La Terra e la Luna

L'origine della Luna è stata oggetto di ricerca per molti anni e le teorie sulla sua creazione abbondano. Le ipotesi variano da proposte non scientifiche, come ad esempio che la Luna è un'astronave, all'idea attualmente favorita che sia stata formata più di 4,5 miliardi di anni fa da una densa nube di detriti creata quando un altro pianeta ha colpito la Terra nelle sue fasi iniziali di sviluppo. Gli scienziati hanno persino un nome per questo ipotetico corpo astronomico, che a loro parere contiene circa il 10% della massa della Terra - lo chiamano Theia, dopo la dea greca madre della dea Luna Selene.

Le prove iniziali a favore di questa teoria sono state ottenute durante le missioni Apollo Moon, circa cinquant'anni fa. Gli astronauti hanno riportato circa mezzo tonnellata di rocce lunari da queste missioni e l'analisi ha rivelato una sorprendente somiglianza tra i composti chimici trovati sulla Luna e quelli trovati sulla Terra. Altre scoperte supportano questa teoria, incluse prove che mostrano una corrispondenza tra campioni di acqua raccolti da strutture cristalline in rocce lunari e acqua raccolta sulla Terra.

L'ipotesi di collisione Terra-Theia, nota anche come The Giant Impact Theory, è in circolazione da un po 'di tempo. Riflette l'attuale consenso scientifico su questa domanda. Ma non è stato sfidato, né dagli scienziati planetari né dagli ultimi dati disponibili.

Sparare a un buco gigante nella teoria dell'impatto gigante

In un meeting scientifico del 2013 sponsorizzato dalla Royal Society di Londra, i ricercatori astronomici hanno apertamente sfidato la teoria convenzionale della collisione. Basandosi su simulazioni complesse, hanno proposto nuovi scenari suggerendo che le cose potrebbero non essere così semplici. In un articolo intitolato "Impact Theory Gets Whacked", apparso in un numero di ottobre 2013 della rivista Science, fisico e giornalista scientifico, Daniel Clery ha discusso le argomentazioni fatte dagli scienziati planetari dissenzienti in questo incontro, che affermavano che un evento di grande impatto non poteva Ho creato la Luna così come è vista oggi.

Secondo i modelli informatici usati da questi scienziati, una nuova luna che emerge da un tale evento dovrebbe essere in gran parte composta dalla materia raccolta dal collisore (Theia). La nostra Luna dovrebbe essere facilmente identificabile come residuo di un altro corpo astronomico polverizzato, tuttavia la somiglianza nella composizione chimica trovata quando si confrontano le rocce lunari con le rocce terrestri suggeriva una maggiore mescolanza di materiali rispetto alla teoria della collisione dell'impatto gigante. E se questo è il caso, allora o non c'è stata collisione, o la storia di quella collisione è più complicata di quanto inizialmente creduto.

Alternative alla teoria dell'impatto gigante

Per spiegare l'apparente omogeneità tra la Terra e la Luna, gli scienziati planetari hanno proposto due versioni modificate della teoria della collisione, nota come Terra a rotazione rapida e Terra a medio impatto. Entrambi sono stati discussi in articoli separati che compaiono nell'edizione del 23 novembre 2012 di Science.

Basandosi sulle loro simulazioni, gli astrofisici della Harvard University Matija Cuk e Sarah Stewart hanno proposto che un impatto con un pianeta di appena 1/200 ° della dimensione della Terra avrebbe potuto essere portato alla creazione della Luna. Questa teoria presuppone che il nostro pianeta natale fosse in una fase di proto e quindi girasse a un ritmo molto più veloce di quello attuale. Come risultato di questa collisione, abbastanza materiale sarebbe stato espulso dal mantello terrestre a rotazione rapida per rendere conto della massa della Luna, e per l'omogeneità che esiste tra questi due corpi.

Lavorando da ipotesi opposte, l'astrofisico Robin Canup del Southwest Research Institute di Boulder, in Colorado, propose un diverso tipo di collisione. Nell'ambito dello scenario a medio impatto, la Terra sarebbe stata colpita 4,5 miliardi di anni fa da un oggetto planetario a lenta rotazione di dimensioni simili. Il livello di distruzione di entrambi i pianeti sarebbe stato profondo e pressoché uguale, permettendo loro di mescolare insieme per creare una massa di detriti con caratteristiche completamente diverse rispetto ai due pianeti posseduti prima che entrassero in collisione.

In passato, teorie come queste erano considerate insostenibili. Le idee esistenti sulla meccanica orbitale sembravano dirigerle, poiché suggerivano che entrambi i corpi avrebbero dovuto ruotare e muoversi nello spazio molto più velocemente di quanto non siano in realtà oggi.

Tuttavia, le nuove idee su come il Sole interagisce con la Terra e la Luna gravitazionalmente hanno cambiato l'immagine.

Applicando un principio chiamato evection resonance, che permetterebbe al Sole di frenare i movimenti dei corpi che tiene nella sua presa gravitazionale, alcuni scienziati planetari ipotizzano che la Terra e la Luna potrebbero aver perso una considerevole velocità (momento angolare) nel passato 4.5 miliardi di anni. Se questo è vero, potrebbe non esserci conflitto tra il valore corrente del momento angolare del sistema Terra-Luna e le previsioni delle teorie della Terra a rotazione veloce e dell'Impatto di mezzo impatto.

La teoria dell'impatto gigante fa pensare che si possa ripetere

La nostra attuale comprensione del sistema solare e delle sue dinamiche sottostanti potrebbe essere completamente sbagliata e potrebbe essere necessario riconsiderarla, se le affermazioni fatte alla riunione della Royal Society del 2013 sono effettivamente corrette.

