Происхождение Луны: версии. Откуда взялась Луна? Основные теории происхождения История появления луны

Самая главная загадка Луны заключается в ее происхождении. Мы до сих пор не знаем, откуда взялась Луна. Но гипотез происхождения Луны предостаточно. Давайте рассмотрим их.

Но сначала

О Луне

У Земли есть только один спутник – Луна. Он движется вокруг Земли по орбите на среднем расстоянии от нее в 376 284 км.

Сила тяготения Земли постепенно замедляет вращение Луны вокруг своей оси, так что теперь Луна обходит весь свой путь вокруг Земли точно за такое же время, какое занимает один ее оборот вокруг своей оси. Такое синхронное вращение означает, что мы, глядя на Луну с Земли, всегда видим только одну ее сторону. Обратную сторону Луны удалось увидеть только космонавтам и космическим кораблям.

Поскольку Луна движется вокруг Земли, Солнце освещает различные доли ее поверхности.

Посмотрите на картинку. Вы видите на ней, как выглядит Луна из одной и той же точки Земли, находясь в разных точках своей орбиты: лунный серп, половина лунного диска (первая четверть), прибывающая Луна, полнолуние, убывающая Луна, половиналунного диска (последняя четверть), лунный серп.

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 вопросуо происхождении Луны.

Гипотезы 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.

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.

И второе: если бы Луна так или иначе оказалась на орбите Земли в столь далёкое время и после этого не претерпевала существенных потрясений, то на её поверхности, по расчётам, успел бы скопиться многометровый слой оседающей из космоса пыли, что не было подтверждено при посадках космических аппаратов на лунную поверхность.

Итак…

До 60-х годов XX века главными гипотезами происхождения Луны были три: центробежного отделения, захвата и совместного образования. Одной из главных целей американских лунных экспедиций 1960-1970 годов было найти доказательства одной из этих гипотез. Первые же полученные данные обнаружили серьёзные противоречия со всеми тремя гипотезами. Но во время полётов «Аполлонов» ещё не существовало гипотезы гигантского столкновения. Именно она и является сейчас господствующей .

0 👁 1 311

Спустя несколько десятилетий после того, как учёные вроде бы договорились об одной теории, появляется противоречащее ей новое свидетельство возможного способа появления

13 декабря 1972 года астронавт «Аполло-17» Харрисон Шмитт подошёл к валуну в лунном Море Спокойствия. «У этого валуна есть след, идущий прямо с холма», – сказал он своему командиру, Юджину Цернану, указывая на отметки, оставленные скатившимся со склона камнем. Цернан наклонился, чтобы собрать образцы.

«Мне не хотелось бы думать об этом», – сказал Шмитт.

Астронавты откололи кусочки луны с валуна. Затем при помощи грабелек Шмитт поскрёб пыльную поверхность, приподняв камень, позже названный троктолитом 76536 с реголита и внеся его в историю.

Этот камень и его брат-валун расскажут историю того, как появилась вся Луна. В этой истории создания, описанной в бессчетном множестве учебников и пояснениях к музейным экспонатам за последние четыре десятилетия, Луна родилась в пагубном столкновении зародышевой Земли и каменистого мира размером с . Второй мир назвали Тея, в честь греческой богини, породившей Селену, т.е. Луну. Тея с такой скоростью и силой ударила , что оба мира расплавились. Остатки обломков Теи охладились и отвердели, превратившись в нашего серебристого компаньона.

Современные измерения троктолита 76536 и других камней с Луны и Марса зародили сомнения в этой истории. За последние пять лет шквал исследований выявил проблему: каноническая гипотеза ударного формирования зиждется на предположениях, не соответствующих фактам. Если Тея ударила Землю, а потом сформировала Луну, то Луна должна состоять из такого же материала, что и Тея. Но Луна не выглядит, как Тея – или как Марс. Вплоть до атомов она выглядит почти точно так же, как Земля.

