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

Перекладач: Svitlana Zapolskykh Утверджено: Ilya Rozenberg

Nobody likes to make a mistake.

Ніхто не хоче помилятися.

And I made a whopping one.

А я зробила колосальну помилку.

And figuring out what I did wrong led to a discovery

Усвідомлення цієї помилки призвело до відкриття,

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

яке повністю змінює наше уявлення про утворення Землі і Місяця.

I'm a planetary scientist,

Я вчений-планетолог

and my favorite thing to do is smash planets together.

і мені дуже подобається зіштовхувати планети.

(Laughter)

(Сміх)

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

У своїй лабораторії я стріляю в кам'яні брили з таких гармат, як оця.

(Cannon shot)

(Гарматний постріл)

(Laughter)

(Сміх)

In my experiments, I can generate the extreme conditions

У своїх експериментах я створюю екстремальні умови,

during planet formation.

за яких формуються планети.

And with computer models, I can collide whole planets together

А за допомогою комп'ютерного моделювання я можу зіштовхнути між собою цілі планети,

to make them grow,

щоб змусити їх рости

or I can destroy them.

або зруйнувати.

(Laughter)

(Сміх)

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

Я хочу зрозуміти, як створити Землю і Місяць,

and why the Earth is so different from other planets.

і чому Земля дуже відрізняється від інших планет.

The leading idea for the origin of the Earth and Moon

Провідна ідея походження Землі і Місяця

is called the "giant impact theory."

називається «теорією ударного формування».

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

За цією теорією, тіло, розміром з Марс, зіткнулося з новоутвореною Землею,

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

і Місяць утворився з уламків, що літали навколо Землі у формі диска.

The theory can explain so many things about the Moon,

Ця теорія може багато чого пояснити про Місяць,

but it has a huge flaw:

але в неї величезний недолік,

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

адже вона стверджує, що Місяць здебільшого утворений з тої планети розміром з Марс,

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

тобто Земля і Місяць утворені з різної речовини.

But that's not what we see.

Але це не так.

The Earth and the Moon are actually like identical twins.

Земля і Місяць – як близнюки.

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

Генетичний код планет міститься в ізотопах їхніх елементів.

The Earth and Moon have identical isotopes.

Земля і Місяць мають ідентичні ізотопи.

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

Це означає, що Земля і Місяць утворені з однакової речовини.

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

Це дійсно дивно, що Земля і Місяць - близнюки.

All of the planets are made from different materials,

Усі планети утворені з особливих для них речовин,

so they all have different isotopes,

у них усіх різні ізотопи,

they all have their own genetic code.

індивідуальне генетичне кодування.

No other planetary bodies have the same genetic relationship.

Нема інших планет, що мають подібний генетичний зв'язок.

Only the Earth and Moon are twins.

Тільки Земля і Місяць є близнюками.

When I started working on the origin of the Moon,

Коли я починала досліджувати походження Місяця,

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

деякі вчені заперечували саму теорію великого зіткнення.

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

Вони не бачили, яким чином ця теорія може пояснити особливі відносини

between the Earth and the Moon.

між Землею і Місяцем.

We were all trying to think of new ideas.

Ми всі шукали нових ідей.

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

Але тоді не знайшли кращих.

All of the other ideas had even bigger flaws.

Всі інші ідеї мали ще більше недоліків.

So we were trying to rescue the giant impact theory.

Тому ми вирішили відновити теорію ударного формування.

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

Молодий учений з моєї команди запропонував змінити швидкість обертів

of the giant impact.

Землі при ударі.

Maybe making the Earth spin faster could mix more material

Можливо, якщо б Земля оберталася швидше, то змішалося б більше речовини,

and explain the Moon.

що б пояснило походження Місяця.

The Mars-sized impactor had been chosen

Для зіткнення обрали тіло розміром з Марс,

because it could make the Moon

з якого, у результаті, утворився б Місяць,

and make the length of Earth's day.

і визначили тривалість земної доби у той час.

People really liked that part of the model.

Людям подобалась ця модель.

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

А якщо тоді впливали інші фактори на тривалість дня на Землі?

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

Тоді було б набагато більше варіантів зіткнень, які утворили б Місяць.

I was curious about what could happen,

Мені стало цікаво, що станеться,

so I tried simulating faster-spinning giant impacts,

і я спробувала змоделювати пришвидшене обертання під час удару,

and I found that it is possible

і виявила, що можливо

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

утворити диск з такої ж суміші речовин, з якої складається Земля.

