Anfang dieser Woche bestritten Astrophysiker des Instituts für Geophysik in Paris die Version des Ursprungs des Mondes, die immer noch als die wahrscheinlichste angesehen wurde. Nach dieser Hypothese kollidierte die noch sehr junge Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren mit dem Protoplaneten Theia, wodurch der Mond entstand. Von Spezialisten durchgeführte Computersimulationen haben diese Version sowie viele unserer anderen Vorstellungen über den Ursprung des der Erde am nächsten gelegenen Weltraumkörpers in Zweifel gezogen.
Die MIR 24-Redakteure wählten die Hauptversionen des Ursprungs des Satelliten und wogen zusammen mit Experten die Vor- und Nachteile populärer Hypothesen ab.
Version 1: Eine riesige Kollision
Das Modell der Bildung von Mondeinschlägen ist in den letzten drei Jahrzehnten in der Wissenschaft dominant geblieben. Astrophysiker akzeptierten dies fast einstimmig, nachdem das Apollo 17-Mondmodul bei der letzten Landung auf dem Satelliten im Dezember 1972 mehr als 110 kg Mondgestein auf die Erde gebracht hatte.
Die Analyse der chemischen und isotopischen Zusammensetzung des Bodens führte die Wissenschaftler zu der Idee, dass die Erde in einem frühen Stadium der Entstehung des Sonnensystems mit einem großen Himmelskörper kollidieren könnte - einem Protoplaneten, dessen Abmessungen dem heutigen Mars entsprechen, dh ungefähr 10,7% der Masse der Erde.
"Für beide Himmelskörper war dieses Ereignis katastrophal, und das Material, das infolge dieser Kollision über viele Jahrtausende ausgestoßen wurde, blieb teilweise in der Erdumlaufbahn, wodurch infolge der evolutionären Kompression ein Erdsatellit gebildet wurde", sagt der Doktor der physikalischen und mathematischen Wissenschaften Alexander Rodin, Senior Researcher am Weltraumforschungsinstitut der Russischen Akademie der Wissenschaften.
Die Namen der Himmelskörper werden traditionell griechisch, mythologisch angegeben. Daher wurde der hypothetische Protoplanet zu Ehren einer der titanischen Schwestern Teia benannt, die nach den Überzeugungen der alten Griechen die Mutter von Selene (dem Mond) war. Die Verbindung zwischen der Erde und dem Satelliten erwies sich als so stark, dass der Mond im Laufe der Zeit auf dem Blauen Planeten Ebbe und Flut verursachte. Dies bildete wiederum die Bedingungen für das Auftreten der ersten Elemente des biologischen Lebens (Nukleotide) aus den einfachsten stickstoffhaltigen Verbindungen, einer Mischung aus Phosphat und Kohlenhydraten, auf dem feuchten Boden. So wurde unter dem Einfluss von Mondaktivität und Sonnenlicht das erste "Labor" für die Bildung zukünftigen Lebens auf der Erdoberfläche gebildet.
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Die Mega-Explosionstheorie wird durch die Tatsache gestützt, dass der Kern des Erdsatelliten zu klein für einen Planeten ist, der sich gleichzeitig mit der Erde gebildet hat (der Radius des Mondkerns beträgt etwa 240 Kilometer). Darüber hinaus ist die Zusammensetzung des Mondes viel homogener als unser Planet. Alles schien die Wissenschaftler so zu überzeugen, dass der Grund für die Geburt des Mondes die Proto-Schönheit Teia war.
Die Astronomen des Pariser Instituts für Geophysik waren der Gültigkeit einer so schönen Hypothese misstrauisch. Verwirrt durch die chemische Zusammensetzung des Erdmantels und des Mondbodens. Da stimmte etwas nicht. Infolgedessen starteten die Pariser Astronomen ein mehrjähriges Experiment, das gerade beendet wurde. Während dieses Experiments führten sie 1,7 Milliarden Computersimulationen der Kollision von Erde und Theia durch und stellten fest, dass die Masse eines hypothetischen Himmelskörpers, mit dem die Erde kollidierte, nicht mehr als 15% der Masse unseres Planeten betragen konnte.
Andernfalls würde der Erdmantel ein Vielfaches an Nickel und Kobalt enthalten, und leichte Isotope radioaktiver Elemente, die jetzt darin vorhanden sind, beispielsweise das Isotop von Helium-3, wären längst aus dem Mondboden verdunstet.
Version 2: Theorie der Mehrfachbomben
"Die neuesten französischen Forschungen bestätigen die Annahme, dass es sich nicht um eine Kollision handelte - es gab viele", erklärt Dr. Rodin. "Das zukünftige Material für die Bildung eines Satelliten hat sich über Millionen von Jahren in der Erdumlaufbahn angesammelt, und die Bomber selbst waren viel kleiner als die hypothetische Theia." …
Dem Wissenschaftler zufolge hat diese Entdeckung jedoch keine epochale Revolution ausgelöst. In den letzten Jahrzehnten ist der Mond nicht nur das am meisten untersuchte, sondern auch das am aktivsten untersuchte Objekt im Sonnensystem geblieben. Jedes Jahr erhalten Wissenschaftler immer mehr neue Daten, die Wissenschaftlern zur Verfügung stehen, die die eine oder andere der bestehenden Hypothesen widerlegen.
„Computersimulationen helfen uns nur, bestimmte Bedingungen zu simulieren. Meteorologen arbeiten ungefähr auf die gleiche Weise und bestimmen das Wetter für die nahe Zukunft. Wir sind uns jedoch bewusst, dass sogar die Prognose für morgen falsch sein kann. Was können wir über globale Ereignisse wie die Geburt lebender Materie, die Bildung des Mondes oder der Erde sagen? “, Bemerkte der Wissenschaftler.
