Where did the Moon come from? A new theory | Sarah T. Stewart

Tłumaczenie: Paweł Zagrzywiec Korekta: Agnieszka Fijałkowska

Nobody likes to make a mistake.

Nikt nie lubi popełniać błędów.

And I made a whopping one.

A ja popełniłam straszny błąd.

And figuring out what I did wrong led to a discovery

Próba zrozumienia, gdzie popełniłam błąd, doprowadziła do odkrycia,

that completely changes the way we think about the Earth and Moon.

które całkowicie odmieniło nasze myślenie o Ziemi i Księżycu.

I'm a planetary scientist,

Jestem planetolożką.

and my favorite thing to do is smash planets together.

Moim ulubionym zajęciem jest zderzanie ze sobą planet.

(Laughter)

(Śmiech)

In my lab, I can shoot at rocks using cannons like this one.

W laboratorium strzelam w skały z takiego działa.

(Cannon shot)

(Odgłos wystrzału)

(Laughter)

(Śmiech)

In my experiments, I can generate the extreme conditions

Podczas eksperymentów mogę odtworzyć ekstremalne warunki

during planet formation.

panujące podczas formowania planet.

And with computer models, I can collide whole planets together

Za pomocą modeli komputerowych mogę zderzać ze sobą całe planety,

to make them grow,

mogę je powiększać

or I can destroy them.

lub niszczyć.

(Laughter)

(Śmiech)

I want to understand how to make the Earth and the Moon

Chcę dowiedzieć się, jak stworzyć Ziemię i Księżyc

and why the Earth is so different from other planets.

i dlaczego Ziemia tak różni się od pozostałych planet.

The leading idea for the origin of the Earth and Moon

Wiodąca koncepcja pochodzenia Ziemi i Księżyca

is called the "giant impact theory."

to "teoria wielkiego zderzenia".

The theory states that a Mars-sized body struck the young Earth,

Zakłada, że obiekt wielkości Marsa uderzył w młodą Ziemię,

and the Moon formed from the debris disk around the planet.

a z materii otaczającej planetę uformował się Księżyc.

The theory can explain so many things about the Moon,

Ta teoria potrafi wiele wyjaśnić na temat Księżyca,

but it has a huge flaw:

lecz ma wielką wadę:

it predicts that the Moon is mostly made from the Mars-sized planet,

zakłada, że Księżyc powstał głównie z planety rozmiarów Marsa,

that the Earth and the Moon are made from different materials.

a Ziemia i Księżyc zbudowane są z różnych materiałów.

But that's not what we see.

Ale obserwujemy coś innego.

The Earth and the Moon are actually like identical twins.

Ziemia i Księżyc są właściwie bliźniaczo podobne.

The genetic code of planets is written in the isotopes of the elements.

Kod genetyczny planet zapisany jest w izotopach pierwiastków.

The Earth and Moon have identical isotopes.

Izotopy Ziemi i Księżyca są identyczne.

That means that the Earth and Moon are made from the same materials.

Oznacza to, że Ziemia i Księżyc zbudowane są z tych samych materiałów.

It's really strange that the Earth and the Moon are twins.

To, że Ziemia i Księżyc są bliźniętami jest bardzo niezwykłe.

All of the planets are made from different materials,

Każda planeta składa się z różnych materiałów,

so they all have different isotopes,

więc w każdej są różne izotopy,

they all have their own genetic code.

każda ma swój kod genetyczny.

No other planetary bodies have the same genetic relationship.

Żadne inne obiekty planetarne nie mają takiej genetycznej więzi.

Only the Earth and Moon are twins.

Tylko Ziemia i Księżyc są bliźniętami.

When I started working on the origin of the Moon,

Gdy zaczynałam badania nad pochodzeniem Księżyca,

there were scientists that wanted to reject the whole idea of the giant impact.

niektórzy naukowcy odrzucali teorię wielkiego zderzenia.

They didn't see any way for this theory to explain the special relationship

Nie wiedzieli, jak miałaby wyjaśnić wyjątkowy związek

between the Earth and the Moon.

Ziemi i Księżyca.

We were all trying to think of new ideas.

Wszyscy pracowaliśmy nad nowymi teoriami.

The problem was, there weren't any better ideas.

Kłopot w tym, że nie było lepszych teorii.

All of the other ideas had even bigger flaws.

