Луна планета — размеры, влияние на землю, интересные факты

Причины отдаления Луны

Этот закон, называемый законом сохранения момента вращения. Луна совершает один оборот вокруг Земли примерно за 27 дней. Но 2,8 миллиарда лет назад более близкая к нам Луна обращалась вокруг Земли за 17 суток. По мнению Кларка Чепмена, астронома из Планетарного научного института в Таксоне, штат Аризона, когда-то Луна была еще ближе. В момент образования Лунный Земли 4,6 миллиарда лет назад, период обращения Луны составлял всего 7 суток. Если бы тогда кто – нибудь мог видеть Луну, он был бы поражен огромными размерами восходящей кроваво – красной Луны.

Прилив океанов

Как это ни удивительно, приливы океанов — это та самая сила, которая отталкивает Луну от Земли. Происходит это так. Сила тяготения Луны действует на воды земных океанов, притягивая их. Но и Земля не стоит на месте — она вращается вокруг своей оси. Когда воды океана вспучиваются, устремляясь к Луне, Земля своим вращением как бы отрывает эту массу воды от нее.

Сила гравитации океанической воды при этом притягивает Луну, но не прямо на себя, а слегка вперед, по ходу вращения земного шара. Поэтому Луна получает импульс, направленный не строго по радиусу своей орбиты, а по касательной к ней. Это явление удлиняет орбиту Луны. По мере незаметного (месяц за месяцем) удлинения лунной орбиты Луна мало – помалу удаляется от Земли. Процесс очень медленный и незаметный для глаза, но он длится миллионы лет и суммарный результат весьма ощутим.

Наверное, когда – нибудь Луна настолько далеко окажется от Земли, что сила земной гравитации ослабнет, и Луна сможет отправиться в самостоятельный полет вокруг Солнца. Однако ученые считают, что такое одиночество Луне вряд ли угрожает. Ведь приливы действуют и на Землю тоже. Перемещения масс океанической воды замедляет вращение Земли, поэтому  за 100 лет день увеличивается примерно на полминуты. (Миллиарды лет назад день продолжался не более шести часов.)

Возможно, миллиарды лет назад Луна вращалась вокруг Земли всего за 7 дней.

В будущем, через миллионы лет, продолжительность дня и время одного оборота Луны вокруг Земли по прежнему будут равны, но уже намного превысят двадцать четыре часа. Когда Луна удалится от Земли на достаточное расстояние, их вращения будут более синхронными и приливы океанов окажутся точно под Луной. Вот тогда гравитация воды станет оказывать притягивающее действие на Луну, и она перестанет удаляться от Земли. Процесс пойдет в обратную сторону, когда области приливов окажутся позади Луны. Орбита Луны начнет укорачиваться, и она будет постепенно приближаться к Земле. Может быть наступит такое время, когда на небосводе снова появится огромная Луна.

Разница между Луной и Землей

Хотя между Землей и Луной около 400 тысяч километров, они тесно связаны и способны влиять друг на друга. Луна взаимодействует со всей земной природой, активизируя, к примеру, морские приливы и отливы. Тем не менее, у двух этих небесных тел довольно много отличий друг от друга.

Сравнение

Земля в 81 раз больше Луны по массе. Радиус Луны примерно в три с половиной раза меньше радиуса Земли.

Сравнение размеров Луны, Земли и Марса

Землю окружает геосфера – газовая оболочка с различными примесями. На Луне атмосфера практически отсутствует, нет кислорода, нет ветра. Поэтому днем поверхность Луны от палящего Солнца нагревается до 120°C, а ночью может остыть до –160°C.

Днем на Земле светло, ночью – темно. На Луне даже днем небо всегда черное и безоблачное: при ярком Солнце небо усыпано звездами. С Земли небо кажется голубым: такой цвет ему придает воздух. Солнечные лучи рассеиваются, и звезды днем не видны.

Большая часть Земли занята морями и океанами, меньшая – материками и островами. Поверхность Луны состоит из гористой местности и лунных морей (огромных кратеров с застывшей лавой).

