ماه از کجا آمد؟ یک نظریه جدید

زمین و ماه شبیه دوقلوهای همسانی هستند که از مواد کاملا یکسانی ساخته شده اند -- چیزی که واقعاً عجیب است، زیرا هیچ اجرام آسمانی دیگری که ما می‌شناسیم این گونه ارتباط شیمیایی به اشتراک نگذاشته‌اند. چه چیزی مسئول این ارتباط ویژه است؟ برای جستجوی پاسخ، دانشمند سیاره‌شناس و «نابغهٔ» مک‌آرتور، سارا تی. استوارت گونه جدیدی از جرم آسمانی -- یک سینستیا -- و یک راه جدید برای حل معمای خاستگاه ماه را کشف کرده است.

هیچ کس دوست ندارد اشتباه بکند.

و من اشتباه بزرگی کردم.

و فهمیدن اشتباهم به یک کشف منجر شد

که طرز فکر ما درباره زمین
و ماه را کاملاً متحول کرد.

من یک دانشمند سیاره شناس هستم،

و کار مورد علاقه من
کوبیدن سیارهها به هم است.

(خنده)

در آزمایشگاهم، میتوانم با توپهایی
مانند این به صخرهها شلیک کنم.

(شلیک توپ)

(خنده)

در آزمایشهایم، میتوانم
شرایط افراطی حاکم

در زمان شکلگیری سیارات را ایجاد کنم.

و با مدلهای کامپیوتری،
میتوانم کل سیارهها را به هم برخورد دهم

تا رشد کنند،

یا میتوانم نابودشان کنم.

(خنده)

میخواهم بفهمم زمین
و ماه چطور ساخته میشوند

و چرا زمین این قدر
با سیارات دیگر متفاوت است.

ایده اصلی درباره خاستگاه زمین و ماه

«نظریه برخورد بزرگ» نام دارد.

این نظریه بیان میکند که جسمی
به اندازه مریخ با زمین جوان برخورد کرده،

و ماه از دایره باقیماندههای
دور سیاره ایجاد شده است.

این نظریه میتواند چیزهای زیادی را
درباره ماه توضیح دهد،

اما خللی بسیار بزرگ دارد:

پیشبینی میکند که ماه به طور عمده
از سیارهای به اندازه مریخ ساخته شده،

و زمین و ماه از مواد متفاوتی هستند.

اما این چیزی نیست که میبینیم.

زمین و ماه در واقع شبیه
دوقلوهای همسان هستند.

رمز ژنتیکی سیارهها
در ایزوتوپهای عناصر نوشته شده است.

زمین و ماه ایزوتوپهای یکسانی دارند.

این یعنی زمین و ماه
از مواد یکسانی ساخته شدهاند.

خیلی عجیب است که زمین و ماه دوقلو هستند.

تمام سیارات از مواد متفاوتی ساخته شدهاند،

پس همگی ایزوتوپهایی متفاوت دارند،

هر یک رمز ژنتیکی خودشان را دارند.

هیچ دو جسم سیارهای دیگری
دارای رابطه ژنتیکی یکسان نیستند.

فقط زمین و ماه دوقلو هستند.

وقتی کار بر روی خاستگاه ماه را شروع کردم،

دانشمندانی بودند که میخواستند
ایده برخورد بزرگ را به کلی رد کنند.

آنها هیچ راهی نمیدیدند
که این نظریه رابطه خاص

میان زمین و ماه را توجیه کند.

همه ما سعی میکردیم
به ایدههای جدید فکر کنیم.

مشکل این بود که ایده بهتری وجود نداشت.

تمام ایدههای دیگر
حتی ایرادهای بزرگتری داشتند.

پس تلاش ما برای نجات
نظریه برخورد بزرگ بود.

دانشمندی جوان در گروه من
پیشنهاد کرد که چرخش را

در برخورد بزرگ تغییر دهیم.

شاید اگر زمین تندتر بچرخد
بتواند مادهٔ بیشتری را مخلوط کند

و ماه را توضیح دهد.

برخورد کننده به اندازه مریخ انتخاب شده بود

چون میتوانست ماه را ایجاد کند

و طول روز زمین را بسازد.

مردم واقعا به آن بخش نظریه علاقه داشتند.

اما چه میشد اگر چیز دیگری
طول روز زمین را تعیین میکرد؟

آنگاه امکان وجود برخوردهای بزرگ بسیار
بیشتری خواهد بود که بتوانند ماه را بسازند.

کنجکاو بودم که چه اتفاقی میتوانست بیفتد،

پس شروع کردم به شبیهسازی
برخوردهای بزرگ با چرخش تندتر،

و فهمیدم که ممکن است

حلقهای از مخلوط مواد یکسان
با مواد سیاره ایجاد کرد.

خیلی هیجانزده بودیم.

شاید این راه توضیح ماه بود.

مشکل اینجا است که فهمیدیم
این خیلی هم محتمل نیست.

بیشتر وقتها حلقه با سیاره متفاوت است،

و این طور به نظر میرسید
که ساخته شدن ماه به این صورت

تصادفی نجومی بوده،

و فقط برای همه سخت است که قبول کنند

رابطه خاص ماه با زمین اتفاقی است.

نظریه برخورد بزرگ هنوز با مشکل مواجه بود،

و ما هنوز داشتیم سعی میکردیم
بفهمیم ماه چطور ساخته شده.

