Теории и гипотезы о Луне

Теории и гипотезы о луне

Реферат

Московский государственный открытый университет

Москва 2003

Тайна рождения Луны

До полета «Аполлона-11», впервые высадившего людей на Луну (20.07.1969), существовали три соперничающие теории происхождения Луны. Это «теория сестер», «теория матери и дочери» и «теория подхвата». По первой теории, Земля и Луна эволюционировали каждая сама по себе, но обе произошли из одного сгустка материи. Вторая теория предполагала, что Луна откололась от Земли, оставив впадину, в которой образовался Тихий океан. И, наконец, третья теория рассматривала наш спутник как маленькую планету, которая блуждала по космосу, пока Земля не увлекла ее в сферу своего воздействия.

И вот настало время, когда глазам американских астронавтов предстал лунный ландшафт. Астронавты собрали образцы лунной пули и куски скальной породы. Драгоценный груз доставили на Землю и вручили ученым.

Прежде всего обнаружилось, что на Луне в отличие от Земли, очень мало железа, натрия, калия, серы, а воды, возможно, и вовсе нет. Кроме того, лунный грунт отличался от земного. «Теория сестер» не подтвердилась. С другой стороны, смесь изотопов кислорода, его легких и тяжелых атомов оказалась совершенно одинаковой с земной, что говорило в пользу теории «матери и дочери». Возникает вопрос: как же Луна могла «оторваться» от Земли?

Ученые терялись в догадках. И тут со своей гипотезой выступил Уильям Хартман, молодой астроном из Университета Аризоны. Как и большинство ученых, он был уверен, что лунные кратеры возникли не от вулканической деятельности, а от падения метеоритов. Толчок к дальнейшему развитию идеи дали Хартману, по его собственному признанию, работы советского ученого Виктора Сафронова, который утверждал, что космическая пыль и камни, крутившиеся вокруг Солнца, беспрерывно сталкиваясь, сплавлялись в более крупные образования, из которых, в конце концов выросли планеты Солнечной системы.

Но Хартман пошел дальше. В начале 70-х годов ХХ века он работал в Институте планетологии в Тайсоне, в штате Аризона. Вместе со своим коллегой, Дональдом Дэвисом, он разработал следующую теорию: 4,5 млрд. лет назад мчащийся на всех парах космический странник величиной с Марс врезался в Землю и раскололся, в результате чего осколки вместе с отбитыми кусками земной коры разлетелись, образовав вращающийся вокруг Земли пояс. Постепенно осколки соединялись и превратились в Луну. Планете Земля и ее спутнику понадобилось 50 млн. лет, чтобы остыть после катастрофы и сформировать вокруг ядра из кипящей лавы твердую оболочку. Поначалу расстояние от Земли до Луны было на 25% меньше, чем сейчас. Земля тогда вращалась быстрее, и год состоял из 550 дней, а лунный месяц продолжался 20 дней. Процесс сближения Земли и Луны продолжается, кстати, и в наши дни.

В 1974 году на конференции в Корнельском университете Хартман впервые обнародовал свою идею. Он ждал возражений и скептических замечаний. Но взявший первым слово Эластейр Камерон, глава гарвардских астрофизиков, энергично поддержал Хартмана. Камерон сообщил, что он и его коллега Уильям Уорд пришли, хотя и иным путем, к тем же выводам. Единственное, в чем Камерон мог упрекнуть Хартмана, это в недостаточном математическом обосновании теории: у них с Уордом оно точнее и убедительнее.

В 1984 году планетологи собрались на Гавайях, чтобы обсудить происхождение Луны. Теория Хартмана-Дэвиса была признана единственно правильной. Правда, позже Робин Кэнап и Эластейр Камерон объявили, что «отец Луны» был величиной не с Марс, а с добрых три Марса.

Американские ученые совсем недавно сделали точные расчеты и смоделировали эту катастрофу на компьютерах. Новейшие исследования подтвердили теорию об общем происхождении Земли и ее спутника, а следовательно, и о катастрофическом столкновении Земли с гипотетической планетой, условно названной Тэей (или Фэей - Theia). Более того, моделирование показало, что железное ядро пришельца слилось с железным ядром Земли, поэтому Луне досталось мало железа. По данным полученным зондом «Лунар Проспектор», крошечное железное ядро Луны точно соответствует сценарию столкновения (у Луны оно составляет не более двух процентов от всей массы, тогда как у Земли – тридцать).

Согласно схожей гипотезе швейцарского ученого Уве Вихерта, наша Земля долгое время была одной из двух похожих планет. Тэя была во всем подобна Земле, только несколько меньше, и вращалась вокруг Солнца по орбите, близкой к земной. Примерно через 50 млн. лет после возникновения Солнечной системы тесная близость и сходство сыграло с ними злую шутку: их орбиты совпали, и планеты-соседки столкнулись. В результате, как было сказано выше, на околосолнечной орбите остались Земля и ее спутник Луна, образовавшийся из крупных обломков после той катастрофы.

Луна внутри жидкая?

Результаты измерений, произведенных лабораторией Джеймса Уильямса из Национального аэрокосмического агентства США (НАСА), показали, что Луна жидкая и лишь прикрыта сверху тонкой твердой корой. Точные измерения подтверждают гипотезу, которую астрономы уже однажды выдвинули после завершения программы «Аполлон».

Вместе со своими коллегами Уильямс рассчитал для Луны так называемое «число Лява». Этот показатель, названный так по имени английского математика Огэстеса Лява, характеризует степень эластичной деформации планет или спутников под влиянием другого небесного тела. «Число Лява» позволяет дел