Луну покрывает смесь скалистых обломков и мелкой пыли, так называемый реголит, толщиной до нескольких десятков метров.

На Луне, в отличие от Земли, нет вулканической активности и практически нет воды (кроме небольших запасов льда). Земная поверхность постоянно подвергается воздействию воды и ветра, поверхность Луны не размывается и не выветривается.

Магнитное поле Луны очень слабое, а сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.

Химический состав и Земли, и Луны различен. К примеру, Земля содержит достаточно большое количество железа, в то время как на Луне его практически нет.

Выводы

1. Земля в 81 раз тяжелее Луны.
2. Радиус Луны в среднем в 3,5 раза меньше радиуса Земли.
3. На Земле есть атмосфера, кислород, вода, а значит, и органическая жизнь. На Луне всего этого нет.
4. Днем на Земле светло, можно видеть голубое небо, ночью же – темно. На Луне небо всегда черное, безоблачное.
5. Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.
6. Поверхность Земли занята материками, океанами, морями и островами. На поверхности Луны сформированы горы и лунные моря (гигантские кратеры).
7. На Луне сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.
8. У Земли есть магнитное (геомагнитное) поле, в то время как у Луны оно почти отсутствует
9. Химический состав двух астрономических объектов различен.

Видео

Источники

• http://astrofishki.net/universe/luna/https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/LUNA.htmlhttps://in-space.ru/sputnik-luna/https://rwspace.ru/article/lyna/luna-estestvennyj-sputnik-zemli.htmlhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Фазы_Луныhttps://thedifference.ru/chem-otlichaetsya-luna-ot-zemli/https://sreda.temadnya.com/1481936675854354718/razmer-luny-osobennosti-teoriya-proishozhdeniya-i-sravnenie-s-drugimi-nebesnymi-telami-solnechnoj-sistemy/

Облака Кордылевского

Облака Кордылевского, расположенные в двух точках Лагранжа на орбите планеты, находятся практически на том же расстоянии, что и Луна, но в основном они остаются незамеченными астрономами. Однако тот факт, что эти пыльные псевдоспутники, как правило, игнорируются, не означает, что они уступают по размеру. Облака покрывают большую площадь 104 000 на 72 000 км, что примерно в девять раз шире планеты Земля! Хотя облака огромны, они состоят из очень маленьких частиц. Когда солнечный свет отражается от этих частиц, они слегка светятся.

Облака считаются древними, и им все это время удавалось оставаться скрытыми, потому что они слабые и их трудно обнаружить на фоне других источников света, таких как зодиакальный свет, звездный свет, галактический свет и свечение неба. Теперь исследователи использовали специальные поляризационные фильтры для захвата рассеянного света, который отражается от крошечных частиц в облаках. Их модель также показала, что солнечный ветер может легко сдуть гладкие частицы пыли. Если это произойдет, частицы пыли от других объектов, таких как следы комет, могут снова заполнить пылевые облака. Это означает, что, хотя облака едва двигаются, они постоянно меняются.

Каменноугольный период

350 миллионов лет назад, в эпоху палеозоя, еще до появления динозавров, сутки на Земле длились менее 23 часов. Ученые установили это, изучая окаменелые остатки кораллов. А длительность года составляла 385 дней. В то время Луна находилась на 13 300 километров ближе, чем сейчас. И ее угловые размеры на небе были несколько большими, чем в наши дни.

В будущем сутки на нашей планете будут длиться все больше и больше. Они будут увеличиваться до тех пор, пока Луна и Земля не синхронизируют свои орбиты. Один оборот Земли вокруг своей оси будет равен по времени одному обороту Луны вокруг Земли. Однако это никак не повлияет на нашу планету. Потому что это произойдет уже после того, как Солнце станет красным гигантом. И выживет ли при этом Земля — большой вопрос.

Физические поля Луны

Наиболее тщательно исследовалось гравитационное поле Луны, что объясняется не только потребностями космонавтики, но и дает важную информацию об особенностях строения Луны. Эти исследования выявили нецентральность гравитационного поля, обусловленную неоднородностью плотности недр.