Повстречав это несоответствие, исследователи Луны начали искать новые идеи, чтобы понять, как она появилась. Самое очевидное решение может быть и самым простым, хотя оно создаёт другие проблемы с пониманием ранних этапов Солнечной системы: возможно, Тея и сформировала луну, но при этом Тея состояла из материала, почти идентичного земному. Вторая возможность – процесс столкновения всё хорошенько перемешал, равномерно распределил комки и жидкости, словно тесто для блинов. Это могло случиться при чрезвычайно высокоэнергетическом столкновении, или в серии столкновений, породивших несколько лун, объединившихся позднее. Третье объяснение ставит под сомнение то, что мы знаем о планетах. Возможно, что Земля и Луна претерпели странные метаморфозы и совершали необычные движения на орбите, что резко поменяло их вращение и их будущее.

Четыре способа создать Луну

С появлением проблем у основной теории возникновения Луны учёные накидали новых теорий её появления.

Модель ударного формирования

Эта классическая теория, появившаяся в 1970-х, утверждает, что булыжник размером с Марс, Тея, долбанул по юной Земле. После удара появился диск из обломков, позднее объединившийся в Луну. Но новые исследования обнаружили конфликт: компьютерные симуляции говорят о том, что Луна должна состоять из материала, сходного с материалом Теи, а геохимическое исследование Луны говорит о том, что она состоит из материала, сходного с земным.

Синестия

Возможно, Тея ударила Землю достаточно сильно для того, чтобы оба объекта испарились и образовали новую космическую структуру, синестию. Вращающееся облако горячих обломков могло тщательно перемешать материалы Теи и Земли и создать систему Земля/Луна со сходной геохимией

Малые луны

Возможно, что вместо одного серьёзного удара произошло множество сравнительно мелких, каждый из которых создавал луну. В этой модели каждое столкновение с объектом размером с Луну создавало диск из обломков, который постепенно собирался в малую луну. Затем следующий удар добавлял обломков, и в итоге они скомбинировались в большую Луну.

Столкновение близнецов

Возможно, наиболее простой альтернативой будет вариант, в котором Тея состоит из того же материала, что и Земля. Но это предположение идёт вразрез с большей частью наших представлений о формировании планетных систем.

Чтобы понять, что могло случиться в самый запоминающийся день Земли, нужно понять юность Солнечной системы. Четыре с половиной миллиарда лет назад было окружено горячим облаком обломков, похожим на пончик. Порождённые в недрах звезды элементы двигались вокруг новообразованного Солнца, охлаждаясь, и спустя эпохи, комбинируясь – в процессе, который нам в точности пока неясен – в комочки, затем в планетезимали, затем во всё более крупные планеты. Эти каменистые тела активно и жёстко сталкивались, испаряя друг друга. Именно в этом жёстком адском бильярде и появились Земля и Луна.

Чтобы получить сегодняшнюю Луну, с её размером, вращением и скоростью убегания от Земли, согласно нашим лучшим компьютерным моделям, необходимо, чтобы с Землёй столкнулось тело размером с Марс. Всё, что больше или сильно меньше привело бы к появлению системы с куда как большим вращательным моментом импульса. Тело большего размера также выбросило бы на орбиту Земли слишком много железа, и создало бы более богатую железом луну, чем наша.

Момент импульса – это величина, описывающая движение и массу вращающегося объекта или системы вращающихся объектов: вращающейся Земли, вращающейся Луны, оборачивающейся вокруг вращающейся Земли, и так далее. Момент импульса всегда сохраняется, то есть, его можно приобрести или потерять только с вмешательством третьей силы.

Ранние геохимические исследования троктолита 76536 и других камней поддерживали эту историю. Они показали, что лунные камни должны были возникнуть в океане лунной магмы, который можно создать только при ударном формировании. Троктолит упал бы в расплавленное море как айсберг, отколовшийся от Антарктики. На основе физических ограничений учёные утверждали, что Луна состоит из остатков Теи. Но тут есть проблема.

Вернёмся к ранней Солнечной системе. После столкновения и испарения каменистых миров их содержимое перемешивалось, и в итоге успокаивалось в определённых областях пространства. Ближе к солнцу, там, где жарче, лёгкие элементы с большей вероятностью должны были испаряться, оставляя избыток тяжёлых изотопов (вариантов элементов, содержащих дополнительные нейтроны). Дальше от солнца камни сумели удержатьь больше воды и лёгких изотопов. Поэтому учёные могут изучить смесь изотопов объекта и определить, из какой части солнечной системы он прибыл, так же, как акцент выдаёт родину человека.

Эти различия настолько очевидны, что их используют для классификации планет и типов метеоритов. Марс, к примеру, так сильно отличается от Земли, что его метеориты можно определить, просто измеряя соотношения трёх различных изотопов кислорода.

