причиной так называемого разделения: кусок расплавленной Земли размером с Луну отделился от главной массы и в конце концов занял свое положение на орбите. Эта теория выглядела вполне разумно и стала главенствующей в начале XX в. Она подверглась серьезной атаке лишь в 1920-х, когда британский астроном Гарольд Джеффрис показал, что вязкость Земли в полурасплавленном состоянии препятствовала бы возникновению достаточно мощной вибрации, которая могла привести к разделению двух небесных тел.

Вторая теория , некогда убедившая ряд специалистов, называлась аккреционной теорией. Она гласила, что вокруг уже сформировавшейся Земли постепенно аккумулировался диск из плотных частиц, напоминающий кольца Сатурна. Предполагалось, что частицы этого диска в конечном счете объединились и образовали Луну.

Существует несколько причин, в силу которых такое объяснение не может быть удовлетворительным. Одной из главных является угловой момент движения системы Земля - Луна, который никогда не стал бы таким, как он есть, если бы Луна образовалась из аккреционного диска. Существуют также затруднения, связанные с образованием океанов расплавленной магмы на «новорожденной» Луне.

Третья теория о происхождении Луны появилась примерно в то время, когда были запущены первые лунные зонды; она получила название теории целостного захвата. Предполагалось, что Луна возникла вдалеке от Земли и стала блуждающим небесным телом, которое попросту было захвачено земным тяготением и вышло на орбиту вокруг Земли.

Теперь эта теория тоже вышла из моды по нескольким причинам. Соотношение изотопов кислорода в горных породах на Земле и на Луне убедительно доказывает, что они возникли на одном расстоянии от Солнца, чего не могло быть в том случае, если бы Луна сформировалась в другом месте. Существуют также непреодолимые трудности в попытке построения модели, в соответствии с которой небесное тело размером с Луну могло бы выйти на стационарную орбиту вокруг Земли. Такой огромный объект не мог аккуратно «подплыть» к Земле на малой скорости, словно супертанкер, швартующийся к пристани; он почти неизбежно должен был врезаться в Землю на большой скорости или пролететь рядом с ней и устремиться дальше.

К середине 1970-х все предыдущие теории формирования Луны по той или иной причине столкнулись с трудностями. Это привело к созданию практически немыслимой ситуации, когда прославленные эксперты могли публично признать, что они просто не знают, как или почему Луна оказалась на своем месте.

Из этой неопределенности родилась новая теория , которая в настоящее время считается общепринятой, несмотря на некоторые серьезные вопросы. Она известна как теория «большого столкновения».

Идея возникла в Советском Союзе в 60-х гг. у русского ученого B.C. Савронова, который рассматривал возможность возникновения планет из миллионов астероидов разного размера, называемых планетзималями.

В ходе независимого исследования Хартманн вместе со своим коллегой Д.Р. Дэвисом предположил, что Луна образовалась в результате столкновения двух планетных тел, одним из которых была Земля, а другим - блуждающая планета, размером не уступавшая Марсу. Хартманн и Дэвис полагали, что две планеты столкнулись специфическим образом, в результате чего произошли выбросы вещества из мантии обоих небесных тел. Это вещество было выброшено на орбиту, где постепенно объединилось и уплотнилось для формирования Луны.

Новая информация, полученная путём детального изучения образцов с Луны, почти подтвердила теорию столкновения: 4,57 миллиарда лет назад протопланета Земля (Гея) столкнулась с протопланетой Тейя. Удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту.

Из этих обломков собралась прото-Луна и стала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля, в результате удара, получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения.

В двух новых исследованиях, опубликованных в свежем выпуске журнала Nature, ученые приводят свидетельства того, что химическое сходство Земли и Луны обусловлено основательным смешиванием вещества, образованного при столкновении Земли с другой планетой.

