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

Переводчик: Alena Chernykh Редактор: Yekaterina Jussupova

Nobody likes to make a mistake.

Никто не любит ошибаться.

And I made a whopping one.

А я совершила колоссальную ошибку

And figuring out what I did wrong led to a discovery

и, пытаясь её исправить, сделала открытие,

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

которое полностью меняет наше представление о Земле и Луне.

I'm a planetary scientist,

Я учёный-планетолог,

and my favorite thing to do is smash planets together.

и моё любимое занятие — сталкивать планеты друг с другом.

(Laughter)

(Смех)

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

В своей лаборатории я могу стрелять по камням с помощью вот таких пушек.

(Cannon shot)

(Пушечный выстрел)

(Laughter)

(Смех)

In my experiments, I can generate the extreme conditions

В своих опытах я создаю экстремальные условия,

during planet formation.

возникающие при формировании планет.

And with computer models, I can collide whole planets together

С помощью компьютерных моделей я сталкиваю планеты друг с другом,

to make them grow,

чтобы сделать их больше

or I can destroy them.

или, наоборот, разрушить.

(Laughter)

(Смех)

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

Я хочу понять, как создать Землю и Луну

and why the Earth is so different from other planets.

и почему Земля так сильно отличается от других планет.

The leading idea for the origin of the Earth and Moon

Главная идея происхождения Земли и Луны —

is called the "giant impact theory."

теория гигантского столкновения.

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

Согласно теории, некое небесное тело размером с Марс

столкнулось с только что сформировавшейся Землёй,

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

и из их обломков рядом с нашей планетой образовалась Луна.

The theory can explain so many things about the Moon,

Эта теория объясняет многое о Луне,

but it has a huge flaw:

но у неё есть существенный недостаток:

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

она гласит, что Луна в основном состоит из вещества той планеты размером с Марс,

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

что Земля и Луна состоят из разных пород.

But that's not what we see.

Но мы наблюдаем нечто совсем другое.

The Earth and the Moon are actually like identical twins.

Земля и Луна фактически очень похожи друг на друга.

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

Генетический код планет записан в изотопах элементов.

The Earth and Moon have identical isotopes.

Для Луны и Земли характерны идентичные изотопы.

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

Это значит, что они состоят из одинаковых материалов.

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

Действительно, довольно странно, что Земля и Луна — близнецы.

All of the planets are made from different materials,

Состав всех планет различен,

so they all have different isotopes,

поэтому у них у всех разные изотопы

they all have their own genetic code.

и у каждой свой собственный генетический код.

No other planetary bodies have the same genetic relationship.

Ни у каких других небесных тел нет одинаковых генетических связей.

Only the Earth and Moon are twins.

Похожи только Земля и Луна.

When I started working on the origin of the Moon,

Начав изучать происхождение Луны,

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

я столкнулась с учёными, которые полностью отрицали теорию гигантского столкновения.

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

Они не видели, каким образом данная теория может объяснить

between the Earth and the Moon.

взаимосвязь между Землёй и Луной.

We were all trying to think of new ideas.

Мы все пытались придумать новые теории.

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

Но проблема в том, что лучше существующей мы так и не создали.

All of the other ideas had even bigger flaws.

У всех других идей было ещё больше слабых мест,

So we were trying to rescue the giant impact theory.

поэтому за теорию гигантского столкновения мы стояли горой.

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

Один молодой учёный из моей группы предложил изменить характеристики

of the giant impact.

гигантского столкновения.

Maybe making the Earth spin faster could mix more material

Возможно, заставив Землю вращаться быстрее, можно смешать больше веществ

and explain the Moon.

и тем самым объяснить появление Луны.

В качестве источника её возникновения мы выбрали небесное тело размером с Марс,

The Mars-sized impactor had been chosen

because it could make the Moon

and make the length of Earth's day.

и предопределить продолжительность земных суток.

People really liked that part of the model.

Людям понравилась эта идея.

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

А что, если ещё что-то повлияло на продолжительность наших суток?

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

Тогда должно было бы быть намного больше гигантских столкновений,

которые привели бы к появлению Луны.

I was curious about what could happen,

Мне не терпелось выяснить, что же могло произойти,

so I tried simulating faster-spinning giant impacts,

поэтому я попыталась воссоздать столкновения с большей частотой вращения

and I found that it is possible

и обнаружила, что возможно создать газопылевой диск

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

из тех же самых веществ, из которых состоит планета.

We were pretty excited.

Мы были очень взволнованы.

Maybe this was the way to explain the Moon.