В 2001 году, используя передовые технологии масс-спектрометрии, швейцарские учёные повторно измерили троктолит 76536 и 30 других лунных проб. Они обнаружили, что их изотопы кислорода были неотличимы от земных. С тех пор геохимики изучали титан, вольфрам, хром, рубидий, калий и другие редкие металлы Земли и Луны, и в общем всё выглядит одинаково.

Это плохие новости для Теи. Если Марс так очевидно отличается от Земли, то Тея – а следовательно, и Луна – тоже должна отличаться. Если они одинаковые, это значит, что Луна должна была сформироваться из расплавленных осколков Земли. Камни с «Аполло» противоречат тому, что говорит физика.

«Каноническая модель переживает серьёзный кризис, – говорит Сара Стюарт, планетолог из Калифорнийского университета в Дэйвисе. – Её пока не убили, но на текущий момент она не работает».

Стюарт пыталась примирить физические ограничения – необходимость в сталкивающемся теле определённого размера, движущемся с определённой скоростью – с новыми геохимическими свидетельствами. В 2012 году она и Матья Чук , сегодня работающий в институте SETI, предложили новую физическую модель формирования Луны. Они утверждают, что ранняя Земля вращалась быстро, как дервиш, совершая один оборот за два-три часа, когда с ней столкнулась Тея. Столкновение должно было привести к появлению диска вокруг Земли, похожего на кольца Сатурна – но он сохранился бы не дольше, чем на 24 часа. В результате он бы охладился и отвердел, образовав Луну.

Суперкомпьютеры недостаточно мощны, чтобы полностью смоделировать этот процесс, но они показали, что снаряд, врезающийся в быстро вращающийся мир, может вырезать приличный кусок Земли, уничтожить большую часть Теи, и собрать из этих обломков Луну и Землю со сходным содержанием изотопов. Это как швырнуть кусок ещё не застывшей глины на быстро вращающийся гончарный круг.

Но чтобы объяснение с участием быстро вращающейся Земли сработало, необходимо, чтобы что-то ещё замедлило её вращение до сегодняшнего. В работе 2012 года Стюарт и Чук доказывали, что при определённых взаимодействиях с орбитальным резонансом Земля могла передать момент импульса Солнцу. Позднее Джек Виздом из MTI предложил несколько различных сценариев потери момента импульса системой Земля/Луна.

Но ни одно из объяснений не было достаточно удовлетворительным. Стюарт говорит, что модели 2012 года не могли объяснить или химический состав Луны. Затем, в прошлом году Саймон Лок, аспирант из Гарвардского университета, учившийся у Стюарт, предложил обновлённую модель, в которой предлагается прежде не рассматривавшаяся планетарная структура.

В этой истории все частички Земли и Теи испарились и сформировали раздутое облако в форме толстого бублика. Облако вращалось так быстро, что достигло коротационного лимита . В этом состоянии на внешнем краю облака испарившиеся камни вращались так быстро, что облако приобрело новую структуру, в которой толстый диск вращается вокруг внутреннего региона. Что важно, диск не был отделён от центрального региона, как отделены кольца от Сатурна, и как были отделены диски в моделях формирования луны после столкновения.

Условия в этой структуре адские до невозможности; поверхности нет, вместо неё есть облака расплавленного камня, и в каждом регионе облака формируются капли расплавленного камня. Луна росла внутри этого пара из капель, до тех пор, пока пар не охладился и не оставил за собой систему Земля/Луна.

Учитывая необычные характеристики структуры, Лок и Стюарт решили, что она заслуживает нового названия. Они придумали несколько версий, после чего выбрали синестию, использующую греческий префикс син-, означающий «вместе», и богиню Гестию, богиню семейного очага, здоровья и архитектуры. Стюарт говорит, что слово означает «объединённая структура».

«Эти тела не такие, как вам кажется на первый взгляд. Они выглядят не так, как вы предполагали», – говорит она.

В мае Лок и Стюарт опубликовали работу по физике синестий; их работу по происхождению Луны из синестии пока оценивают специалисты. Они представляли эту работу на конференциях планетологов зимой и весной, и говорят, что их коллеги были заинтригованы, но не убеждены этой идеей. Возможно, потому, что синестии пока остаются только идеей; в отличие от планет с кольцами, которых много в нашей , и , которых много по всей , никто ещё не видел синестию.