Таким образом, сторонники основной теории происхождения земного спутника получили новые подтверждения своей правоты и причём довольно весомые. Но, немецкие учёные утверждают, что другие теории нельзя просто так списывать со счетов, поскольку новые данные, хотя и серьёзно подтверждают основную теорию, но всё же не на сто процентов. Поэтому пока ещё есть возможность выбрать для себя наиболее близкую теорию из всех существующих, или даже придумать новую!

Луна имеет очень большой размер относительно Земли. Диаметр Луны на экваторе (в средней части) равен 3475 км, это чуть меньше четверти диаметра Земли. Поэтому некоторые астрономы даже считают, что систему Земля-Луна надо рассматривать как двойную планету. Но вернемся все-таки к вопросу о происхождении Луны.

Гипотеза первая

На ранних стадиях существования Земли у нее была система колец вроде той, что имеется у Сатурна. Возможно, Луна образовалась из них?

Гипотеза вторая (центробежного разделения)

Когда Земля была еще совсем юной и состояла из расплавленных пород, она вращалась так быстро, что из-за этого растянулась, приобрела форму груши, а затем верхняя часть этой «груши» оторвалась и превратилась в Луну. Эту гипотезу в шутку называют «дочерней».

Гипотеза третья (столкновения)

Когда Земля была молодой, она подверглась удару какого-то небесного тела, размер которого составлял половину размера самой Земли. В результате этого столкновения огромное количество вещества было выброшено в космическое пространство, а впоследствии из него сформировалась Луна.

Гипотеза четвертая (захвата)

Земля и Луна образовались независимо, в разных частях Солнечной системы. Когда Луна проходила близко к земной орбите, она была захвачена гравитационным полем Земли и стала её спутником. Эту гипотезу в шутку называют «супружеской».

Гипотеза пятая (совместного образования)

Земля и Луна образовались одновременно, в непосредственной близости друг от друга (в шутку - «сестринская» гипотеза).

Гипотеза шестая (многих лун)

Несколько маленьких лун были захвачены гравитацией Земли, затем они столкнулись друг с другом, разрушились, и из их обломков образовалась нынешняя Луна.

Гипотеза седьмая (испарения)

Из расплавленной протоземли были выпарены в пространство значительные массы вещества, которое затем остыло, сконденсировалось на орбите и образовало протолуну.

Каждая из этих гипотез имеет свои «за» и свои «против». В настоящее время основной и более приемлемой считается гипотеза столкновения. Рассмотрим ее подробнее.

Гипотеза столкновения

Эта гипотеза была предложена Уильямом Хартманом и Дональдом Дэвисом в 1975 году. По их предположению, протопланета (её назвали Тейя) размером примерно с Марс столкнулась с прото-Землей на ранней стадии её формирования, когда Земля имела примерно 90 % нынешней массы. Удар пришёлся не по центру, а под углом, почти по касательной. В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась прото-Луна и начала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля в результате удара получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения.

Почему именно эта гипотеза о происхождении Луны считается основной? Она хорошо объясняет все известные факты о химическом составе и строении Луны, а также и физические параметры системы Луна-Земля. Первоначально большие сомнения вызывала возможность столь удачного соударения (косой удар, невысокая относительная скорость) такого крупного тела с Землей. Но затем было предположено, что Тейя сформировалась на орбите Земли. Такой сценарий хорошо объясняет и низкую скорость столкновения, и угол удара, и нынешнюю, почти точно круговую орбиту Земли.

Но и у этой гипотезы есть свои уязвимые места, как, впрочем, у каждой гипотезы (ведь ГИПОТЕЗА в переводе с древнегреческого обозначает «предположение»).

Так вот, уязвимость этой гипотезы состоит в следующем: у Луны очень маленькое железо-никелевое ядро - оно составляет всего 2-3 % от общей массы спутника. А металлическое ядро Земли составляет около 30 % массы планеты. Для объяснения дефицита железа на Луне приходится принимать допущение, что ко времени столкновения (4,5 млрд. лет назад) и на Земле, и на Тейе уже выделилось тяжёлое железное ядро и образовалась лёгкая силикатная мантия. Но однозначных геологических подтверждений этому допущению не найдено.