Ma i teorici di collisione / creazione si sono rifiutati di scendere senza combattere. Un'altra scoperta, annunciata meno di un anno dopo il raduno della Royal Society, ha fornito nuove prove a sostegno dell'ipotesi Earth-Theia.

In un'edizione di Science del 2104, il dott. Daniel Herwartz dell'Università di Goettingen, in Germania, ha discusso i risultati ottenuti da un gruppo di ricercatori nello studio dei campioni di basalto raccolti durante gli sbarchi di Apollo Moon. All'interno di questi campioni, hanno trovato isotopi di ossigeno con profili chimici diversi rispetto agli isotopi raccolti dal mantello terrestre.

"Abbiamo ora trovato piccole differenze tra la Luna e la Terra", ha dichiarato il Dr. Herwartz. "Ciò conferma l'ipotesi dell'impatto gigante".

L'esistenza di tali isotopi è stata prevista dalla teoria dell'impatto gigante, ed è per questo che questi risultati del team tedesco sono significativi. Al momento della riunione della Royal Society del 2013, queste scoperte dovevano ancora essere rivelate pubblicamente, dando ai partecipanti alcuna opportunità di valutare il loro impatto.

Valutare la prova

Allora, dove ci lascia tutto questo oggi? La scoperta di isotopi dell'ossigeno divergenti nelle rocce della Luna e della Terra ha definitivamente dimostrato la realtà della teoria del Giant Impact (Earth-Theia)? Oppure, nuove scoperte sulle potenziali dinamiche della risonanza dell'evocazione, date altre teorie di maggior potere esplicativo?

E che dire di altre potenziali spiegazioni, comprese quelle che potrebbero essere classificate come esotiche? La Luna potrebbe essere un oggetto artificiale, progettato e costruito da una civiltà avanzata e messo in orbita attorno alla Terra per rendere il pianeta più ospitale alla vita o per qualche altra ragione sconosciuta?

Nel suo cult underground del 1975 "Our Mysterious Spaceship Moon", l'autore Don Wilson ha sostenuto che le anomalie relative alla dimensione, forma, posizione e caratteristiche fisiche della Luna erano coerenti con la teoria che si trattava di una gigantesca astronave, creata da una civiltà aliena avanzata con capacità ben oltre le nostre. Questo tema è stato ulteriormente sviluppato dagli autori britannici Christopher Knight e Alan Butler, che nel loro libro del 2006 "Who Built the Moon?" Hanno sollevato la possibilità che un'impresa del genere potesse essere realizzata da esseri umani che viaggiano nel tempo da un lontano futuro. Basarono questa affermazione sulla loro scoperta di molteplici sincronismi numerici e geometrici tra la Terra, il Sole e la Luna, che a loro implicavano il design intelligente di quest'ultimo.

È facile liquidare idee come questa come eccessivamente speculative nella migliore delle ipotesi e addirittura pseudo-scientifiche nel peggiore dei casi. Ma persistono incertezze che avvolgono la verità sull'origine della Luna e incoraggiano tale speculazione.

Mentre rimane la scelta di consenso tra la maggior parte degli astrofisici che hanno riflettuto sulla questione, le prove a favore dell'ipotesi Earth-Theia non sono affatto travolgenti. Le piccole differenze riscontrate nei rapporti degli isotopi dell'ossigeno funzionano a suo favore, ma questo non è sufficiente per escludere altri scenari di collisione. In effetti, prove più recenti, ottenute da uno studio del 2016 condotto da ricercatori dell'Università di Harvard e della Washington University negli Stati Uniti, sembrerebbero contraddire le conclusioni dei ricercatori tedeschi che credevano di aver confermato la Giant Impact Theory.

Utilizzando le più recenti tecniche di analisi chimica, gli scienziati che hanno sponsorizzato questo studio non hanno trovato differenze visibili nelle rocce della Terra e della Luna. Al contrario, la loro ricerca ha rivelato che questi materiali erano ancora più omogenei di quanto si pensasse in precedenza. Inoltre, la loro analisi chimica ha rivelato prove che suggeriscono che la collisione che ha creato la Luna è stata molto più energica e catastrofica di quanto previsto dal modello Giant Impact.

Allo stesso modo, molti astrofisici e scienziati planetari restano scettici sull'ipotesi di risonanza dell'evocazione. La conoscenza delle specifiche di questo effetto è ancora limitata, con molti dubbi sul fatto che sia abbastanza significativo da preservare la vitalità delle teorie di collisione Terra e Half-Impact Earth.

Solo perché certe ipotesi sono più popolari di altre non significa che l'una o l'altra sia corretta. Se gli scienziati trascorrono una quantità eccessiva di tempo alla ricerca di prove per confermare le loro teorie personali sugli animali domestici, potrebbero non essere in grado di ascoltare correttamente altre alternative valide. Questo può essere un problema particolare per enigmi scientifici che non possono essere testati attraverso l'esperimento o risolti dall'osservazione diretta, il che è ovviamente il caso dei processi che hanno creato la Luna più di quattro miliardi di anni fa.

Una citazione di Irwin I. Shapiro, ex direttore del Centro per l'astrofisica di Harvard-Smithsonian, forse riassume meglio la continua confusione sull'origine della Luna.

"Osservando tutte le anomalie e le domande senza risposta sulla Luna", ha detto Shapiro, "la migliore spiegazione per la Luna è l'errore di osservazione. Non esiste. "

Questa affermazione è stata indubbiamente fatta con la lingua saldamente impiantata sulla guancia. Tuttavia, trasmette accuratamente l'evanescenza della vera storia della Luna.