«Но это однозначно интересный путь, способный объяснить особенности нашей Луны и помочь нам преодолеть затруднение с нашей неработающей моделью», – говорит Лок.

Среди естественных спутников в Солнечной системе Луна выделяется своим одиночеством. У и нет естественных спутников, в частности из-за их близости к Солнцу, чьё гравитационное влияние сделало бы орбиты таких лун нестабильными. У есть крохотные и ; некоторые считают, что это захваченные астероиды, а другие – что они сформировались после столкновений тел с Марсом. Газовые гиганты просто переполнены лунами, некоторые из которых каменистые, некоторые – водные, некоторые – смешанные.

По контрасту с этими лунами, спутник Земли выделяется своим размером и массой. Масса Луны составляет примерно 1% от массы Земли, в то время как общая масса спутников внешних планет не превышает одну десятую процента массы их родителей. Что ещё важнее, Луна отвечает за 80% момента импульса системы Земля/Луна, то есть за 80% движения всей системы. У внешних планет этот показатель не превышает 1%.

Но Луна не обязательно всегда несла такую нагрузку. Лик Луны демонстрирует, что её всю жизнь бомбардировали; почему мы должны предполагать, что из Земли её вырезал всего один камень? Возможно, что Луну создало множество соударений, говорит Ралука Руфу , планетолог из Вайзманновского научного института в Израиле.

В опубликованной этой зимой работе она утверждает, что Луна не появилась у Земли вся сразу. Это собрание, созданное тысячей порезов – или, по меньшей мере, десятком, согласно её симуляциям. Снаряды, летевшие с разных углов и с разной скоростью, могли ударять по Земле и формировать диски, собиравшиеся в малые луны, крошки, по размерам меньшие, чем текущая Луна. Взаимодействия между малыми лунами приводили к их объединениям, что и сформировало нашу сегодняшнюю Луну.

Планетологи хорошо приняли её работу в прошлом году. Робин Канап, специалист по Луне из Юго-западного исследовательского института и один из первых авторов теории формирования Луны, сказал, что она достойна рассмотрения. Однако требуются дополнительные проверки. Руфу не уверена, зафиксировались бы малые луны на своей орбите так, как Луна, повёрнутая к нам всегда одной стороной; если да, то она не уверена, как они объединились бы. «Именно это мы теперь и пытаемся выяснить», – сказала Руфу.

А в это время другие обратились к иному объяснению схожести Земли и Луны, с очень простым ответом. Синестии, малые луны, новые физические модели – всё это спорно. Возможно, что Луна очень похожа на Землю потому, что Тея тоже была на неё похожа.

Луна – не единственный объект в Солнечной системе, похожий на Землю. В камнях троктолита 76536 такое же соотношение изотопов кислорода, как у камней Земли, и как у группы астероидов под названием энстатитовые хондриты. Сочетание изотопов кислорода у этих астероидов очень похоже на земное, по словам Мириам Телас, космохимика, изучающей метеориты в Научном институте им. Карнеги в Вашингтоне. «Один из аргументов состоит в том, что они формировались в более горячих областях диска, близких к Солнцу», – говорит она. Они, вероятно, формировались рядом с тем местом, где формировалась Земля.

Некоторые из этих булыжников сформировали Землю, другие могли сформировать Тею. Энстатитовые хондриты – обломочный материал, который так и не собрался, чтобы создать мантию, ядро и законченную .

В январе Николас Дауфас, геофизик из Чикагского университета, утверждал, что большая часть камней, слившихся в Землю, были метеоритами энстатитового типа. Он писал, что всё, что сформировалось в том же регионе, должно состоять из них. Создание планет происходило из тех предварительно смешанных материалов, что мы находим сейчас на Луне и Земле; они выглядят одинаково, поскольку представляют собой одно и то же. «Гигантское тело, врезавшееся и породившее Луну, вероятно обладало изотопной композицией, близкой к земной», – писал Дауфас.

Дэвид Стивенсон, планетолог из Калифорнийского технологического института, изучавший происхождение Луны с того момента, как гипотезу Теи впервые представили в 1974 году, говорит, что считает эту работу наиболее важным вкладом в дебаты за последний год, и утверждает, что она обращается к проблеме, с которой геохимики пытались справиться десятилетиями.