Pozostałe teorie miały jeszcze większe wady.

So we were trying to rescue the giant impact theory.

Dlatego próbowaliśmy uratować teorię wielkiego zderzenia.

A young scientist in my group suggested that we try changing the spin

Młody naukowiec z mojego zespołu zaproponował zmianę rotacji

of the giant impact.

wielkiego zderzenia.

Maybe making the Earth spin faster could mix more material

Jeśli Ziemia będzie obracać się szybciej,

to zmiesza więcej materii i to wyjaśni pochodzenie Księżyca.

and explain the Moon.

The Mars-sized impactor had been chosen

Wybraliśmy obiekt rozmiarów Marsa,

because it could make the Moon

bo mógł dać początek Księżycowi

and make the length of Earth's day.

i wpłynąć na długość ziemskiego dnia.

People really liked that part of the model.

Wszystkim podobała się ta część modelu.

But what if something else determined the length of Earth's day?

A gdyby coś innego miało wpływ na długość ziemskiego dnia?

Then there would be many more possible giant impacts that could make the Moon.

Wtedy do powstania Księżyca

mogłoby się przyczynić wiele innych zderzeń.

I was curious about what could happen,

Byłam ciekawa, co mogłoby się wydarzyć.

so I tried simulating faster-spinning giant impacts,

Symulowałam wielkie zderzenia o większej rotacji.

and I found that it is possible

Dowiedziałam się, że jest możliwe

to make a disk out of the same mixture of materials as the planet.

powstanie dysku zbudowanego z tych samych materiałów, co planeta.

We were pretty excited.

Byliśmy podekscytowani.

Maybe this was the way to explain the Moon.

Może właśnie tak można wyjaśnić pochodzenie Księżyca.

The problem is, we also found that that's just not very likely.

Kłopot w tym, że odkryliśmy, że to raczej mało prawdopodobne.

Most of the time, the disk is different from the planet,

Dysk zazwyczaj różni się od planety

and it looked like making our Moon this way

i wydawało się, że powstanie Księżyca w ten sposób

would be an astronomical coincidence,

musiałoby być kosmicznym zbiegiem okoliczności.

and it was just hard for everyone to accept the idea

Nie mogliśmy pogodzić się z myślą,

that the Moon's special connection to Earth was an accident.

że wyjątkowa więź Księżyca i Ziemi to przypadek.

The giant impact theory was still in trouble,

Wciąż był problem z teorią wielkiego zderzenia,

and we were still trying to figure out how to make the Moon.

a my nadal próbowaliśmy pojąć, jak powstał Księżyc.

Then came the day when I realized my mistake.

Następnie przyszedł dzień, gdy zrozumiałam swój błąd.

My student and I were looking at the data from these fast-spinning giant impacts.

Analizowałam ze studentem dane wielkich zderzeń przy szybkiej rotacji.

On that day, we weren't actually thinking about the Moon,

Tego dnia właściwie nie myśleliśmy o Księżycu,

we were looking at the planet.

skupiliśmy się na planecie.

The planet gets super-hot and partially vaporized

Energia zderzenia sprawia,

że planeta bardzo się nagrzewa i częściowo wyparowuje.

from the energy of the impact.

But the data didn't look like a planet.

Jednak dane nie pasowały do planety.

It looked really strange.

Wyglądały naprawdę dziwnie.

The planet was weirdly connected to the disk.

Planeta była osobliwie powiązana z dyskiem.

I got that super-excited feeling

Podekscytowałam się jak zawsze,

when something really wrong might be something really interesting.

bo nieprawidłowość może być czymś bardzo interesującym.

In all of my calculations,

Wszystkie moje obliczenia zakładały istnienie planety

I had assumed there was a planet with a separate disk around it.

otoczonej oddzielonym dyskiem.

Calculating what was in the disk as how we tested

Obliczając skład dysku sprawdzaliśmy,

whether an impact could make the Moon.

czy z danego uderzenia mógł powstać Księżyc.

But it didn't look that simple anymore.

To nie wydawało się już takie proste.

We were making the mistake

Byliśmy w błędzie, zakładając,

of thinking that a planet was always going to look like a planet.

że planeta zawsze wyglądała jak planeta.

On that day, I knew that a giant impact was making something completely new.