Магнитное поле Луны по имеющимся оценкам является весьма слабым и составляет примерно 0, 1% Магнитного поля Земли, что соответствует напряженности магнитного поля, не превышающей 0, 5 гамм.

Электрическое поле у поверхности Луны не измерялось, но существуют теоретические указания на то, что из-за значительного приливного воздействия со стороны Земли внутри Луны должно произойти перераспределение электрических зарядов, приводящее к образованию над ее поверхностью электрического поля с напряженностью в некоторых точках порядка киловольта на метр.

Отражение падающего от внешнего источника света довольно заметно преобладает в направлении к этому источнику; по этой причине Луна ярче всего в полнолуние. Собственное тепловое излучение Луны незначительно (соответствует температуре не выше 100 К).

Спутник Луны — фотограф

55 лет назад, 22 октября 1966 года, с космодрома Байконур выполнен пуск ракеты-носителя «Молния-М» № 103-44 с советской автоматической межпланетной станцией для изучения Луны и космического пространства «Луна-12». Зонд «Луна-12» по конструкции и составу оборудования аналогичен «Луне-11».

Старт к Луне осуществлялся с промежуточной околоземной орбиты. На трассе перелета 23 октября была проведена коррекция траектории. При подлете к Луне 25 октября была штатно построена лунная вертикаль, и включена двигательная установка на торможение. По окончании торможения станция «Луна-12» вышла на орбиту искусственного спутника Луны со следующими параметрами:

• Высота в апоселении — 1742 км (1720 км по расчету);
• высота в периселении — 103 км (100 км);
• наклонение — 36,6°;
• период орбиты — 205,3 минуты (203,78 минуты).

Примерно через 2 часа после торможения были включены фототелевизионные установки, которые проработали 64 минуты. По результатам съемки на Землю было передано 28 снимков с ФТУ-Б и 14 снимков с ФТУ-М нормального качества. Информации со спектрофотометра УС-3 получено не было по причине неисправности прибора.

Одной из задач станции являлось получение и передача на Землю фотоснимков отдельных участков лунной поверхности с высот от 100 до 340 км. Для выполнения данной задачи станция имела комплекс аппаратуры, обеспечивший вывод станции на окололунную орбиту, ориентацию и стабилизацию станции во время фотографирования, фотографирование и передачу снимков на Землю по телевизионному каналу. При этом каждый снимок раскладывался в телевизионном изображении на 1100 строк. Автоматическая станция «Луна-12» проработала на окололунной орбите 86 суток, при этом программа полета станции была выполнена полностью.

Научная аппаратура:

• Гамма-спектрометр 3134-03 для исследования интенсивности и спектрального состава гамма—излучения лунной поверхности, характеризующего тип лунных пород;
• РМЧ-1 — регистратор метеоритных частиц;
• радиометр СЛ-1 для изучения радиационной обстановки вблизи Луны;
• РФЛ-Ф — прибор для обнаружения рентгеновского флуоресцентного излучения Луны;
• «Кассиопея КЯ-4» — прибор для измерения интенсивности радиоизлучения в длинноволновом диапазоне;
• спектрофотометр УС-3 — для определения структуры лунной поверхности, путем измерения коэффициента отражения ультрафиолетовой части спектра.

В состав радиокомплекса РК-Д входили две фототелевизионные установки: ФТУ-Б с высоким разрешением (фокусное расстояние объектива 500 мм) и ФТУ-Б с низким разрешением (фокусное расстояние объектива 110 мм) для «привязки» к местности детальных изображений участков лунной поверхности. Запас пленки (42 кадра) на каждом ФТУ был рассчитан на один сеанс съемки (64 минуты) сразу после торможения. Размер кадра 24 на 24 мм. Размер изображения 1100 на 1100 элементов. Время передачи на Землю одного кадра 17 минут.

На борту «Луны-12» был также установлен экспериментальный редуктор Р-1, предназначенный для проверки работоспособности зубчатых пар и подшипников качения в космических условиях с целью последующего использования результатов при создании «Луноходов».