Может, этим и объяснялось происхождение Луны.

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

Однако вместе с этим мы обнаружили, что это маловероятно.

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

В большинстве случаев диск отличается от планеты,

and it looked like making our Moon this way

и появление Луны подобным образом

would be an astronomical coincidence,

было бы астрономическим совпадением,

and it was just hard for everyone to accept the idea

но для всех было очень сложно согласиться с мыслью,

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

что связь Луны с Землёй абсолютна случайна.

The giant impact theory was still in trouble,

Теория гигантского столкновения всё ещё не подтверждалась,

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

и мы продолжали пытаться выяснить, как создать Луну,

Then came the day when I realized my mistake.

а потом я наконец поняла, где совершила ошибку,

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

Я со своим студентом анализировала данные этих ускоренных столкновений.

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

В тот день мы практически не занимались Луной,

we were looking at the planet.

а наблюдали за планетой.

The planet gets super-hot and partially vaporized

Из-за высвободившейся от столкновения энергии она сильно разогрелась

from the energy of the impact.

и частично испарилась.

Но получившееся в итоге не было похоже на планету

But the data didn't look like a planet.

It looked really strange.

и выглядело крайне странно.

The planet was weirdly connected to the disk.

Планета была непонятным образом соединена с диском.

I got that super-excited feeling

У меня появилось то самое предчувствие,

when something really wrong might be something really interesting.

когда то, что кажется ошибкой, может оказаться чем-то очень интересным.

Все мои расчёты указывали на то,

In all of my calculations,

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

что вокруг планеты образовался отдельный от неё газопылевой диск.

Calculating what was in the disk as how we tested

Определение состава диска и было попыткой понять,

whether an impact could make the Moon.

могла ли в результате столкновения возникнуть Луна.

But it didn't look that simple anymore.

Но теперь это не казалось таким простым.

We were making the mistake

Мы допустили ошибку,

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

думая, что планета всегда должна выглядеть как планета.

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

Но в тот день я поняла, что в результате столкновения

было создано что-то совершенно новое.

I've had eureka moments.

У меня случались моменты озарения,

This was not one of them.

но не в этот раз.

(Laughter)

(Смех)

I really didn't know what was going on.

Я правда не понимала, что происходит.

I had this strange, new object in front of me

Передо мной был странный новый объект,

and the challenge to try and figure it out.

и я была просто обязана попытаться выяснить, что это.

What do you do when faced with the unknown?

Что делать, когда сталкиваешься с неизвестностью?

How do you even start?

С чего начать?

We questioned everything:

У нас появилась куча вопросов.

What is a planet?

Что такое планета?

When is a planet no longer a planet anymore?

Когда планета перестаёт быть планетой?

We played with new ideas.

Мы высказывали новые гипотезы.

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

Нам нужно было поменять ход наших мыслей,

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

и для этого временно я могла отказаться от всех данных,

all of the rules of the real world,

от всех правил реального мира

and free my mind to explore.

и освободить свой разум для исследования.

And by making a mental space

Освободив пространство в своём разуме,

where I could try out outrageous ideas

я получила возможность обдумать невероятные гипотезы,

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

а затем проверить их в реальности.

I could learn.

Я могла учиться новому.

And by playing, we learned so much.

В ходе этой умственной игры мы узнали много интересного.

I combined my lab experiments with computer models

Я объединила результаты лабораторных экспериментов с компьютерными моделями

and discovered that after most giant impacts,

и обнаружила, что после большинства гигантских столкновений

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

Земля настолько разогревается, что не остаётся твёрдой поверхности,

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

а только толстый слой газа, который уплотняется с увеличением его глубины.

The Earth would have been like Jupiter.

Земля стала бы похожа на Юпитер,

There's nothing to stand on.

на ней невозможно было бы стоять.

And that was just part of the problem.

И это только одна сторона проблемы,

I wanted to understand the whole problem.

а я хотела решить её всю целиком и не собиралась отказываться

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

от возможности выяснить, что же на самом деле происходило

in giant impacts.

во время гигантских столкновений.

It took almost two years

Мы потратили почти два года,

of throwing away old ideas

отметая старые теории

and building new ones

и придумывая новые,

that we understood the data

когда наконец поняли значения данных

and knew what it meant for the Moon.

и что они могли означать для Луны.

I discovered a new type of astronomical object.

Я обнаружила новый тип астрономического объекта.

It's not a planet.

Это не планета.

It's made from planets.

Он состоит из планет.

A planet is a body whose self-gravity

Планета — это небесное тело, у которого собственная гравитация

is strong enough to give it its rounded shape.