Луна - наша ближайшая соседка в космическом пространстве. Согласно многочисленным преданиям, легендам и мифам, она появилась на земной орбите сравнительно недавно - во время разрушительного катаклизма вызванного прохождением необычной звезды класса "пропеллер" (Тифона) рядом с нашей планетой. Из книги Симонова В.А. "Звезда Апокалипсиса", Из - во "Центрполиграф", 2012 г.

Ацтекский астрономический кодекс Magliabechiano. Богиня Луны и нейтронная звезда с длинным шлейфом.

Несмотря на такую давность этих событий, предания о тех временах сохранились у некоторых народов. У индонезийского племени ниасцев существовали два верховных божества Ловаланги и Латуре Данё, которые противостоят друг другу. Ловаланги (Солнце) связан с верхним миром; он воплощает в себе добро и жизнь, его цвет - жёлтый или золотой, его символы и культовые знаки - петух, орёл, свет. Латуре Данё (Тифон) принадлежит к нижнему миру; он является воплощением зла и смерти, его цвет - чёрный или красный, его эмблема - змеи, а символы - Луна и темнота. Из мифа можно понять, что появление в земном небе Луны связано с божеством Латуре Данё.

Луна и Великий змей. Рисунок на вазе. Племя мочика (Перу).

В фольклоре индейцев Южной Америки имеется такие сведения о нашем ночном светиле, которые иносказательно описывают появление Луны: «У него было три имени - Бочика, Немкетеба и Зухе…. С собой он привёз жену, и у неё было тоже три имени - Чиа, Юбекайгуайа и Хавтака (спутники). Но только прекрасная Чиа была очень злой женщиной - всегда и во всём шла она наперекор своему мужу, а тот желал людям только добра. Чиа заколдовала реку Фансу, и она вышла из берегов, затопив всю долину Боготы. Много жителей погибло во время этого наводнения. Лишь кое-кому удалось спастись; они вскарабкались на вершины окрестных гор. Разгневанный старец прогнал Чиа прочь подальше от земли, и она стала Луной. С тех пор Чиа освещает землю по ночам».

В древней книге индейцев майя, известной сегодня под названием «Парижский кодекс» (в переводе Р. Кейзера) неоднократно упоминается о том, что в незапамятные времена луны на ночном небе не было: «Этот день создал Господь. Это было очень, очень давно - во времена второй Эпохи Создания, когда боги сделали предсказание. Это было задолго, очень задолго до 12 августа 3114 г. до н.э., когда боги предсказали, что откроют секрет, как создать существа, которые могут назвать их по именам. Это люди, которых они создадут из праха. Деревянные люди трескались. Боги послали гигантские потоки, чтобы смыть свои ошибки. Но деревянные люди плавали и дожили в виде Обезьян до наших дней. Это было так давно, когда это случилось, что не было ещё Бактунов (веков), Катунов (десятилетий), Тунов (лет), Виналов (месяцев) или Кинов (дней), которые можно было посчитать. Не было даже Луны»; «… когда Первый Отец приплыл в своём каноэ из аллигатора через пустоту, чтобы раздуть Первый Огонь в Очаге Неба. Луна ещё не была создана»; «… когда был раздут Первый Огонь, и впервые засветилась Великая Туманность Ориона. От этого пепла и дыма возник сам Бог Маиса. Вверх он поднялся из спины амфибии. Ицамна - Небесный Ящер, наблюдал за его возрождением. Луна ещё не родилась, когда это случилось»; «… когда Первый Отец привёл в движение Зодиак…, когда звёзды пришли в движение, Рогатый Олень появился с Востока…. По пятам за ним следовала высокая и полная Луна».
У племени чибча-муиски из Бразилии существует легенда: «В далёкие времена, ещё до того, как луна стала сопутствовать земле, люди, населявшие плоскогорье Боготы, жили как настоящие дикари: они ходили голыми, не умели обрабатывать землю, и не было у них не законов, ни обрядов». На их землю пришел «посланный богом» белый человек с чёрной бородой - Бочика и научил их одеваться, строить города. Это было в «те стародавние времена, когда луна ещё не сопровождала землю».