Титан, Энцелад, Европа

Мы разобрали планеты земной группы и Луну. Спутники Марса слишком маленькие, на планетах гигантах вроде Юпитера или Сатурна жить точно нельзя. У них вообще нет твёрдой поверхности. Однако у этих гигантов есть свои спутники, они многочисленны и порой не уступают по-площади планетам. Таких спутников с десяток, но все они привлекают примерно одним и тем же набором характеристик.

Титан, открытый ещё в 1655 году, носит своё имя не просто так: этот спутник Сатурна больше, чем Меркурий. У него есть плотная атмосфера, приемлемое давление, хотя и довольно слабое притяжение, составляющее лишь 1/7 от земного. Титан является лишь вторым небесным телом Солнечной системы, для которого доказано стабильное существование жидкости на поверхности. Предполагается, что озёра заполнены жидким метаном и этаном, которые выпадают в форме местных дождей. Однако под ледяной поверхностью вполне может оказаться океан из воды. Даже без гипотетического океана Титан и так имеет условия для существования простейшей жизни.

Далее Энцелад — ещё один спутник Сатурна, выглядящий как огромный и красивый снежок. На его поверхности нет жидкости, но она скованна водяным льдом. Это значит, что большую часть необходимых для жизнедеятельности ресурсов можно добывать на месте. Естественно, нельзя просто отковырять кусок льда и бросить его в стакан с виски, ведь там могут оказаться какие-то местные микроорганизмы, да и сам лёд, вероятно, не первой свежести. Однако это куда лучше и дешевле, чем тащить воду с Земли.

Не нравится Земля — чемодан — вокзал — Европа. Наконец добрались до системы Юпитера. Европа — шестой его спутник. Есть какое-никакое магнитное поле, к тому же и Юпитер прикрывает спутник своим полем. Разряженная атмосфера состоит из кислорода. Возможно, подлёдный океан Европы имеет глубину до 100 километров, правда, и толщина льда варьируется от 2 до 30 километров. В общем, бурить надо, что и собираются делать в обозримом будущем. Тем более Европа сама напросилась, выпустив многокилометровые гейзеры прямо под объективами камер межпланетных аппаратов.

Вращение Луны

Мы привыкли считать Луну спутником нашей планеты, однако есть мнение, что этот объект – вовсе не спутник, а другая планета, так как она имеет слишком большие размеры. Диаметр Луны составляет одну четвертую диаметра Земли. Это самый крупный спутник в Солнечной системе в отношении планеты, вокруг которой он вращается. (Спутник Плутона Харон, впрочем, всего в два раза меньше самого Плутона, но так как Плутон уже не классифицируется, как планета, то его можно не считать).

Из-за своих больших размеров Луна на самом деле не вращается вокруг Земли. Эти два объекта вращаются вокруг единой точки – центра масс. Иллюзия, что Луна вращается вокруг Земли, создается из-за того, что центр масс в настоящее время располагается внутри земной коры. Благодаря такому расположению Земля и Луна не рассматриваются, как планеты-близнецы, а считаются планетой и его спутником соответственно. Ученые полагают, что в будущем центр масс может сместиться.

Что было бы, если Луна вращалась вокруг Земли на очень близком расстоянии, например, на таком расстоянии, на котором вращается Международная космическая станция (около 420 километров)?

Луна оторвалась от Земли при её быстром вращении

Это еще называется «гипотезой центробежного отделения». Суть её в том, что молодая Земля вращалась очень быстро и из-за этого сильно сплющилась. В итоге под действием центробежных сил в области экватора оторвался кусок вещества, из которого затем сформировалась Луна.

Эту версию первым выдвинул в 1878 году сын знаменитого Чарльза Дарвина – Джордж Дарвин. Она вполне считалась главной еще в начале XX века. Ученые даже посчитали, что вырванный кусок находится там, где сейчас Тихий океан, по объёму он как раз подходит.