Tego dnia zrozumiałam, że wielkie kolizje dają początek czemuś zupełnie nowemu.

I've had eureka moments.

Miewałam już chwile olśnienia.

This was not one of them.

To nie była jedna z nich.

(Laughter)

(Śmiech)

I really didn't know what was going on.

Naprawdę nie rozumiałam, co się dzieje.

I had this strange, new object in front of me

Przed sobą miałam ten dziwny nowy obiekt

and the challenge to try and figure it out.

i wyzwanie: zrozumieć go.

What do you do when faced with the unknown?

Co zrobić w obliczu nieznanego?

How do you even start?

Od czego zacząć?

We questioned everything:

Zaczęliśmy wszystko kwestionować.

What is a planet?

Czym jest planeta?

When is a planet no longer a planet anymore?

Kiedy planeta przestaje być planetą?

We played with new ideas.

Zaczęliśmy bawić się nowymi pomysłami.

We had to get rid of our old way of thinking,

Musieliśmy odrzucić dawny sposób myślenia,

and by playing, I could throw away all of the data,

a przez zabawę mogłam zapomnieć o wszystkich danych,

all of the rules of the real world,

o wszystkich zasadach kierujących światem

and free my mind to explore.

i uwolnić umysł.

And by making a mental space

Dzięki tej wolnej przestrzeni w głowie

where I could try out outrageous ideas

mogłam eksperymentować ze skandalicznymi pomysłami,

and then bring them back into the real world to test them,

które potem testowałam w prawdziwym życiu.

I could learn.

Mogłam się uczyć.

And by playing, we learned so much.

Nauczyliśmy się naprawdę dużo dzięki tej zabawie.

I combined my lab experiments with computer models

Gdy połączyłam wyniki eksperymentów z modelami komputerowymi

and discovered that after most giant impacts,

odkryłam, że po większości wielkich zderzeń

the Earth is so hot, there's no surface.

Ziemia rozgrzewała się tak, że jej powierzchnia znikała.

There's just a deep layer of gas that gets denser and denser with depth.

Pojawiała się tylko warstwa gazów, która gęstniała wraz z głębokością.

The Earth would have been like Jupiter.

Ziemia przypominała wtedy Jowisza.

There's nothing to stand on.

Nie dało się na niej stanąć.

And that was just part of the problem.

To była jedynie część problemu.

I wanted to understand the whole problem.

Chciałam zrozumieć go w całości.

I couldn't let go of the challenge to figure out what was really going on

Nie potrafiłam porzucić wyzwania, jakim było zrozumienie,

co tak naprawdę się działo podczas wielkich zderzeń.

in giant impacts.

It took almost two years

Przez prawie dwa lata

of throwing away old ideas

odrzucaliśmy stare teorie

and building new ones

i tworzyliśmy nowe,

that we understood the data

zanim zrozumieliśmy dane

and knew what it meant for the Moon.

i ich znaczenie dla Księżyca.

I discovered a new type of astronomical object.

Odkryłam nowy rodzaj obiektu astronomicznego.

It's not a planet.

Nie jest on planetą.

It's made from planets.

Ale powstaje z planety.

A planet is a body whose self-gravity

Planeta jest obiektem, którego grawitacja

is strong enough to give it its rounded shape.

jest wystarczająco silna, by nadać mu kulisty kształt.

It spins around all together.

Trzyma planetę w całości.

Make it hotter and spin it faster,

Jeśli ją podgrzejemy i nadamy jej szybszą rotację,

the equator gets bigger and bigger until it reaches a tipping point.

równik zacznie się powiększać aż osiągnie punkt krytyczny.

Push past the tipping point,

Po jego przekroczeniu

and the material at the equator spreads into a disk.

materia na równiku zaczyna rozchodzić się na kształt dysku.

It's now broken all the rules of being a planet.

Wszelkie prawa, którym podlega planeta, zostają złamane.

It can't spin around together anymore,

Nie obraca się już jako całość,

its shape keeps changing as it gets bigger and bigger;

a jej kształt zmienia się wraz ze wzrostem.

the planet has become something new.

Planeta stała się czymś nowym.

We gave our discovery its name:

Naszemu odkryciu nadaliśmy imię:

synestia.

synestia.

We named it after the goddess Hestia,

Nazwaliśmy je na cześć Hestii,

the Greek goddess of the hearth and home,

greckiej bogini domowego ogniska i domu,

because we think the Earth became one.

bo uważamy, że tym właśnie jest Ziemia.

