من أين جاء القمر؟ نظرية جديدة

إن الأرض والقمر كالتوائم المتطابقة، صُنعا من نفس العناصر...وهذا غريب جدًّا، فعلى حد علمنا، لا توجد أي أجسام فلكية أخرى يجمعها هذا النوع من الروابط الكيميائية. من أين جاءت هذه العلاقة المميزة؟ خلال بحثها عن إجابة لهذا السؤال، اكتشفت سارة ت.ستيوارت، عالمة الكواكب والحائزة على زمالة مؤسسة ماك آرثر، نوعًا جديدًا من الأجسام الفلكية، أسمته سينيستيا، وطريقة جديدة لحل لغز نشأة القمر.

لا أحد يحب أن يرتكبَ خطأ.

وقد ارتكبتُ خطأ كبيرًا.

لكن ما اقترفتُه من خطأ أدى إلى اكتشاف

غيّر تمامًا طريقة تفكيرنا بالأرض والقمر.

أنا عالمة كواكب،

وعملي المفضل هو سحق الكواكب معًا.

(ضحك)

في مختبري، يمكنني أن أطلق على الصخور
بواسطة مدافع مثل هذا.

(طلقة مدفع)

(ضحك)

في تجاربي، أستطيع توليد الظروف القاسية

اللازمة لعملية تكوين الكواكب.

وباستخدام نماذج الحاسوب، يمكنني أن أعمل
على تصادم كواكب كاملة مع بعضها

لزيادة حجمها،

أو تدميرها.

(ضحك)

أريد أن أفهم كيف تكوّن كل من الأرض والقمر

ولماذا تختلف الأرض عن باقي الكواكب.

إن الفكرة السائدة حول أصل الأرض والقمر

تدعى "نظرية الاصطدام العملاق".

تنص هذه النظرية على أن جسمًا بحجم
كوكب المريخ اصطدم بكوكب الأرض اليافع،

وتشكل القمر من قرص الحطام حول هذا الكوكب.

يمكن لهذه النظرية تفسير الكثير
من الأمور المرتبطة بالقمر،

لكن تتخللها ثغرة كبيرة:

فهي تتنبأ أن القمر تكوّن تقريبًا وبشكل كلي
من كوكب بحجم المريخ،

وأن الأرض والقمر تكوّنا من عناصر مختلفة.

ولكن هذا ليس ما نراه.

فالأرض والقمر هما في الحقيقة
كالتوائم المتطابقة.

إن الشفرة الجينية للكواكب مكتوبة
في نظائر العناصر.

الأرض والقمر لهما نظائر متماثلة.

مما يعني أن الأرض والقمر يتكونان
من نفس العناصر.

من الغريب جدًا أن يكون الأرض
والقمر توأمين.

فكل الكواكب مكونة من عناصر مختلفة،

وبالتالي فلكل منها نظائر مختلفة،

ولكل منها شفرته الجينية الخاصة.

ولا توجد أي أجسام كوكبية أخرى
لها نفس العلاقة الجينية.

الأرض والقمر هما التوأمان الوحيدان.

حين بدأت العمل في البحث عن أصل القمر،

كان بعض العلماء يريدون رفض
فكرة الاصطدام العملاق بأكملها.

لم يروا أي طريقة يمكن لهذه النظرية
أن تفسر بها العلاقة الخاصة

بين الأرض والقمر.

كنا جميعًا نحاول التفكير في أفكار جديدة.

كانت المشكلة هي أنه
لم تكن توجد أفكار أفضل.

كل الأفكار الأخرى كانت بها ثغرات أكبر.

لذا كنا نحاول إنقاذ
نظرية الاصطدام العملاق.

اقترح عالم شاب في فريقي
أن نحاول تغيير دوران

الاصطدام العملاق.

ربما يمكن لدوران الأرض بسرعة أكبر،
دمج عناصر أكثر

مما يفسر نشأة القمر.

اخترنا جسمًا بحجم المريخ

لأن بإمكانه تكوين القمر

كما ستنتج عنه المدة التي يستغرقها اليوم
على كوكب الأرض.

أُعجب الناس بهذا الجزء من النموذج.

