Woher kommt der Mond? Eine neue Theorie

Erde und Mond gleichen sich, wie eineiige Zwillinge, die aus dem exakt gleichen Material bestehen -- was wirklich seltsam ist, weil keine uns bekannten Himmelskörper diese Art der chemischen Verwandtschaft teilen. Woher kommt diese einzigartige Verbindung? Auf der Suche nach einer Antwort, entdeckte die Planetenforscherin und MacArthur "Genie" Sarah T. Stewart, eine neues astronomisches Objekt -- eine Synestia -- und einen neuen Ansatz, das Mysterium um die Entstehung des Mondes zu lüften.

Niemand macht gerne Fehler.

Und meiner war kolossal.

Die Suche nach meinem Irrtum,
führte zu einer Entdeckung,

die unser Verständnis von Erde und Mond
fundamental verändert.

Ich bin Planetenforscherin

und am Liebsten schmettere ich
Planeten ineinander.

(Lachen)

In meinem Labor kann ich mit
solchen Kanonen auf Gestein schießen.

(Kanonenschuss)

(Lachen)

In meinen Experimenten simuliere ich
die extremen Bedingungen,

unter denen sich Planeten formen.

In Computermodellen
lasse ich Planeten kollidieren,

um sie wachsen zu sehen

oder um sie zu zerstören.

(Lachen)

Ich will verstehen,
wie Erde und Mond entstanden.

Und warum die Erde sich so sehr
von anderen Planeten unterscheidet.

Die führende Theorie
zur Entstehung von Erde und Mond,

wird „Kollisionstheorie“ genannt.

Die Theorie sagt, ein Mars-großes Objekt
sei mit der jungen Erde kollidiert

und aus der Trümmer-Scheibe
um den Planeten herum

formte sich dann der Mond.

Die Theorie sagt so viel über den Mond,

aber sie hat eine große Schwachstelle:

Sie behauptet, der Mond bestünde fast ganz
aus dem Material des Mars-großen Planeten,

dass Erde und Mond aus
unterschiedlichen Materialien seien.

Aber das stimmt nicht.

Erde und Mond sind nämlich
wie eineiige Zwillinge.

Der genetische Code der Planten
findet sich in den Isotopen der Elemente.

Erde und Mond haben identische Isotope.

Das bedeutet, dass Erde und Mond
aus dem gleichen Material bestehen.

Es ist wirklich seltsam,
dass Mond und Erde Zwillinge sind.

Alle Planeten bestehen aus
unterschiedlichen Materialien,

also haben sie unterschiedliche Isotope,

und damit ihren eigenen genetischen Code.

Keine anderen planetaren Körper
sind genetisch verwandt.

Nur Erde und Mond sind Zwillinge.

Als ich mit meiner Arbeit
zur Entstehung des Mondes begann,

gab es Wissenschaftler, die
eine Kollisionstheorie im Kern ablehnten.

Sie vermissten eine Erklärung
zur besonderen Verwandtschaft

zwischen Erde und Mond.

Wir suchten alle nach neuen Ideen.

Aber es gab keine besseren Ideen.

Alle anderen Ideen
hatten noch größere Schwachstellen.

Also hielten wir weiter
an der Kollisionstheorie fest.

Ein junger Forscher
meines Teams schlug vor,

die Geschwindigkeit der Rotation
der Kollision zu erhöhen.

Bei schnellerer Erdumdrehung,
vermischt sich vielleicht mehr Material.

Was den Mond erklären könnte.

Der Mars-große Impaktor wurde auserkoren,

weil dieser den Mond und
die Länge der Erdentage erklärte.

Die Leute mögen diesen Teil
des Modells wirklich gerne.

Aber was, wenn etwas Anderes
die Länge der Erdentage bestimmt?

Dann gäbe es viele mögliche Einschläge,
die den Mond entstehen lassen konnten.

Ich war neugierig auf die Ergebnisse,

also versuchte ich schneller
rotierende Kollisionen zu simulieren.

Dabei fand ich heraus,
dass Scheibe und Planet,

die gleiche Zusammensetzung haben können.

Wir waren ziemlich aufgeregt.

Vielleicht konnten wir so,
den Mond erklären.

Leider fanden wir auch heraus,
dass das sehr unwahrscheinlich ist.

Meistens unterschied sich
die Scheibe vom Planeten.

Es schien, als brauchte es
einen astronomisch großen Zufall,

um den Mond genau so entstehen zu lassen.

Es fiel jedem schwer zu akzeptieren,

dass die spezielle Verbindung
von Erde und Mond, ein Unfall war.

Die Kollisionstheorie
war noch immer problematisch.

Und wir versuchten noch immer,
den Mond zu erschaffen.

Dann kam der Tag,
an dem ich meinen Fehler erkannte.

Mein Student und Ich werteten die Daten,
des schnell rotierenden Einschlags aus.

An diesem Tag schauten
wir nicht nur auf den Mond,

sondern auch auf den Planeten.

Die Energie des Einschlags,
erhitzte den Planeten so stark,

dass er teilweise verdampfte.

Aber die Daten zeigten keinen Planeten.

Es sah wirklich seltsam aus.

Der Planet war auf eigenartige Weise
mit der Scheibe verbunden.

Ich war super aufgeregt,

vielleicht konnte etwas echt Falsches,
etwas wirklich Interessantes sein.

In allen Berechnungen
hatte ich angenommen,

dass die Scheibe vom Planeten
getrennten wäre.

Indem wir die Beschaffenheit
der Scheibe berechneten,

testeten wir, ob daraus
der Mond entstehen könnte.

Aber es sah nicht mehr
ganz so einfach aus.