The prefix means "all together,"

Przedrostek "syn-" znaczy "wspólnie",

to emphasize the connection between all of the material.

co podkreśla więź łaczącą całą materię.

A synestia is what a planet becomes

Synestia to coś, czym staje się planeta,

when heat and spin push it over the limit of a spheroidal shape.

gdy żar i rotacja sprawiają, że traci ona swój sferoidalny kształt.

Would you like to see a synestia?

Chcielibyście zobaczyć synsetię?

(Cheers)

(Okrzyki)

In this visualization of one of my simulations,

Na tej wizualizacji jednej z moich symulacji

the young Earth is already spinning quickly from a previous giant impact.

młoda Ziemia ma już bardzo szybką rotację od wcześniejszego wielkiego zderzenia.

Its shape is deformed, but our planet would be recognizable

Utraciła już ona swój kształt, ale nadal jest rozpoznawalna

by the water on its surface.

dzięki wodzie na powierzchni.

The energy from the impact vaporizes the surface,

Energia uderzenia wyparowuje powierzchnię:

the water, the atmosphere,

wodę, atmosferę

and mixes all of the gases together in just a few hours.

i w ciągu zaledwie kilku godzin miesza ze sobą wszystkie gazy.

We discovered that many giant impacts make synestias,

Odkryliśmy, że wielkie zderzenia często wytwarzają synestie,

but these burning, bright objects don't live very long.

lecz te rozpalone, świetliste obiekty nie istnieją zbyt długo.

They cool down, shrink and turn back into planets.

Ochładzają się, kurczą i ponownie stają planetami.

While rocky planets like Earth were growing,

Podczas formowania skaliste planety, jak Ziemia,

they probably turned into synestias one or more times.

prawdopodobnie zmieniały się w synestie przynajmniej raz.

A synestia gives us a new way to solve the problem of the origin of the Moon.

Dzięki synestii znaleźliśmy nową odpowiedź na pytanie o pochodzenie Księżyca.

We propose that the Moon formed inside a huge, vaporous synestia.

Naszym zdaniem Księżyc uformował się wewnątrz olbrzymiej, gazowej synestii.

The Moon grew from magma rain

Księżyc zrodził się z magmowego deszczu,

that condensed out of the rock vapor.

który powstał ze stopionych skał.

The Moon's special connection to Earth

Więź Księżyca z Ziemią jest tak szczególna dlatego,

is because the Moon formed inside the Earth

że Księżyc powstał wewnątrz Ziemi,

when Earth was a synestia.

gdy Ziemia była synestią.

The Moon could have orbited inside the synestia for years,

Być może Księżyc orbitował wewnątrz synestii całymi latami

hidden from view.

w ukryciu.

The Moon is revealed by the synestia cooling and shrinking

Został odsłonięty, gdy synestia zaczęła się schładzać i kurczyć

inside of its orbit.

wewnątrz jego orbity.

The synestia turns into planet Earth

Synestia przekształca się w planetę Ziemię

only after cooling for hundreds of years longer.

dopiero po stuleciach ochładzania.

In our new theory,

Według naszej nowej teorii

the giant impact makes a synestia,

wielkie zderzenie tworzy synestię,

and the synestia divides into two new bodies,

a synestia dzieli się na dwa nowe obiekty,

creating our isotopically identical Earth and Moon.

tworząc Ziemię i Księżyc, które są identyczne pod względem izotopów.

Synestias have been created throughout the universe.

W każdym zakątku wszechświata powstały synestie,

And we only just realized that by finding them in our imagination:

a my zdaliśmy sobie z tego sprawę dopiero, gdy znaleźliśmy je w naszej wyobraźni.

What else am I missing in the world around me?

Czego jeszcze nie dostrzegam w otaczającym mnie świecie?

What is hidden from my view by my own assumptions?

Co jeszcze skrywają przede mną moje własne przypuszczenia?

The next time you look at the Moon,

Gdy następnym razem spojrzycie na Księżyc,

remember:

pamiętajcie:

the things you think you know

to, co wydaje się wam znane

may be the opportunity to discover something truly amazing.

może skrywać szansę odkrycia czegoś naprawdę niesamowitego.

(Applause)

(Brawa)