لكن ماذا إذا كان يوجد شيء آخر
يتحكم في مدة اليوم على الأرض؟

حينها ستوجد احتمالات أكثر
لاصطدامات عملاقة تُسهم في نشأة القمر.

كنت أشعر بالفضول حول ما يمكن أن يحدث،

لذلك حاولت تحفيز اصطدامات عملاقة
بدوران أسرع،

فوجدت أنه من الممكن

إنتاج قرص من نفس تركيبة العناصر
الموجودة في الكوكب.

كنا متحمسين جدًا.

ربما هذا هو السبيل لتفسير نشأة القمر.

المشكلة هي أننا وجدنا أيضًا
أن ذلك نادر الحدوث.

في أغلب الأحيان، يكون القرص
مختلفًا عن الكوكب،

مما جعل تكوين القمر بهذه الطريقة

صدفة فلكية،

وكان يصعب على الجميع قبول فكرة

أن العلاقة المميزة بين الأرض والقمر
كانت مجرد صدفة.

كانت نظرية الاصطدام العملاق لا تزال مهددة،

وكنا نحاول إيجاد طريقة لتكوين القمر.

وفي أحد الأيام، اكتشفت خطئي.

كنا أنا وتلميذي ننظر إلى البيانات المرتبطة
بهذه الاصطدامات العملاقة سريعة الدوران.

في ذلك اليوم، لم نكن نفكر حقًّا في القمر،

بل كنا ننظر للكوكب.

يصبح الكوكب ساخنًا جدًّا
ومتبخرًا جزئيًّا

بسبب الطاقة الناتجة عن الاصطدام.

لكن البيانات لم تكن تبدو ككوكب.

بدت غريبة جدًّا.

كان الكوكب مرتبطًا بالقرص بشكل غريب.

شعرت بذلك الحماس

الذي ينتاب الواحد منا حين يكون خطأ ما
مثيرًا للاهتمام.

في كل حساباتي،

افترضت وجود كوكب بقرص منفصل حوله.

كنا نحسُب ما كان يحتويه القرص لاختبار

ما إذا كان بإمكان اصطدام ما
أن ينتهي بنشأة القمر.

لكن لم يعد الأمر يبدو بتلك السهولة.

كنا نرتكب خطأ

اعتقاد أن الكوكب سيتخذ دائمًا شكل الكوكب.

في ذلك اليوم، أدركت أن اصطدامًا عملاقًا
كان ينشئ شيئًا جديدًا تمامًا.

لقد اكتشفت أفكارًا رائعة من قبل.

لكن هذه لم تكن إحداها.

(ضحك)

كنت أجهل تمامًا ما كان يحصل.

كان أمامي هذا الجسم الغريب

وكنت أواجه تحدي معرفة ماهيته.

ماذا يفعل الواحد منا حين يجد نفسه
في مواجهة المجهول؟

كيف نبدأ؟

لقد تساءلنا حول كل شيء:

ما هو الكوكب؟

متى يتوقف الكوكب عن كونه كوكبًا؟

فكرنا في احتمالات جديدة.

كان علينا التخلي عن نمطنا القديم
في التقكير،

وبالتفكير في تلك الاحتمالات،
كان بإمكاني التخلص من كل تلك البيانات،

وكل القواعد المتعارف عليها
على أرض الواقع،

وأترك بذلك العنان لفكري للاستكشاف.

وبخلقي لفضاء ذهني

حيث يمكنني استكشاف أفكار جريئة

ثم تطبيقها على أرض الواقع لاختبارها،

كنت أتعلم.

وعبر الاستكشاف، تعلمنا الكثير.

دمجت تجاربي المخبرية بنماذج الحاسوب

واكتشفت أنه وبعد العديد
من الاصطدامات العملاقة،

تصبح الأرض ساخنة جدًا،
لدرجة يختفي معها السطح.

كل ما يبقى هو طبقة عميقة من الغاز
الذي يصبح أكثر كثافة مع ازدياد العمق.

كانت الأرض ستصبح مثل المريخ.

بلا سطح صلب.

وكان هذا فقط جزءًا من المشكل.

أردت فهم المشكل بأكمله.

لم أستطع العزوف عن فهم ما يحصل

خلال الاصطدامات العملاقة.

