Наука плоского мира IV: Судный день - [53]

В период с 2000 и до середины 2012 года астрофизики и геофизики в общем и целом были согласны с тем, что Луна возникла в результате колоссального столкновения между молодой Землей и неким объектом, который по размеру примерно соответствовал Марсу. Они назвали объект Тейей в честь матери лунной богини Селены. В результате столкновения значительная часть Земли и почти вся Тейя превратились в пар. Большая часть пара вновь сконденсировалась в области лунной орбиты и, слившись в единое целое, образовала Луну. Из оставшегося пара сформировалась земная мантия в этом и заключается причина сходства. В качестве приятного бонуса та же самая теория объясняет большую величину момента импульса в системе Луна-Земля.

Однако со временем в теории Тейи стали возникать проблемы. Столкновение с Тейей бы так сильно раскалило поверхность Земли, что почти вся вода должна была превратиться в пар. Современное состояние океанов, по-видимому, опровергает это предположение. Поэтому для спасения Тейи потребовались дополнительные предположения. Вероятно, в древности на планету упало несколько ледяных астероидов, благодаря которым вода снова вернулась на Землю; возможно также, что испарившаяся вода в любом случае бы выпала на землю в виде осадков. Тем не менее, ряд древних горных пород, обнаруженных в Австралии, по всей видимости, указывает на то, что около четырех миллиардов лет тому назад наша планета была покрыта огромным количеством воды, а значит, с момента формирования Луны, вероятно, прошло слишком мало времени, чтобы столкновение таких колоссальных масштабов имело место в действительности.

Мы описали теорию Тейи в «Науке Плоского Мира» 1999 года, однако сомнения взяли верх еще до выхода второго издания в 2002 году. Основная проблема была связана с новыми компьютерными моделями описанного столкновения. В первых моделях, на основе которых и была сформулирована теория Тейи, было показано, как огромный фрагмент отрывается от Земли, а затем делится на две части. Одна из этих частей превратилась в Луну, а вторая упала обратно на Землю и сформировала мантию. Тейя перемешалась с обеими частями, причем в одной и той же пропорции это и объясняло тот факт, что Луна и земная мантия имеют один и тот же химический состав.

С другой стороны, имитационные модели, на основе которых был сделан этот вывод, требовали значительных затрат машинного времени, и только некоторые из сценариев удалось исследовать на практике. По мере совершенствования компьютеров точность математических моделей возросла, и теперь расчет их последствий требовал меньших затрат времени и усилий. Оказалось, что в большинстве случаев почти вся масса Тейи входит в состав Луны, в то время как на долю мантии остается лишь очень небольшая часть.

Как же тогда объяснить практически полное сходство Луны и мантии?

Гипотеза, с которой ученые соглашались до 2012 года, звучала так: по своему химическому составу Тейя, скорее всего, была очень похожу на мантию древней Земли.

Разумеется, именно на решение этой проблемы и была направлена вся теория Тейи. Почему химический состав обязательно должен быть одинаковым? Если в случае Тейи мы можем ответить на этот вопрос «так уж сложилось», то почему бы не применить ту же логику и к самой Луне? Теория Тейи вынуждена опираться на то же самое предположение, которое она должна была объяснить.

Во втором издании «Науки Плоского Мира» мы описали эту ситуацию как «потерю связи с реальностью», а Йен впоследствии выразил то же мнение в книге «Математика жизни»[53]. Эта точка зрения, по-видимому, получила подтверждение, благодаря Андреасу Ройферу и его коллегам, которым недавно (в июле 2012 г.) удалось обнаружить сходный, но все же отличающийся сценарий. В нем также происходит столкновение с другим телом, которое, однако, не только заметно превышало по своим размерам Тейю (или Марс), но и двигалось с гораздо большей скоростью. Это было не лобовое столкновение, а, скорее, удар в бок, после которого «виновник скрылся с места преступления». Основная масса отторгнутого вещества принадлежала Земле, и лишь очень небольшая часть приходится на долю космического гостя. Новая теория согласуется с расчетами момента импульса и предсказывает еще более точное совпадение химического состава Луны и мантии, чем считалось ранее. Эта теория уже подтверждается рядом фактов. После того, как исследовательская группа Джунджун Чжан[54] провела новый анализ образцов лунных пород, доставленных в ходе миссии «Аполлон», выяснилось, что соотношение между изотопами титана-50 (50Ti) и титана-47 (47Ti) на Луне «с точностью около четырех частей на миллион совпадает с аналогичным соотношением на Земле».

Это не единственная возможная альтернатива. Матия Чук вместе с коллегами доказали: наблюдаемый химический состав лунных камней можно объяснить тем, что на момент столкновения скорость вращения Земли была намного выше один оборот в несколько часов. При этом меняется как количество отторгнутой породы, так и ее местоположение. Впоследствии период вращения Земли мог уменьшиться до современной отметки в 24 часа под действием силы притяжения Солнца и Луны. Робин Кэнап получила аналогичный результат с помощью имитационных моделей, в которых скорость вращения Земли лишь немного превышает современную, однако космический объект, ставший причиной столкновения, в отличие от первоначальной гипотезы, оказался больше Марса.