Ацтекское изображение Луны, дракона и богини Луны - Тласольтеотль.

Аборигены Австралии рассказывают, что Луну создал великий созидатель Байаме: «Это случилось давно. Земля, деревья, реки были тогда такими же, какими мы видим их и теперь. Но небо было другим - темным, без луны. А вот как луна появилась… Байаме был неподвижен, а затем с силой метнул бумеранг в черное небо. Все выше и выше поднимался бумеранг, пока не достиг неба и не остановился. С удивлением и страхом глядели животные и птицы на бумеранг, который светился каким-то дивным светом, а вокруг стало светлее. Так Байаме подарил людям луну. Она и ныне светит на небе, а в иные дни очень похожа на бумеранг…».

Древний вариант шумерского мифа о происхождения спутника нашей планеты гласит, что Луна «досталась Земле» от Тиамат. Возможно, нейтронная звезда просто «доставила» наше ночное светило в район орбиты Земли. Согласно шумерской космогонии у этого небесного тела имелось 11 спутников - «драконов». Самым крупным из них был Кингу.

«Столпились, они двигались маршем рядом с Тиамат.

Разъярённые они день и ночь беспрерывно замышляли козни,

Готовые к конфликту, кипя от злости и свирепствуя».

В результате «Небесной Битвы» между Мардуком (Юпитером) и Тиамат произошёл гравитационный захват и изменение орбит одного или нескольких спутников нейтронной звезды. Потеряв свою «предводительницу» они навсегда покинули Солнечную систему или были захвачены другими массивными планетами. Возможно, что таким необычным образом, Земля приобрела Луну.

На рисунке изображена небесная битва между Мардуком и Тиамат, где показан Юпитер, бросающий молнию в крылатого дракона и его 12 спутников, которые выглядят как небольшие звёздочки. Между этими небесными телами имеется изображение Луны в виде полумесяца, что подтверждает миф о появлении спутника на орбите Земли в результате грандиозной космической катастрофы произошедшей в незапамятные времена в Солнечной системе.

Битва между Мардуком и Тиамат. Прорисовка с цилиндрической печати.