We were pretty excited.

Ми були у захваті.

Maybe this was the way to explain the Moon.

Можливо, саме так можна пояснити утворення Місяця.

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

На жаль, ми також виявили, що це не дуже ймовірно.

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

Зазвичай, диск і планета різні за складом,

and it looked like making our Moon this way

і можливість утворення Місяця в такий спосіб

would be an astronomical coincidence,

астрономічно мала.

and it was just hard for everyone to accept the idea

Нам було важко повірити,

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

що особливий зв‘язок між Місяцем і Землею є випадковим.

The giant impact theory was still in trouble,

Теорія ударного формування все ще потребувала обґрунтування,

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

і ми все ще намагалися з’ясувати, як створити Місяць.

Then came the day when I realized my mistake.

Нарешті я усвідомила свою помилку.

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

Разом з моїм студентом ми аналізували результати цих ударів з прискореними обертами.

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

Цього разу ми зосередилися не на Місяці,

we were looking at the planet.

а на Землі.

The planet gets super-hot and partially vaporized

Земля перегрілася і частково випарувалася

from the energy of the impact.

від сили удару.

But the data didn't look like a planet.

Але те, що утворилося, не було типовим для планети.

It looked really strange.

Це виглядало дивно.

The planet was weirdly connected to the disk.

Земля була дивно поєднана з цим диском.

I got that super-excited feeling

Я була така збуджена, як буває тоді,

when something really wrong might be something really interesting.

коли щось дуже погане одночасно є чимось дуже цікавим.

In all of my calculations,

В усіх моїх розрахунках

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

я вважала, що маю справу з планетою і диском навколо неї.

Calculating what was in the disk as how we tested

Ми перевіряли, чи може удар утворити Місяць

whether an impact could make the Moon.

із таким складом речовин у диску.

But it didn't look that simple anymore.

Але це вже не виглядало так просто.

We were making the mistake

Ми помилялися,

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

вважаючи, що планета завжди має виглядає, як планета.

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

Тоді я зрозуміла, що удар утворив щось зовсім нове.

I've had eureka moments.

У мене бували моменти прозріння.

This was not one of them.

Та це не один з них.

(Laughter)

(Сміх)

I really didn't know what was going on.

Тоді я не розуміла, що відбувається.

I had this strange, new object in front of me

Переді мною був цей дивний новий об'єкт,

and the challenge to try and figure it out.

який потребував складних досліджень.

What do you do when faced with the unknown?

Що ви робите, коли стикаєтеся з невідомим?

How do you even start?

Чи знаєте, з чого почати?

We questioned everything:

Ми поставили все під сумнів:

What is a planet?

Що таке планета?

When is a planet no longer a planet anymore?

Коли планета перестає бути планетою?

We played with new ideas.

Ми придумували нові ідеї,

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

Треба було позбутися старого способу мислення.

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

У процесі я відмежувалася від усієї відомої інформації,

all of the rules of the real world,

усіх існуючих правил,

and free my mind to explore.

І звільнила свій розум для нових досліджень.

And by making a mental space

Створивши ментальний простір

where I could try out outrageous ideas

для сміливих ідей,

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

які потім можна перевірити на практиці,

I could learn.

я отримала можливість навчатися.

And by playing, we learned so much.

В процесі ми багато чого з'ясували.

I combined my lab experiments with computer models

Я поєднала лабораторні експерименти з комп'ютерними моделями

and discovered that after most giant impacts,

і виявила, що після більшості ударів

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

Земля так гріється, що в неї немає твердої поверхні.

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

Її поверхня – це лише газ, який на глибині стає щільнішим.

The Earth would have been like Jupiter.

Земля була б схожа на Юпітер.

There's nothing to stand on.

Твердої поверхні не було б.

And that was just part of the problem.

І це був тільки початок.

I wanted to understand the whole problem.

Я хотіла зрозуміти проблему в цілому.

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

Це був для мене виклик, — з'ясувати, що насправді відбувається

in giant impacts.

при гігантському ударі.

It took almost two years

Майже два роки пішло на те,

of throwing away old ideas

щоб відмовитись від застарілих ідей

and building new ones

і започаткувати нові,

that we understood the data

щоб проаналізувати дані

and knew what it meant for the Moon.

та з’ясувати їхнє значення для Місяця.

I discovered a new type of astronomical object.

Я виявила новий тип астрономічного об'єкта.

It's not a planet.

Це не планета,

It's made from planets.