«Его история правдоподобна. Это хитрая история того, как рассматривать различные элементы, встречающиеся на Земле, – сказал Стивенсон. – А затем можно перейти к истории о конкретной последовательности событий, формировавших Землю, в которой большую роль играют энстатитовые хондриты».

Но пока не все в это верят. Остаются вопросы по поводу количества изотопов таких элементов, как вольфрам – так говорит Стюарт. Вольфрам-182 – дочка гафния-182, поэтому отношение количества вольфрама к гафнию работает, как часы, и определяет возраст конкретного камня. Если в одном камне вольфрама-182 больше, чем в другом, можно спокойно утверждать, что камень с преобладанием вольфрама сформировался раньше. Но самые точные из доступных измерений показывают, что у Земли и Луны отношение вольфрама к гафнию одинаковое. «Было бы очень удачным совпадением, если бы у двух тел оказались одинаковые составы», – заключает Дауфас.

Понимание Луны – нашего постоянного партнёра, серебристой сестры, цели мечтателей и исследователей с незапамятных времён – интересно само по себе. Но история её происхождения и история таких камней, как троктолит 76536, могут стать одной главой в гораздо большей книге.

«Я рассматриваю это как окно в более общий вопрос: что произошло при формировании землеподобных планет? – сказал Стивенсон. – Пока на него никто не ответил».

В поисках ответа на него может помочь понимание синестии; Лок и Стюарт считают, что синестии в ранней Солнечной системе могли формироваться очень быстро, когда протопланеты сталкивались друг с другом и плавились. Многие каменистые тела могли в начале быть толстыми паровыми гало, так что понимание эволюции синестии может помочь учёным понять, как эволюционировала Луна и другие землеподобные миры.

Конечно, делу поможет и сбор большего количества проб, особенно из мантий обеих тел, поскольку у геохимиков тогда будет больше данных для работы. Они смогут сказать, сохраняется ли содержание кислорода, хранящегося в глубинах Земли, с глубиной, или три распространённых изотопа кислорода преобладают друг над другом в разных областях.

«Когда мы говорим, что Земля и Луна очень похожи по содержанию трёх изотопов кислорода, мы делаем предположение, что нам на самом деле известно, что такое Земля и что такое Луна», – говорит Стивенсон.

Новые детали в теории происхождения Солнечной системы, часто основанные на сложных компьютерных симуляциях, помогают разобраться в том, где рождались планеты и куда они переместились. Учёные всё чаще говорят о том, что Марс эту историю нам не расскажет, поскольку он мог сформироваться не в той же части Солнечной системы, где появились Земля, энстатиты и Тея. Стивенсон говорит, что Марс больше не нужно использовать в качестве барометра каменистых планет.

Специалисты по Луне соглашаются, что наилучшие ответы могут найтись на Венере, планете, более других похожей на Землю. В молодости у неё могла быть Луна, потерявшаяся потом; она могла быть очень похожей на Землю, или непохожей. «Если бы мы смогли получить камешек с Венеры, нам было бы очень просто ответить на вопрос происхождения Луны. Но, к сожалению, этого нет ни у кого в списке приоритетов», – говорит Лок.

Отсутствие проб с Венеры и лабораторий, способных проверить невообразимые давления и температуры в центре столкновений, оставляет специалистов по Луне придумывать новые модели – и пересматривать изначальную историю Луны.

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!

Являющийся самым ярким объектом в ночном небе. С давних времен она приковывала к себе взгляды людей и затрагивала в их душах самые поэтические струны. Влияние Луны на нашу планету очень велико. Самым ярким примером этому служат морские приливы и отливы. Они возникают в связи с гравитационным притяжением, которое оказывает спутник Земли. Кроме того, с древнейших времен люди использовали лунный календарь. На протяжении практически всей истории человечества он был основным методом не только для летоисчисления, но и для ориентации в ежедневных делах. Глядя на лунный календарь, наши предки решали, начинать ли им сев или жатву, организовывать или нет ярмарочные гулянья.

На фазы Луны ориентировалась и всемогущая церковь. Согласно составленному календарю она объявляла различные религиозные праздники и Великие Посты.
Сотни лет люди спорили о происхождении Луны. Но, несмотря на бурное развитие научной мысли, огромное количество нерешенных вопросов о нашем единственном спутнике все же так и осталось без ответа.