Г. Уилкинс в своей книге «Затерянные города Южной Америки» пишет: «Индейцы высокогорных равнин Колумбии утверждают, что до того, как катастрофа (потоп) поразила Землю, небесный свод не освещался Луной!».
В устных преданиях африканских бушменов имеются сведения, что после ужасного катаклизма произошедшей в незапамятные времена, когда темнота и дым на Земле рассеялись, на небе, где раньше не было ночного светила, появилась сразу две Луны! Легенда так повествует о кошмарном катаклизме, происходившем в это время (в литературной обработке писателя Уилкинса): «… далекие предки карликовой расы бушменов, обитателей пустыни Калахари в Южной Африке, охваченный ужасом прятались среди огромных валунов, а может, укрывались в темных пещерах в непроходимых джунглях. Как завороженные, со страхом и благоговением взирали они на ночное небо, прислушиваясь к ужасающему грохоту рушащихся скал, что предвещало начало самого мощного землетрясения, когда-либо происходившего на нашей планете. Еще бы им не испытывать ужас! Ведь они стали очевидцами величайшей катастрофы, которую пришлось пережить человеку с тех времен, когда он «спустился с дерева», стал прямоходящим и превратился в настоящего человека homo sapiens. На морские побережья… обрушивались потрясающие воображение приливные волны, возвышавшиеся над самыми высокими холмами. Они с огромной силой разбивались о песчаные пляжи и по инерции катились далеко в глубь континента, уступая место все новым и новым громадам волн.
Целые массивы суши, никогда не соприкасавшиеся с морем, были затоплены, а приливные волны, не останавливались ни перед чем, размывали горы и поворачивали вспять течение глубоких и полноводных рек. Ночь завершилась кошмаром. С небес обрушился огненный дождь, от которого вспыхнул заревом первобытный лес…, были выжжены многомильные участки леса, в тех местах, где прошла обжигающая волна из раскаленного воздуха и газов, сопровождающая падение гигантских метеоритов…
Наступил день, а может быть, просто слегка рассеялась мгла, и слабый солнечный свет был подобен свече, зажженной на алтаре. В течение многих суток невозможно было отличить день от ночи. Место катастрофы было окутано густой пеленой черного дыма. В кромешной тьме разряды молний ранее никогда не виданные в этих субтропиках, разрезали то там, то здесь ночную мглу. Иногда, когда густой дым рассеивался, выглядывал кроваво-красный шар солнца, но сумерки вновь сгущались, как во время затмения. Затем громадная туча красной пыли наполнила собой воздух, и обезумевшим бушменам показалось, что весь мир должен взорваться, ибо вслед за тучей обрушился дождь из пепла, покрывший уцелевшие деревья и растительность белым налетом.
От пронзительного свиста падающих метеоритов огромной разрушительной силы у очевидцев трагедии кровь застывала в жилах. Это продолжалось бесконечно. Четыре ужасных взрыва сотрясли землю. Людей забравшихся на деревья, которые росли на самых высоких холмах, поглотила разверзшаяся земля. Четыре громадных, раскаленных добела шара упали с небес на леса. Река, протекавшая неподалеку, превратилась в поток шипящего пара, который, поднимаясь ввысь, усиливал и без того ужасный жар, исходящий от пламени взрывающихся масс,… когда дым немного рассеялся, они увидели, что небо, где не было луны, теперь освещалось сразу двумя лунами!».

В древнейшем индийском эпосе «Махабхарата» говорится о том, что в начале времён боги пытались добыть из океана жидкость бессмертия - амриту. Они взбалтывали океан (пахтание), опустив туда с неба гигантского змея Васуки, державшего в пасти гору Мандару. И из бушующих вод океана впервые «показался Месяц, ясный, как самый близкий друг. Он испускал лучи и сиял прохладным светом». У различных народов в их легендах и мифах захваченный у Земли Тифоном столб вещества очень часто сравнивают с гигантским змеем, который приносит неисчислимые бедствия и разрушения.

Пахтание океана, во время которого появился Месяц. Индийская миниатюра.

Задолго до греков на земле Эллады жили племена пелазгов, а на юге страны существовала легендарная страна Аркадия. Греки своих предшественников палазгов и аркадийцев так и называли - «долунные». Это было очень давно, когда Луна ещё не сияла на небе. Потоп обрушился на их древнюю землю, когда Луна появилась на небосводе.

Индейцы Британской Гвианы сообщили известному ученому А. Гумбольдту, когда он в 1820 году путешествовал в этом регионе мира, что их предки жили здесь еще до появления Луны.

Аполлоний Родоский (III век до н.э.) - хранитель Александрийской библиотеки, полмиллиона рукописей которой сгорели и утеряны для нас безвозвратно, имея доступ к такому огромному объёму информации, утверждал, что не всегда на земном небе сияла Луна.

Анаксагор, греческий философ, астроном и математик (V век до н.э.), основываясь на более древних источниках, писал, что Луна появилась на небосводе позднее, чем образовалась сама Земля.

В древнейшем эпосе «Калевала» имеется такой текст, состоящий всего из трёх сток, которые описывают появление Луны, смещение оси вращения Земли и изменение цвета атмосферы Солнца при возмущении её Тифоном. Хотя все эти деяния приписывались богам.
Когда луну поместили на орбиту,
Когда установили серебряное солнце,
Когда прочно поставили на место Медведицу.
В «Калевале» также имеется информация о потопе, возникшем из-за Луны: «Поднялась огромной силы вода и всё поглотила».