але об'єкт утворений з планет.

A planet is a body whose self-gravity

Планета – це тіло, гравітація якого

is strong enough to give it its rounded shape.

настільки сильна, що надає йому округлої форми.

It spins around all together.

Цей об'єкт обертається, як одне ціле.

Make it hotter and spin it faster,

Якщо його нагріти та збільшити швидкість обертів,

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

його екватор розшириться до критичної точки.

Push past the tipping point,

Після цієї критичної точки

and the material at the equator spreads into a disk.

речовина на екваторі проникатиме у диск.

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

Тепер, за всіми правилами, це вже не планета.

It can't spin around together anymore,

Цей об'єкт вже не обертається цілісно,

its shape keeps changing as it gets bigger and bigger;

його форма продовжує змінюватися, він продовжує збільшуватися.

the planet has become something new.

Планета стає чимось іншим.

We gave our discovery its name:

Ми назвали наше відкриття

synestia.

синестією.

We named it after the goddess Hestia,

Ми дали цю назву на честь богині Гестії,

the Greek goddess of the hearth and home,

грецької покровительки домашнього вогнища,

because we think the Earth became one.

тому що cаме такою стала Земля.

The prefix means "all together,"

Префікс «син» означає «разом»

to emphasize the connection between all of the material.

і підкреслює зв'язок між речовинами.

A synestia is what a planet becomes

Синестія – це те, чим стає планета,

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

коли нагрівання та обертання виштовхують її за межі сфероїдальної форми.

Would you like to see a synestia?

Хочете побачити синестію?

(Cheers)

(Схвальні вигуки)

In this visualization of one of my simulations,

У цій візуалізації одної з моїх моделей

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

молода Земля швидко обертається після удару.

Its shape is deformed, but our planet would be recognizable

ЇЇ форма змінена, але нашу планету ще можна впізнати

by the water on its surface.

за наявністю води на її поверхні.

The energy from the impact vaporizes the surface,

Енергія удару випаровує з поверхні

the water, the atmosphere,

воду, атмосферу,

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

змішує всі гази за декілька годин.

We discovered that many giant impacts make synestias,

Ми виявили, що результатом багатьох гігантських ударів є синестії,

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

але ці палаючі, яскраві об‘єкти недовговічні.

They cool down, shrink and turn back into planets.

Вони охолоджуються, стискаються і знову стають планетами.

While rocky planets like Earth were growing,

Під час зростання таких планет як Земля,

they probably turned into synestias one or more times.

вони, ймовірно, перетворювалися на синестію один або кілька разів.

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

Синестія дає нам нове пояснення теорії походження Місяця.

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

Ми припускаємо, що Місяць утворився всередині величезної парової синестії.

The Moon grew from magma rain

Місяць зростав від магматичного дощу,

that condensed out of the rock vapor.

що конденсувався з парової породи.

The Moon's special connection to Earth

Особливий зв'язок Місяця з Землею

is because the Moon formed inside the Earth

пояснюється тим, що Місяць утворився всередині Землі,

when Earth was a synestia.

коли Земля ще була синестією.

The Moon could have orbited inside the synestia for years,

Місяць міг обертатися всередині синестії протягом багатьох років,

hidden from view.

залишаючись непоміченим.

The Moon is revealed by the synestia cooling and shrinking

Місяць з'являється завдяки охолодженню і стисненню синестії

inside of its orbit.

всередині своєї орбіти.

The synestia turns into planet Earth

Синестія перетворюється на планету Земля

only after cooling for hundreds of years longer.

тільки після охолодження протягом сотень років.

In our new theory,

За нашою новою теорією,

the giant impact makes a synestia,

гігантський удар утворив синестію,

and the synestia divides into two new bodies,

яка розділилася на два небесних тіла,

creating our isotopically identical Earth and Moon.

створюючі наші ізотопно ідентичні Землю і Місяць.

Synestias have been created throughout the universe.

Синестії утворювалися у всьому Всесвіті.

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

І ми тільки-но зрозуміли це.

What else am I missing in the world around me?

Що ще я не помічаю у світі навколо мене?

What is hidden from my view by my own assumptions?

Що приховано від мого погляду через мої упередження?

The next time you look at the Moon,

Наступного разу, коли ви подивитеся на Місяць,

remember:

згадайте,

the things you think you know

що речі, які здаються вам знайомими,

may be the opportunity to discover something truly amazing.

можуть мати дивовижні можливості.

(Applause)

(Оплески)