Wir machten den Fehler zu glauben,

der Planet würde stets
aussehen wie ein Planet.

An diesem Tag wurde mir klar,

dass solch ein Einschlag
etwas völlig Neues hervorbrachte.

Ich hatte schon Heureka-Erlebnisse.

Dies, war keiner davon.

(Lachen)

Ich hatte keine Ahnung, was los war.

Ich hatte dieses seltsame Objekt vor mir

und die Aufgabe, es zu verstehen.

Was tun, wenn man mit
dem Unbekannten konfrontiert wird?

Wo soll man anfangen?

Wir haben alles hinterfragt:

Was ist ein Planet?

Wann ist ein Planet,
nicht länger ein Planet?

Wir spielten mit neuen Ideen.

Wir mussten unsere
alten Denkmuster loswerden.

Und weil wir nur spielten,
konnte ich alle Daten verwerfen,

alle Regeln der realen Welt

und meinen Geist frei walten lassen.

Indem wir gedanklich Platz schafften,

konnten wir verrückte Ideen ausprobieren,

um sie dann in die reale Welt
zurückzuholen und zu testen.

So konnte ich lernen.

Beim Spielen, lernten wir so viel.

Ich kombinierte Laborexperimente
mit Computermodellen.

Dabei zeigte sich, dass die Erde,
nach den meisten Kollisionen,

so heiß wurde, dass sie
ihre Oberfläche verlor.

Es gab nur eine dicke Gaswolke,
die mit zunehmender Tiefe dichter wurde.

Die Erde ähnelte dem Jupiter.

Es gab nichts, worauf man stehen konnte.

Und das war nur ein Teil des Problems.

Ich wollte das ganze Problem verstehen.

Ich konnte die Aufgabe nicht loslassen.

Ich wollte wissen was in Kollisionen
wirklich passierte.

Es dauerte fast zwei Jahre,

in denen wir Ideen verwarfen

und neue entwickelten,

bis wir die Daten verstanden

und die Verbindung zum Mond begriffen.

Ich entdeckte eine neue Art
von Himmelskörper.

Er ist kein Planet.

Er besteht aus Planeten.

Ein Planet ist ein Himmelskörper,
dessen Eigengravitation stark genug ist,

um eine annähernd runde Form zu bilden.

Alles dreht sich gemeinsam.

Je schneller er rotiert
und je heißer er wird,

desto größer wird der Äquator,
bis er seinen Kipp-Punkt erreicht.

Über den Kipp-Punkt hinaus,

formt sich das gesamte Material
am Äquator zu einer Scheibe.

Jetzt hat er alle Regeln
eines Planeten gebrochen.

Es kann sich nicht mehr
alles gemeinsam drehen.

Seine Gestalt verändert sich weiter
und wird immer größer;

der Planet ist zu etwas
ganz Neuem geworden.

Wir gaben unserer Entdeckung diesen Namen:

Synestia.

Wir benannten sie nach der Göttin Hestia,

der griechischen Göttin
des Herdes und des Heimes,

weil wir finden, dass die Erde
dazu geworden ist.

Die Vorsilbe bedeutet: "alles zusammen",

um die Verbindung des gesamten
Materials zu betonen.

Eine Synestia entsteht,
wenn Hitze und Rotation

einen Planeten aus den Grenzen
seiner runden Form hinaus schieben.

Möchten Sie gerne eine Synestia sehen?

(Jubel)

In dieser Verbildlichung
einer meiner Simulationen,

dreht sich die junge Erde noch schnell,
von einer früheren Kollision.

Sie ist deformiert,

aber unser Planet ist noch am Wasser
an seiner Oberfläche erkennbar.

Durch die Energie des Aufpralls,
verdampft die Oberfläche,

das Wasser, die Atmosphäre,

und alle Gase vermischen sich
in nur wenigen Stunden.

Wir fanden heraus, dass eine Synestia
sich in vielen Kollisionen bilden kann.

Aber diese brennenden, hellen Objekte
leben nicht sehr lange.

Sie erkalten, schrumpfen
und werden wieder zu Planeten.

Während sich Gesteinsplaneten,
wie die Erde bildeten,

verwandelten sie sich wahrscheinlich
mehrmals in Synestias.

Eine Synestia gibt uns neue Ansätze,
über den Ursprung des Mondes nachzudenken.

Wir behaupten, dass der Mond

im Inneren einer riesigen,
gasförmigen Synestia entstand.

Der Mond bildete sich
aus Tropfen flüssigen Magmas,

die am verdampften Gestein kondensierten.

Die besondere Verbindung
von Erde und Mond besteht,

weil sich der Mond in der Erde formte,

als die Erde eine Synestia war.

Der Mond könnte jahrelang,
versteckt im Inneren der Synestia,

seine Bahnen gezogen haben.

Der Mond erschien im Orbit der Synestia,

als diese sich abkühlte und schrumpfte.

Die Synestia wurde erst zum Planeten Erde,

nachdem sie noch über
viele Jahrhunderte abkühlte.

In unserer neuen Theorie,

entstand nach der Kollision eine Synestia,

diese Synestia teilt sich
in zwei neue Körper,

in die Erde und den Mond,
deren Isotope identisch sind.

Synestias bilden sich
im ganzen Universum.

Das haben wir nur herausgefunden,
weil wir unsere Phantasie befragten.

Was übersehe ich alles,
in der Welt um mich herum?

Was verbirgt sich sonst noch
hinter meinen Vermutungen.

Wenn Sie das nächste Mal
zum Mond hochschauen,

denken Sie daran:

Das, was Sie zu wissen glauben,

führt Sie vielleicht zu einer
wirklich erstaunlichen Entdeckung.

(Applaus)