Каково же на самом деле происхождение Луны? Гипотезы, позволяющие хоть как-то приблизиться к этому ответу, носят как научный характер, так и являются просто фантастическими предположениями.

Народное предание

Существует легенда о происхождении Луны. Согласно ей, в давние времена, когда было молодо даже само Время, на нашей планете жила девушка. Она была настолько красива, что у каждого, кто видел ее, просто захватывало дух.

В те годы люди не знали, что такое злоба и ненависть. На Земле царили только гармония, взаимопонимание и любовь. Даже Богу было приятно созерцать созданный им Мир. Так длилось годами, которые превращались в века. Планета была похожа на цветущую сказку, и, казалось, ничто не способно омрачить такую прекрасную картину.

Однако с годами, купаясь в лучах собственного успеха и красоты, девушка поменяла свой скромный образ жизни на разгульный. По ночам она начала соблазнять самых красивых мужчин планеты, озаряя темноту ярким свечением. О ее поведении стало известно Богу.

Он наказал развратницу, отправив ее на небосклон. После этого девушка-Луна стала освещать прекрасную планету своим пленяющим и чистым свечением. Люди стали выходить на ночные улицы, чтобы полюбоваться льющейся с неба неповторимой красотой. Этот нежный свет загорался в сердцах юношей и девушек, принося тепло в душу. Таким образом, Луна забрала у людей спокойствие. Они уже не могли спать по ночам и попадали в ее нежную ловушку. Луна одаривала их самыми необъяснимыми чувствами, заставляя сердца землян биться в такт загадочных мыслей и сказочной любви.

Селена

Загадка № 1. Соотношение масс

Если сравнить Луну с другими планетами, находящимися в нашей Солнечной системе, то она выделяется некоторыми аномальными характеристиками. Например, необыкновенно невысоким является соотношение масс и и Земли. Так, диаметр нашей планеты в четыре раза больше такого же параметра своего спутника. У Юпитера, например, это значение равно восьмидесяти.

Еще одной интересной деталью является расстояние между Землей и Луной. Оно сравнительно невелико. В связи с этим по своим визуальным размерам Луна совпадает с Солнцем. Это подтверждают и такие явления, как затмения нашей ближайшей звезды, когда спутник Земли полностью закрывает небесное Светило.

Аномальной для исследователей является и идеально круглая Другие спутники солнечной системы вращаются по эллиптическому пути.

Загадка № 2. Гравитационный центр

Исследователи отмечают и необычайное отклонение Луны. Гравитационный центр этого спутника ближе его геометрического центра на 1800 метров. Это также может доказывать искусственное происхождение Луны. Версии о том, почему спутник нашей планеты при таком существенном расхождении все же вращается по круговой орбите, просто не существует.

Загадка № 3. Титановая поверхность

Посмотрев на фотографию Луны, многие уверены в том, что видят на ее поверхности кратеры. Однако при отсутствии атмосферы планета кажется не сильно «побитой» падающими на нее космическими телами.

Кроме того, лунные кратеры настолько малы по сравнению со своей окружностью, что создается впечатление того, что метеоритные осколки попадали на чрезвычайно прочный материал. Щербаков и Васин высказали предположение о том, что лунная поверхность сделана из титана. Эта версия была проверена. В результате полученных данных можно сделать вывод о том, что лунная кора имеет экстраординарные свойства титана на глубину практически в 32 км.

Загадка № 4. Океаны

Искусственное происхождение Луны доказывают и находящиеся на ее поверхности гигантские расширения, называемые океанами. Многие исследователи полагают, что это не что иное, как следы вышедшей из недр планеты застывшей лавы после воздействия метеоритов. Хотя все это можно объяснить лишь вулканической деятельностью.

Загадка № 5. Гравитация

Теория происхождения Луны как искусственного тела подтверждается и наличием на этой планете неоднородного гравитационного притяжения. Это подтвердил экипаж Apollo VIII. Космонавты отметили резкие , которая в некоторых местах загадочным образом значительно усиливается.

Загадка № 6. Кратеры, океаны, горы

На которая не просматривается с Земли, ученые обнаружили большое количество кратеров, географических потрясений и гор. Однако нам видны только океаны. Такое гравитационное несоответствие также позволяет выдвигать версию о том, что имеет место искусственное происхождение Луны.