достаточно сильна для придания ей округлой формы.

It spins around all together.

Она вращается вокруг своей оси.

Make it hotter and spin it faster,

Если разогреть её и заставить вращаться быстрее,

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

экватор начнёт расширяться, пока не достигнет предельного размера.

Push past the tipping point,

Это переломный момент,

and the material at the equator spreads into a disk.

по достижении которого материя на экваторе принимает форму диска.

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

Теперь это уже не планета.

It can't spin around together anymore,

Объект больше не может вращаться вокруг своей оси,

its shape keeps changing as it gets bigger and bigger;

форма продолжает меняться и постепенно увеличиваться,

the planet has become something new.

и планета превращается в нечто новое.

We gave our discovery its name:

Мы назвали наше открытие

synestia.

«синестия»

We named it after the goddess Hestia,

в честь Гестии,

the Greek goddess of the hearth and home,

греческой богини домашнего очага —

because we think the Earth became one.

его, как мы считаем, и олицетворяет собой Земля.

The prefix means "all together,"

Приставка «син-» значит «вместе»,

to emphasize the connection between all of the material.

указывая на взаимосвязь между материями.

A synestia is what a planet becomes

Синестия — это то, во что превращается планета,

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

когда высокая температура и вращение изменяют её сферическую форму.

Would you like to see a synestia?

Хотите посмотреть на синестию?

(Cheers)

(Возгласы)

In this visualization of one of my simulations,

Эта визуализация одной из моих имитаций показывает,

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

как недавно сформировавшаяся Земля быстро раскручивается

в результате гигантского столкновения.

Its shape is deformed, but our planet would be recognizable

Она деформирована, но всё равно мы узнаём в ней нашу планету

by the water on its surface.

по водному ландшафту на её поверхности.

The energy from the impact vaporizes the surface,

Энергия от столкновения испаряет её поверхность,

the water, the atmosphere,

воду, атмосферу

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

и смешивает все газы всего лишь за несколько часов.

We discovered that many giant impacts make synestias,

Мы обнаружили, что множество гигантских столкновений создают синестии,

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

но век этих горячих, ярких небесных тел недолог.

They cool down, shrink and turn back into planets.

Они охлаждаются, сжимаются и превращаются обратно в планеты.

В процессе формирования такие твёрдые планеты, как Земля,

While rocky planets like Earth were growing,

they probably turned into synestias one or more times.

вероятно, прошли путь от синестий до планет и обратно несколько раз.

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

Синестия даёт нам новый вариант решения проблемы происхождения Луны.

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

Мы предполагаем, что Луна зародилась внутри огромной парообразной синестии.

The Moon grew from magma rain

Луна сформировалась в результате дождя из магмы,

that condensed out of the rock vapor.

который конденсировался из паров твёрдой материи.

The Moon's special connection to Earth

Её особая взаимосвязь с Землёй объясняется тем,

is because the Moon formed inside the Earth

что Луна формировалась внутри Земли,

when Earth was a synestia.

когда Земля была синестией.

The Moon could have orbited inside the synestia for years,

Луна могла вращаться на орбите внутри синестии долгие годы таким образом,

hidden from view.

что была бы не заметна со стороны.

The Moon is revealed by the synestia cooling and shrinking

Её можно было бы увидеть, когда синестия охладилась

inside of its orbit.

и сжалась внутри своей орбиты.

The synestia turns into planet Earth

Синестия превратилась в планету Земля

only after cooling for hundreds of years longer.

после сотен лет охлаждения.

In our new theory,

Согласно нашей новой теории

the giant impact makes a synestia,

гигантское столкновение формирует синестию,

and the synestia divides into two new bodies,

которая разделяется на два небесных тела,

creating our isotopically identical Earth and Moon.

идентичных в своих изотопных соединениях — Землю и Луну.

Synestias have been created throughout the universe.

Синестии формируются повсюду во Вселенной.

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

Мы обнаружили их благодаря воображению и лишь теперь стали задаваться вопросами:

What else am I missing in the world around me?

«Что ещё мы упускаем в окружающем нас мире?»,

What is hidden from my view by my own assumptions?

«Что скрыто от нашего взора из-за наших собственных домыслов?»

The next time you look at the Moon,

В следующий раз, когда вы посмо́трите на Луну,

remember:

подумайте о том,

the things you think you know

что ваши знания

may be the opportunity to discover something truly amazing.

могут привести к открытию чего-то поистине удивительного.

(Applause)

(Аплодисменты)