На самом деле, чтобы такое произошло, Земля должна была вращаться очень быстро, делая полный оборот вокруг оси меньше, чем за 2 часа. Но она к настоящему времени никак не смогла бы замедлиться до нынешних 24 часов. Против этой теории говорит и геология – бассейн Тихого океана образовался всего 70 миллионов лет назад, а возраст нашего спутника — более 4 миллиардов лет. Его химический состав тоже отличается от земного.

Поэтому такая теория происхождения нашего естественного спутника ныне полностью забракована, хотя в своё время была довольно популярной.

Определение двойной планеты

Этим термином в среде астрономов принято обозначать бинарную систему из двух космических тел, каждое из которых обладает достаточной массой для оказания гравитационного эффекта. Гравитация астрономических тел должна превосходить гравитационный эффект звезды, являющийся центром их вращения.

Это условная точка, являющаяся общим центром масс, называется также барицентром.

Общий центр масс, вокруг которого вращаются Земля и Луна, располагается под земной поверхностью. Однако, несмотря на это, Европейское астрономическое общество выдвинуло предложение рассматривать систему, состоящую из Земли и ее спутника, в качестве бинарной системы.

Такая инициатива обусловлена тем, что Луна резко отличается от остальных спутников в Солнечной системе:

1. Она — один из самых крупных и тяжелых в Солнечной системе спутников по отношению к своему центральному космическому телу. Размеры космических тел, сопровождающих другие планеты Солнечной системы, составляют 1/10 долю диаметра центральных небесных тел, а то и менее. В свою очередь, поперечник Луны составляет четверть поперечника космического объекта, вокруг которого вращается данный спутник.
2. Необычна для планетарного спутника и масса Луны. Она составляет 1/81 от масса центрального космического тела, тогда как спутники других планет Солнечной системы легче своих центров вращения в десятки тысяч раз.

Еще одна особенность, которая приводится в качестве аргумента в пользу двойной планеты Земля-Луна, — это близость данных космических объектов. С этой особенностью исследователи связывают следующий примечательный факт: путь Луны вокруг Солнца практически повторяет земной, отличаясь от него лишь незначительно.

Спутник Луна. CREDIT: xn--80apbncz.

Для наглядности приводится такой пример: для условного наблюдателя, помещенного на поверхность Солнца, траектория движения земного спутника представилась бы несколько волнистой линией, которая почти совпадала бы с земной орбитой.

Все эти аргументы кажутся сторонникам теории о бинарной планете «Земля-Луна» достаточно убедительными, несмотря на ряд различий двух небесных тел:

1. Широкий диапазон температур на лунной поверхности: за ночь она остывает до -173°C, тогда как в течение дня нагревается до 130С. В свою очередь, земные температурные колебания намного менее выражены.
2. Земное ядро обладает намного более выраженной гравитацией.
3. На земном спутнике, в отличие от Земли, нет воды. Лунные моря представляют собой долины, заполненные окаменевшей лавой; сверху их покрывает слой пород, выброшенных когда-то вулканами. Их кратеры видны и сейчас: они достигают 200 км в диаметре, окружены возвышающимися в виде вала крутыми склонами.

Луна была захвачена Землёй

Это «гипотеза захвата», которая появилась в 1909 году. В её пользу говорят легенды некоторых народов. В них говорится, что были времена, когда Луны не было. Но это весьма шаткая опора, на которой, конечно, нельзя строить научную гипотезу. Других фактов, подтверждающих её, пока не найдено.

Зато против этой версии есть некоторые факты:

• Луна – довольно крупное и массивное тело. Для захвата Землей она должна была пролетать очень близко, ближе предела Роша. Но в таком случае она была бы просто искорежена мощными приливными силами и разрушена. Если бы она пролетала дальше, то или отклонилась бы и столкнулась с Землей, или планета её бы отбросила, как при гравитационном манёвре.
• Все захваченные спутники других планет движутся по ретроградной орбите – против вращения планеты. У Луны проградная орбита, она вращается в одном направлении с Землёй, как будто всегда там была.
• Если бы Луна образовалась дальше Марса, в зоне газовых гигантов, то в её составе было бы много летучих элементов – водорода, фтора, инертных газов. А их-то как раз почти нет. Но есть небольшое ядро, как у спутников планет – гигантов.
• У Луны и Земли слишком схожее содержание изотопов кислорода. При захвате Луны извне такое совпадение просто нереально.
• При Захвате у Луны была бы сильно вытянутая орбита. Но на практике она не сильно отличается от круговой.