Der Doktor der Physik und Mathematik, Leiter der Abteilung für das Studium des Mondes und der Planeten am nach ihm benannten Institut P. K. Sternberg Moskauer Staatliche Universität Vladimir Shevchenko. Ihm zufolge waren die französischen Astrophysiker dem russischen Wissenschaftler, dem Direktor des V. I. Vernadsky-Instituts für Geochemie, Eric Galimov, mehrere Jahre voraus, der die Hypothese des Protoplaneten Teil analysierte und als einer der ersten in der Weltwissenschaft in der Lage war, sie vernünftigerweise zu widerlegen. Richtig, rein theoretisch. Jetzt hat seine Theorie experimentelle Bestätigung erhalten.
Versionsnummer 3: "Schwester" -Hypothese
Die Hypothese, zu der viele russische Wissenschaftler heute neigen, klingt folgendermaßen: Mond und Erde wurden relativ gleichzeitig aus einer einzigen Gas- und Staubwolke gebildet. Dies geschah vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, was durch die Daten der Radioisotopendatierung von Meteoritenproben, den sogenannten Chondriten, bestätigt wird.
Der „Embryo“der Erde zog die maximale Anzahl von Partikeln in der Zone ihrer Verfügbarkeit an sich, und aus den verbleibenden Fragmenten in der Umlaufbahn wurde ein Satellit gebildet, der kleiner, aber in der chemischen Zusammensetzung ähnlich war.
„Diese Theorie beseitigt zweifelhafte Fragen zu den geochemischen Parametern des Mondbodens“, erklärt Vladimir Shevchenko. "Wenn ein Mega-Aufprall stattfinden würde, müsste der Mond dieselbe Substanz enthalten, aus der die Erde im Moment bestand, und wäre der Erde viel ähnlicher als jetzt", fasst der Professor zusammen.
Eine so schöne Hypothese über die gemeinsame Vorläuferwolke erklärt zwar nicht viel. Zum Beispiel, warum die Mondbahn nicht in der Ebene des Erdäquators liegt und warum ihr Eisen-Nickel-Kern im Vergleich zu unserer so klein geformt wurde.
Versionsnummer 4: Planet-Captive oder "eheliche" Hypothese
Eine der merkwürdigsten Hypothesen ist die Hypothese, dass der Mond ursprünglich als unabhängiger Planet im Sonnensystem geformt wurde, obwohl er am wenigsten Beweise enthält. Infolge der Abweichung des Himmelskörpers von der Umlaufbahn (den sogenannten Störungen) "verlor der Planet sozusagen seinen Kurs" und trat in eine elliptische Umlaufbahn ein, die sich mit der Erde schneidet. Während einer der Annäherungen fiel der Mond in das Schwerkraftfeld der Erde und verwandelte sich in seinen Satelliten.
Amerikanische Astronomen unter der Leitung von Thomas Jackson C interessierten sich aus akademischen Gründen keineswegs für diese Theorie. Tatsache ist, dass die Legenden des alten afrikanischen Volkes der Dogon von den Zeiten erzählten, als es am Nachthimmel keinen zweiten Stern gab - den Mond.
Trotz der Tatsache, dass die Theorie nicht in die akademischen Hypothesen der "Großen Drei" über den Ursprung des Satelliten passte, wurde sie von einer Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Sergei Pawlowitsch Korolew beim Entwurf einer automatischen Abstiegsstation ernsthaft diskutiert.
Wissenschaftler mussten "blind" entscheiden, wie der Mond gebildet wurde. Der Erfolg der Landung der Station hing von ihren Schlussfolgerungen ab. Wenn sich der Mond Milliarden von Jahren um die Erde dreht und keine dichte Atmosphäre auf seiner Oberfläche hat, sollte sich schließlich eine mehrere Meter lange Staubschicht angesammelt haben, die aus dem Weltraum fällt. Wenn dies der Fall wäre, wäre die Station, die auf dem Mondfundament landen soll, einfach ertrunken.
Den Wissenschaftlern gefiel die Annahme eindeutig, dass der Mond vor relativ kurzer Zeit von der Erde erfasst wurde. In diesem Fall sollte die Oberfläche noch fest sein. Daher entschied sich der Landeapparat, sich auf genau dieses Szenario zu verlassen.
Diese Theorie hat zwar mehr Widersprüche als andere Versionen des Ursprungs des Satelliten. Warum haben Sauerstoffisotope auf Mond und Erde beispielsweise eine solche Identität? Oder warum sich der Mond in die gleiche Richtung wie die Erde dreht, während sich die von Jupiter - Io, Europa, Ganymede und Callisto - eingefangenen Monde in eine rückläufige Richtung drehen, dh in die entgegengesetzte Richtung zum Jupiter.
Wie dem auch sei, selbst relativ „faltbare“und „attraktive“Hypothesen geben keine genaue Beschreibung darüber, wie genau der Nachtstern am Horizont der Erde entstanden ist. Solche Inkonsistenzen werden jedoch beobachtet, wenn andere physikalische Phänomene dieser Größenordnung beschrieben werden, bemerkt Alexander Rodin. Jede neue Entdeckung, selbst unter terrestrischen Bedingungen, kann jederzeit jede in der Wissenschaft "etablierte" Hypothese in Frage stellen. Sogar über den Ursprung der Erde - nicht wie ihr Satellit.
Nadezhda Serezhkina
