Люди издревле задавались вопросом, откуда в небе появилась Луна — спутник Земли, сыгравший важную роль в мифологии и культуре многих народов. Портал bigthink.com рассказал, как могла зародиться Луна и причем здесь Дарвин.
Давным-давно в Солнечной системе было больше планет, просто некоторые из них пали в забвение. Гравитационные взаимодействия столкнули между собой часть планет и планетезималей (по сути, эмбрионов планет), как бильярдные шары. Другая часть наверняка вышла за пределы системы и до сих пор дрейфует среди звезд.
Мы никогда не узнаем, сколько планет постигла такая судьба — но точно знаем, что одна из них была полностью уничтожена. Планета, зародившаяся из той же материи, что Меркурий, Венера, Земля и Марс, больше не существует. Скорее всего, она была размером примерно с Марс. Планета называется Тейя — в честь матери греческой богини Луны Селены. И именно благодаря ее останкам появилась нынешняя Земля.
До того, как человек впервые высадился на поверхность Луны и забрал с собой образцы грунта, мы ничего не знали о Тейе. По факту, знания, полученные благодаря этой высадке, до сих пор помогают ученым выяснять историю зарождения Земли. Но она представляет интерес не только в этом смысле.
Земля — единственная скалистая планета своего рода в Солнечной системе. Марс похож на нее, но давно потерял воду и атмосферу, плюс на его орбите нет спутника — только мелкие астероиды. Венера вращается чуть быстрее, однако облака в небе планеты стали слишком плотными и задушили ее. Если раньше там и была вода, то сейчас ее нет. Меркурий обожжен солнечными лучами. Ни у Венеры, ни у Меркурия нет спутников.
Появляется вопрос: почему у Земли есть Луна? Что такого особенного было во взаимном уничтожении Тейи и оригинальной Земли? Долгое время ученые считали, что Луна сформировалась примерно в то же время, что и Земля, и превратилась в спутник из-за силы притяжения.
Однако в начале XX века астроном Джордж Дарвин, сын легендарного биолога Чарльза Дарвина, выдвинул альтернативную теорию. Благодаря работе других ученых он знал, что вращение Земли постепенно замедляется из-за взаимодействия с лунным притяжением. Замедление означает, что планета теряет вращательный момент, но он всегда сохраняется — его можно получить или потерять только при вмешательстве других факторов. По мере снижения скорости вращения Луна отдаляется, а если она постоянно отдаляется, то значит, раньше спутник был гораздо ближе к Земле.
Дарвин провел расчеты и пришел к выводу, что не так давно Земля и Луна практически касались друг друга, и длина суток не превышала четырех часов. На этой базе астроном предположил, что Луна откололась от Земли и раньше была частью дна Тихого океана. Якобы именно поэтому он такой глубокий.
Джордж Дарвин ошибся, но, в целом, думал в правильном направлении. Луна не сформировалась отдельно и не «запекалась» одновременно с Землей в космическом горниле. Вероятнее всего, она появилась в результате того самого столкновения с Тейей — на это намекает в том числе и анализ лунного грунта. Он не мог появиться без гигантского океана расплавленной магмы, а единственный источник такого объема магмы — это столкновение двух гигантских космических объектов.