Так что гипотеза захвата тоже выглядит маловероятной. Такую операцию мог бы провернуть, например, Юпитер, или даже Нептун. Но Земля ненамного превосходит Луну по массе, чтобы издалека затормозить её и перевести на свою орбиту. А близкий контакт закончился бы катастрофой. По крайней мере, моделирование захвата Луны не подтверждает гипотезу.

Влияние на космические исследования

Эти пыльные облака, которые действуют как космические спутники, могут влиять на будущие космические исследования. Например, точки Лагранжа считаются отличными местами, где можно парковать спутники или космические станции. Из-за уникальных характеристик этих точек объекты останутся на орбите без необходимости использовать слишком много топлива. Космический телескоп Джеймса Вебба, преемник космического телескопа Хаббла, должен быть запущен в 2020 году. Его запланированное местоположение — точка L2. Некоторые также предположили, что точки Лагранжа могут использоваться в качестве станций при путешествии на Марс.

Открытие пыльных лун может показаться не таким уж большим, по крайней мере, если сравнивать его с ментальным изображением наличия двух дополнительных твердых лун, вращающихся вокруг Земли. Однако не стоит забывать, что это небольшое открытие — труды большого количества ученых, которым они посвятили 50 лет своей жизни. Также это заставляет задуматься о том, какие еще удивительные открытия ждут нас в будущем и какие сюрпризы скрывает необъятный космос.

Изучение Солнечной системы

Долгое время человечество было убеждено, что все звёзды и планеты вращаются вокруг Земли. Система мира с неподвижной Землёй в центре была разработана греческим учёным Птолемеем во 2 веке до нашей эры и просуществовала более полутора тысяч лет. 

В 1453 году польский астроном Николай Коперник доказал, что Земля, как и другие планеты (на тот момент их было известно шесть), вращаются вокруг Солнца. Однако вплоть до XVII века церковь считала это учение ересью и боролась с его последователями. 

Одним из них был итальянский монах Джордано Бруно. В 1584 году он опубликовал исследование, в котором утверждал, что Вселенная бесконечна, а Солнце подобно остальным звёздам, просто находится гораздо ближе к Земле. Бруно был схвачен инквизицией и приговорён к сожжению на костре как еретик. 

Другим последователем Коперника стал итальянский учёный Галилео Галилей. Он создал первый телескоп, который позволил увидеть кратеры Луны, пятна на Солнце, открыть четыре спутника Юпитера и установить, что планеты вращаются вокруг своей оси. Чтобы не повторить судьбу Бруно, Галилей был вынужден отречься от своих идей.

В XVII веке немецкий астроном Иоганн Кеплер открыл законы движения планет — ему удалось установить связь между скоростью вращения планеты и её расстоянием от Солнца. Его идеи воспринял знаменитый английский физик Исаак Ньютон, создатель теории всемирного тяготения. 

В XVIII—XIX веках открытия в области оптики позволили создать более мощные телескопы, которые позволили учёным узнать больше о солнечной системе. Были открыты планеты Уран и Нептун. 

В 1951 году Советский Союз вывел на орбиту Земли первый искусственный спутник. С этого момента началась Космическая эра — эпоха практического изучения солнечной системы. 

В 1961 году Юрий Гагарин стал первым человеком, побывавшем в космосе, а в 1969 году космический корабль «Аполлон-11» доставил людей на Луну. 