Луна, приблизившись к Земле, вызвала на ней огромные приливные волны, создав очередной потоп. Среди легенд яганов живущих на архипелаге Огненная Земля имеется легенда о нашем ночном спутнике, в которой говорится, что много веков назад Луна упала в море и поднялась большая (приливная) волна, всё затопившая. В легенде говорится: «Потоп вызвала женщина-Луна. Это было время великого подъема... Луна была полна ненависти к человеческим существам... В то время утонули все, за исключением тех немногих, кто сумел бежать на пять горных вершин, которые вода не покрыла» Спаслись и жители острова, который оторвался от дна и плавал по морю. Остров встал на прежнее место, когда Луна вышла из моря. С этого спасённого островка суши люди заселили всю Землю.

У африканского племени живущего в низовьях реки Конго существует миф, когда, «солнце и луна встретились однажды, причём солнце обдало луну грязью и затмило её свет; по этой причине часть луны время от времени остаётся в тени (фазы Луны). Во время этой встречи произошёл потоп».

О потопе во время появления красной Луны окруженной «пеленой облаков» говорится в преданиях ирландцев, которые заимствованы из более древних кельтских сказаний. Герои мифа - это Бит и Биррен и их дочь Цесара. Во время потопа вся семья погрузилась на судно, благодаря этому спаслись. Но «вскоре после потопа произошла новая катастрофа. Взошла красная Луна, окружённая пеленой облаков, которые рассыпались и падали на Землю, вызывая разрушения. В результате очередного бедствия «семья Бита погибла, и страна осталась без людей». Среди ледников Антарктиды обнаружены метеориты, которые непохожи на остальные. Их изучение показало, что они по химическому составу схожи с породами лунных «морей» и «равнин». Причём они попали на Землю сравнительно недавно. По разным оценкам время падения лунных метеоритов на нашу планету составляет от 12 до 25 тысяч лет назад. Вероятней всего, эти осколки Луны попали на нашу планету в результате её появления на земной орбите и катаклизмов вызванных нейтронной звездой, которая своим тяготением вырвала часть поверхности ночного светила.

В мифологии разных народов упоминает о том, что действительно Луны была расположена гораздо ближе к нашей планете, а затем она переместилась на более высокую орбиту. В болгарской легенде говорится о «злой бабе» Моране «погубившей много людей» и набросившей грязную пелену на серебряный месяц, который покрылся тёмными пятнами и, напуганный стал ходить над Землёй куда выше прежнего.

О необычном движении Луны упоминается и в древних верованиях армян: «Лусин (Луна) раньше ходила по небу днём, со своим братом Солнцем. Но Лусин заболела оспой и, стыдясь покрывших её безобразных рябин, показывается только ночью, под покровом темноты». Ночное светило находилось гораздо ближе к нашей планете, так как древние армяне смогли разглядеть даже невооружённым глазом лунные кратеры (оспины).

При очередном появлении нейтронной звезды или другого массивного объекта в Солнечной системе может возникнуть ситуация, при которой Тифон своим притяжением может изменить орбиту Луны. При неблагоприятном стечении обстоятельств она будет сближаться с Землёй, а затем, пройдя предел Роша, (на высоте 3 земных радиусов) разрушится на отдельные фрагменты, которые рухнут на нашу планету. После этого кошмарного катаклизма человечество уже не выживет. Всё-таки неприятно иметь такой громаднейший булыжник над своей головой, который висит над нами как Дамоклов меч и может когда-нибудь рухнуть на Землю.

В заключение главы приведу шумерский клинописный текст-молитву, посвящённый спутнику Земли:
О Луна, ты единая проливающая свет,
Ты, несущая свет человечеству…
Перед тобой в пыли лежат все великие божества,
Ибо судьба мира покоится в тебе.