استغرقنا حوالي عامين كاملين

من التخلص من أفكار قديمة

وبناء أخرى جديدة

لنستطيع أخيرًا استيعاب البيانات

وتفسير نشأة القمر.

اكتشفت جسمًا فلكيًا جديدًا.

ليس كوكبًا.

هو مصنوع من الكواكب.

الكوكب هو جسم له جاذبية ذاتية

قوية بما يكفي لمنحه شكلًا دائريًا.

تدور كلها معًا.

إذا ارتفعت درجة حرارته
وازدادت سرعة دورانه،

يصبح خط الاستواء أكبر فأكبر
حتى يصل إلى مرحلة حرجة.

وإذا ما تم تجاوز المرحلة الحرجة،

تنتشر عناصر خط الاستواء مكونة قرصًا.

وهذا يكسر كل القواعد المميزة للكوكب.

إذ لم يعد بإمكان هذا الجسم أن يدور،

فشكله يتغير باستمرار كلما ازداد حجمه،

وبذلك يصبح الكوكب شيئًا آخر.

أطلقنا على هذا الاكتشاف الجديد:

سينيستيا.

تيمنًا بالإلهة هيستيا،

الإلهة اليونانية للموقد والبيت،

لأننا نعتبر أن الأرض صارت كذلك.

البادئة تعني "معًا"،

لتأكيد الرابطة بين جميع العناصر.

سينيستيا هي ما يصبح عليه كوكب

حين تتجاوز الحرارة
وسرعة الدوران حد الشكل الكروي.

هل تريدون رؤية سينيستيا؟

(هتاف)

في هذا الرسم المرئي لإحدى محاكاتي،

تدور الأرض اليافعة بسرعة
بسبب اصطدام عملاق سابق.

مما غيّر من شكلها، لكن يمكن تمييز كوكبنا

بالمياه الموجودة على السطح.

تُبخر الطاقة الناتجة عن الاصطدام
المياه الموجودة على السطح

والغلاف الجوي،

وتدمج كل الغازات مع بعضها
في غضون ساعات قليلة.

اكتشفنا أن الكثير من الاصطدامات العملاقة
تنتج عنها أجسام سينيستيا،

لكن هذه الأجسام المتوهّجة والبراقة
لا تعيش طويلًا.

إذ تنخفض درجة حرارتها وتتقلص
وتصبح كواكب من جديد.

بينما كانت كواكب صخرية مثل الأرض تنمو،

فهي ربما قد تحولت إلى أجسام سينيستيا
لمرة أو أكثر.

إن سينيستيا يمنحنا طريقة جديدة
لحل مشكل نشأة القمر.

نحن نقترح أن القمر تكوّن
داخل جسم سينيستيا ضخم ومتبخر.

نشأ القمر من مطر صخر بركاني منصهر

وهو ناتج عن تكثف بخار الصخرة الغازية.

العلاقة المميزة التي تربط الأرض بالقمر

راجعة لكون القمر قد تكوّن داخل الأرض

حين كانت الأرض عبارة عن سينيستيا.

ربما كان القمر في مدار سينيستيا لسنوات،

مخفيًا عن الأنظار.

وقد برز بسبب انخفاض درجة حرارة
وتقلص سينيستيا

داخل مداره.

يتحول سينيستيا إلى كوكب أرضي

فقط بعد انخفاض درجة حرارته لسنوات عديدة.

في نظريتنا الجديدة،

يُنتج سينيستيا اصطدامًا عملاقًا،

وينقسم سينيستيا إلى جسمين جديدين،

مكونًا بذلك أرضًا وقمرًا متماثلي النظائر.

تشكلت أجسام سينيستيا عبر الكون.

وقد أدركنا هذا مؤخرًا بالعثور عليها
في مخيلتنا:

ما الذي يفوتني في العالم حولي؟

ما الذي يخفيه عني ما سلمت به من فرضيات؟

في المرة القادمة التي تنظرون فيها
إلى القمر،

تذكروا:

قد تكون الأشياء التي تظنون أنكم
على دراية تامة بها

فرصة لاكتشاف شيء رائع بحق.

(تصفيق)