Загадка № 7. Плотность

Плотность Луны чрезвычайно мала. Ее значение составляет всего 60 % от плотности нашей планеты. Согласно существующим законам физики, в таком случае Луна должна быть просто пустотелой. И это при относительной жесткости ее поверхности. Это еще один аргумент, обосновывающий искусственное происхождение Луны.

У ученых на этот счет имеются и другие гипотезы, которые все вместе являются восьмым постулатом. Рассмотрим их подробнее.

Отделение материи

История происхождения Луны волновала людей во все времена. Первое вполне логическое объяснение появлению у нашей планеты этого спутника дал в 19 в. Джордж Дарвин. Он был сыном Чарльза Дарвина, выдвинувшего теорию естественного отбора.

Джордж был очень авторитетным и известным астрономом, уделявшим много времени изучению небесного спутника нашей планеты. В 1878 г. он выдвинул версию о том, что происхождение Луны стало результатом разделения материй. Скорее всего, Джордж Дарвин стал первым исследователем, который установил тот факт, что наш небесный спутник постепенно отдаляется от Земли. Высчитав скорость расхождения планет, астроном предположил, что в прежние времена они составляли единое целое.

В далеком прошлом Земля представляла собой вязкую материю и вращалась вокруг своей оси всего за 5,5 часа. Это привело к тому, что центробежные силы «вырвали» из планеты часть вещества. Со временем из этого куска и образовалась Луна. На месте отрыва на Земле появился Тихий океан.

Это происхождение планеты Луна было вполне разумным. В результате версия Дж. Дарвина заняла главенствующее положение в начале 20 в. Теория великолепно объясняла сходство состава лунной и земной пород, меньшую плотность спутника нашей планеты и его размеры.

Однако данную версию в 1920 г. раскритиковал Гарольд Джеффрис. Этот британский астроном доказал, что вязкость нашей планеты в полурасплавленном состоянии не могла содействовать настолько мощной вибрации, чтобы привести к появлению двух планет. Против того, что именно таким было происхождение Луны, гипотезы выдвинули и другие исследователи. Ведь становилось непонятным, какие законы и явления позволили Земле разогнаться столь быстро, а затем резко снизить скорость своего хода по орбите. Кроме того, доказано, что возраст Тихого океана составляет около 70 млн лет. А это слишком мало, чтобы принять предложенный Дж. Дарвином сценарий возникновения небесного спутника.

Захват планеты

Как еще объяснялось происхождение Луны? Версии были различными, однако самой объяснимой из них стала гипотеза, вышедшая в 1909 г. из-под пера Томаса Джефферсона Джексона Ои. Этот американский астроном предположил, что в прежние времена Луна была небольшой планетой, входящей в Солнечную систему. Однако постепенно, под влиянием действующих на нее гравитационных сил, ее орбита приобрела форму эллипса и пересеклась с орбитой Земли. Далее наша планета с помощью сил притяжения «захватила» ее. В результате Луна перешла на новую орбиту и стала спутником.

Эту гипотезу подтверждает достаточно высокий момент импульса. Кроме того, в пользу данной версии говорят мифы древних народов, в которых утверждается, что были времена, когда Луны не существовало вовсе.

Однако такой сценарий вряд ли имел место. При прохождении возле Земли малой планеты действующие на космическое тело гравитационные силы скорее разрушили бы ее или отбросили достаточно далеко. В противовес этой теории выступает и тот факт, что лунная и земная поверхности имеют определенное сходство.

Совместное формирование

Данная гипотеза в советском научном мире являлась основной. Впервые она была озвучена в трудах Канта еще в 1775 г. Согласно этой версии, обе планеты сформировались из единого газопылевого облака. В этом шлейфе произошло зарождение прото-Земли, которая постепенно набрала большую массу. В результате частички облака стали вращаться вокруг нашей планеты, придерживаясь своих собственных орбит. Некоторые из них попадали на еще не сформировавшуюся до конца Землю и увеличивали ее. Другие же заняли круговые орбиты и, находясь на одинаковом расстоянии от нашей планеты, образовали Луну.