В 1970-х годах Советский Союз и США запустили несколько десятков аппаратов для исследования Марса, Венеры и Меркурия, а запущенные в 1980-х аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» позволили получить данные о дальних планетах — Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне и их спутниках. Большую роль в изучении солнечной системы сыграл вывод на орбиту Земли космического телескопа «Хаббл» в 1990 году. 

В нынешнем десятилетии космические агентства разных стран планируют пилотируемый полёт на Марс. Экспедиция на другую планету станет величайшим событием в истории освоения солнечной системы. И всё же пока человечество находится в самом начале пути изучения космоса.

Откуда появилась Луна?

Существуют несколько теорий, объясняющих формирование Луны. До недавнего времени основным предположением ученых было то, что Луна сформировалась в результате действия центробежных сил на раннем этапе формирования Земли. В результате действия этих сил часть земной коры была отброшена в открытый космос и из этой части и сформировалась Луна.
По причине того, что, как полагают ученые, за всю историю Земли, наша планета никогда не обладала достаточной скоростью вращения для подтверждения этой теории, такая точка зрения на процесс формирования Луны считается на данный момент устаревшей.

Другая теория предполагает, что Луна сформировалась отдельно от Земли, а впоследствии была просто захвачена гравитационным полем Земли.

Третья теория объясняет, что и Земля и Луна были сформированы из единого протопланетного облака и процесс их формирования проходил одновременно.

Хотя вышеприведенные три теории формирования Луны и объясняют ее происхождение, но все они содержат те или иные противоречия. Главенствующей теорией формирования Луны, на сегодняшний день, является теория гигантского столкновения прото-Земли с небесным телом размером с планету Марс.

Сравнительные размеры Земли и Луны и расстояние их разделяющее

Вселенная — это сверхтекучая жидкость

Даже если пространство имеет только три измерения, все еще существует четвертое измерение в форме времени. Именно поэтому теоретически можно визуализировать Вселенную, которая существует в четырехмерном пространстве-времени. В 1905 году Эйнштейн в своей теории относительности первым предположил, что пространство и время могут быть связаны между собой. При этом сам термин «пространство-время» придумали лишь три года спустя, его автор — математик Герман Минковский. «Отныне время само по себе и пространство само по себе становятся пустой фикцией, и только единение их сохраняет шанс на реальность» — заявил он на коллоквиуме в 1908 году.

Согласно некоторым теориям, например, предложенной итальянскими физиками Стефано Либерати и Лукой Макчионе, пространство-время — это не просто абстрактная система отсчета, содержащая физические объекты, такие как звезды и галактики. Итальянские ученые считают, что это физическая субстанция сама по себе, аналогичная океану, полному воды. Подобно тому, как вода состоит из бесчисленных молекул, согласно теории, пространство-время — состоит из микроскопических частиц на более глубоком уровне реальности.

Вообще, сама идея о том, что пространство-время ведет себя как жидкость, самая новая — теорию «сверхтекучего вакуума» предложили больше полвека назад. Но итальянские исследователи стали первыми, кто задались вопросом о вязкости такой жидкости. То, как все движется во Вселенной — одна из загадок в физике. Например волна распространяется через воду, используя ее как «среду» для перемещения. Передача энергии требует среды, но как электромагнитные волны и, например, фотоны, движутся в пространстве, где вроде нет ничего?

Либерати и Макчионе предложили решение проблемы — они разработали теорию сверхтекучего космоса. Согласно ей, Вселенная состоит из сверхтекучей жидкости с нулевой вязкостью, которая ведет себя как единое целое. Сверхтекучей можно назвать жидкость, которая может течь бесконечно, при этом не теряя энергию. Это не выдуманная концепция, такие жидкости существуют на самом деле.

Сверхтекучесть — фаза вещества, в которое переходят жидкости или газы, когда остывают до температур вблизи абсолютного нуля. В этом состоянии атомы теряют индивидуальные свойства, и ведут себя, как единый супер-атом. Самая известная сверхтекучая жидкость — это гелий, но лишь охлажденный до 2 K (Кельвинов) или –271,15 ℃.