Данную гипотезу вполне объясняет тот факт, что Земля и Луна имеют одинаковый возраст, схожие породы и многое другое. Однако неизвестно происхождение столь высокого момента импульса и нетипичного наклона плоскости орбиты нашего спутника. Кажется странным и то, что сформировавшиеся одновременно планеты имеют различные соотношения массы ядра и оболочек, а также неизвестна причина исчезновения легких элементов с небесного спутника.

Испарение вещества

Данную гипотезу исследователи выдвинули в начале 20 в. Согласно данной версии, под влиянием постоянного попадания на поверхность Земли космических частичек ее поверхность подверглась сильному разогреванию. Произошло расплавление вещества, которое вскоре начало испаряться. Далее начался эффект выдувания солнечным ветром легких элементов. Более тяжелые частички со временем прошли процесс конденсации. Это произошло на некотором расстоянии от Земли, где и образовалась Луна.

Данной версией хорошо объясняется малое ядро небесного спутника, сходство пород двух планет, а также невысокое количество имеющихся на нем летучих легких элементов. Однако как объяснить при этом высокий момент импульса? Кроме того, уже известно, что Земля разогреванию не подвергалась. Следовательно, испаряться было просто не чему.

Мегаимпакт

Все существовавшие до середины 1970-х годов теории о происхождении Луны по тем или иным причинам не могли найти полного подтверждения. При этом сложилась практически немыслимая ситуация, когда исследователи просто не могли дать ответа на вопрос о происхождении нашего единственного спутника. Эта неопределенность стала основным толчком для рождения новой версии.

Сравнительно молодой гипотезой происхождения Луны является теория столкновения. Появилась она в 1975 г., и в настоящее время ее считают основной. Согласно этой версии, зарождение Луны и Земли произошло в те далекие времена, когда из газопылевого облака возникла и сама Солнечная система. При этом получилось так, что на одинаковом расстоянии от небесного Светила сформировалось сразу две планеты, оказавшиеся на одной орбите. Одна из них - молодая Земля. Другой же была планета Тейя. Оба небесных тела постепенно росли. Далее их массы стали настолько ощутимы, что планеты начали постепенно приближаться друг к другу. Тейя была меньше Земли, и поэтому начала притягиваться к более тяжелой соседке. По мнению исследователей, роковая встреча произошла 4,5 млрд лет назад. Тейя столкнулась с Землей. Удар был сильным, но произошел по касательной. Землю при этом словно вывернуло наизнанку. На околоземную орбиту «выплеснулась» часть мантии нашей планеты и большая часть Тэйи. Это вещество и стало зачатком будущей Луны, окончательное формирование которой произошло примерно за сто лет после этого столкновения. При ударе Земля получила большой момент импульса.

Объясняет гипотеза и небольшое по размерам лунное ядро, и сходство пород двух планет. Однако не совсем ясно, отчего не произошло окончательное испарение легких элементов, которые, пусть в небольшом количестве, но присутствуют в лунной коре.

Факты документального кино

Все материалы о Луне, которые имеются в широком доступе, - далеко не исчерпывающая информация. Какие секреты таит в себе эта планета? Каково происхождение Луны? Документальный фильм, повествующий о явлениях, происходящих на спутнике нашей планеты, сразу же заинтересовал зрителей. Он вышел под названием «Сенсация века. Луна. Скрытие фактов». В нем повествуется о том, что на этом космическом теле происходят загадочные и ничем не объяснимые явления. И это подтверждают свидетельства астрономов. Особенно часто на Луне исследователи видят блуждающие и стационарные огни, яркие внезапные вспышки, свет из кратеров потухших вулканов и непонятные лучи, которые прорезают углубления лунной поверхности.

Также, по мнению многих ученых, американцы вовсе не высаживались на поверхности этого небесного тела. А если и высаживались, то представленные в свободном доступе материалы являются откровенной подделкой. Причина такого неверия кроется в том, что осуществленные миссии прошли не так, как было задумано изначально. Кроме того, астронавты, бывшие в свое время на Луне, несколько позже и только в личных беседах утверждали о том, что за всеми их действиями велось непрерывное наблюдение. Оно осуществлялось с постоянно кружившихся вокруг корабля неопознанных летающих объектов.

Это вполне объясняет искусственное происхождение спутника Земли и версию о том, что Луна является кораблем пришельцев. Находит свое объяснение и теория о возможно полой внутри планете.

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».