У сверхтекучих жидкостей есть несколько уникальных свойств. Они могут, например, подняться по стенкам незакрытого сосуда и «сбежать» из него. При этом, их просто невозможно нагреть — они отлично передают тепло. Жидкость со сверхтекучими свойствами просто испарится при нагреве.

Теория визуализирует пространство-время как сверхтекучую жидкость с нулевой вязкостью. Странным свойством таких жидкостей является то, что их нельзя заставить вращаться «оптом», как «работает» обычная жидкость при перемешивании. Они распадаются на крошечные вихри. В 2014 году ученые выяснили, что эти квантовые «торнадо» в ранней Вселенной объясняют возникновение галактик.

Как появилась Луна

Чтобы понять, что могло произойти в самый важный для Земли день, нужно начать с понимания юности Солнечной системы. Четыре с половиной миллиарда лет назад Солнце было окружено горячим облаком обломков в форме пончика. Звездные элементы вращались вокруг нашего новорожденного солнца, остывая и — на протяжении многих лет — сливаясь воедино в процессе, который мы до конца не понимаем. Сперва в сгустки, затем в планетезимали, затем в планеты. Эти твердые тела жестко и часто сталкивались, испарялись и появлялись заново. Именно в этом невероятно жестком звездном бильярде были выкованы Земля и Луна.

Чтобы получить такую Луну, которая у нас есть сегодня, с ее размером, вращением и скоростью, с которой она отходит от Земли, наши лучшие компьютерные модели говорят, что с чем бы ни столкнулась Земля, это что-то должно быть размером с Марс. Что-то больше или меньше уже произвело бы систему с гораздо большим угловым моментом, чем мы наблюдаем. Снаряд побольше также выбросил бы слишком много железа на орбиту Земли и произвел бы гораздо более богатую железом Луну, чем мы наблюдаем.

Вам будет интересно: У Земли появилась новая луна, но вы вряд ли ее заметите

Первые геохимические исследования троктолита 76536 и других пород подкрепили эту историю. Они показали, что лунные породы должны были родиться в лунном океане магмы, которые могли, в свою очередь, появиться вследствие гигантского столкновения. Троктолит плавал в расплавленном море как айсберг в Антарктиде. Исходя из этих физических ограничений, ученые решили, что Луна была сделана из останков Тейи. Но есть проблема.

Вернемся к юной Солнечной системе. По мере того, как твердые миры сталкивались и испарялись, их содержимое смешивалось, в конечном итоге оседая в отдельных регионах. Ближе к Солнцу, где было жарче, более легкие элементы были более склонны нагреваться и убегать, оставляя избыток тяжелых изотопов (вариаций элементов с лишними нейтронами). Дальше от Солнца породы имели возможность удерживать больше воды и оставались более легкие изотопы. Поэтому ученый может исследовать смесь изотопов, чтобы определить, в какой части Солнечной системы она появилась, подобно тому, как акцент выдает родину человека.

Эти различия так сильно выражены, что их используют для классификации планет и типов метеоритов. Марс так сильно отличается от Земли, например, что его метеориты можно идентифицировать путем простого измерения соотношения трех разных изотопов кислорода.

В 2001 году, используя передовые методы масс-спектрометрии, швейцарские ученые снова изучили троктолит 76536 и другие лунные образцы. Выяснилось, что их изотопы кислорода неотличимы от тех, что на Земле. Геохимики с тех пор изучили титан, вольфрам, хром, рубидий, калий и другие не совсем заурядные металлы на Земле — и все они выглядели практически одинаково.

Это плохая новость для Тейи. Если Марс так сильно отличается от Земли, Тейя — а значит, и Луна — должны тоже отличаться. Если же они одинаковы, это значит, что луна должна была сформироваться из расплавленных кусочков Земли. Породы, собранные «Аполлоном», выходит, будут прямо противоречить тому, на чем настаивает физика.

«Каноническая модель переживает серьезный кризис», говорит Сара Стюарт, планетолог Калифорнийского университета в Дэвисе. «Она еще не убита окончательно, но ее нынешний статус заключается в том, что она не работает».