آن وقت روزی فرا رسید
که فهمیدم کجا اشتباه میکردم.

من و دانشجویم داشتیم به اطلاعات این
برخوردها با چرخش سریعتر نگاه میکردیم.

در آن روز، در واقع به ماه فکر نمیکردیم،

داشتیم به سیاره نگاه میکردیم.

سیاره از انرژی برخورد بسیار داغ

و تا اندازهای بخار میشود.

اما دادهها شبیه یک سیاره نبودند.

عجیب به نظر میرسید.

سیاره به طرز عجیبی
به صفحه دایرهای متصل بود.

آن حس بسیار هیجانانگیز را داشتم

که وقتی چیزی بسیار غلط ممکن است
بسیار جالب باشد به آدم دست میدهد.

در تمام محاسباتم،

فرض کرده بودم که یک سیاره داریم
با یک دیسک مجزا دور آن.

محاسبه آنچه درون دیسک بود
روش آزمایش ما برای تشخیص این بود

که آیا یک برخورد
قادر به ساختن ماه هست یا نه.

اما دیگر آن قدر ساده به نظر نمیرسید.

اشتباه ما این بود

که فکر میکردیم سیاره
همواره شبیه یک سیاره باقی میماند.

در آن روز، میدانستم که یک برخورد بزرگ
داشت چیزی کاملاً جدید میساخت.

من لحظات «یافتم» داشتهام.

این یکی از آنها نبود.

(خنده)

واقعاً نمیدانستم چه اتفاقی دارد میافتد.

این شیء غریب نو را پیش رو داشتم

و چالشی که سعی کنم و آن را بفهمم.

وقتی با ناشناخته مواجه میشوید چه میکنید؟

چطور حتی شروع میکنید؟

ما همه چیز را زیر سوال بردیم:

یک سیاره چیست؟

کی سیاره دیگر سیاره نیست.

با ایدههای جدید بازی میکردیم.

باید از شر طرز فکر قبلیمان راحت میشدیم،

و با بازی کردن، میتوانستم تمام دادهها

و تمام قوانین جهان واقعی را دور بیندازم،

و ذهنم را برای کاوش آزاد کنم.

و با ایجاد یک فضای ذهنی

که میتوانستم ایدههای
متحورانه را امتحان کنم

و بعد آنها را برای آزمایش
به دنیای واقعی برگردانم،

میتوانستم یاد بگیرم.

و با بازی کردن، خیلی یاد گرفتیم.

آزمایشهای آزمایشگاهم را
با مدلهای کامپیوتری ترکیب کردم

و کشف کردم که بعد از بیشتر برخوردهای بزرگ،

زمین بسیار داغ است، هیچ سطحی وجود ندارد.

فقط یک لایه عمیق گاز هست
که با افزایش عمق چگال و چگالتر میشود.

زمین شبیه مشتری خواهد شد.

چیزی نیست که روی آن بایستیم.

و این فقط بخشی از مشکل بود.

میخواستم کل مشکل را درک کنم.

نمیتوانستم از این چالش دست بکشم
و میخواستم بفهمم واقعاً

در یک برخورد بزرگ چه اتفاقی میافتد.

تقریباً دو سال طول کشید

که ایدههای قدیمی را دور بیندازم

و ایدههای نو بسازم

که دادهها را درک کنیم

و بفهمیم برای ماه چه معنایی دارند.

نوع جدیدی از جرم آسمانی کشف کردم.

یک سیاره نیست.

از سیارهها ساخته شده.

سیاره یک جسم است که گرانش آن

به اندازهای است که میتواند
شکل کروی آن را به وجود بیاورد.

به طور یکپارچه دوران میکند.

آن را داغتر کنید
و سرعت چرخش را بالا ببرید،

استوا بزرگ و بزرگتر میشود
تا به یک نقطه قله برسد.

از آن نقطه هم عبور کنید،

و مواد در استوا در یک
سطح دایرهای پخش میشوند.

تا اینجا تمام قوانین سیاره بودن شکسته شده.

دیگر نمیتواند یکپارچه دوران کند،

شکل آن تغییر میکند
و بزرگ و بزرگتر میشود؛

سیاره بدل به چیزی نو شده است.

نامی برای کشفمان انتخاب کردیم:

سینستیا.

نام آن را از خدایی به نام هِستیا گرفتیم،

خدای یونانی آتشدان و خانه،

زیرا فکر کردیم زمین به خانه تبدیل شده است.

پیشوند هم یعنی «همه با هم،»

تا بر ارتباط میان تمام مواد تاکید کنیم.

سینستیا چیزی است

که وقتی حرارت و چرخش سیاره را از مرز
شکل کروی عبور میدهد به آن تبدیل میشود.

دوست دارید یک سینستیا ببینید؟

(هلهله)

در تصویرسازی یکی از شبیهسازیهایم،

زمین جوان در حال چرخش
بعد از یک برخورد بزرگ است.

شکل آن تغییر کرده، اما سیاره ما

از آب روی سطحش قابل تشخیص است.

انرژی برخورد سطح

آب و جو را بخار میکند،

و در چند ساعت تمام گازها را
با هم مخلوط میکند.

کشف کردیم که بسیاری از برخوردهای بزرگ
به سینستیا منجر میشوند،

اما این اشیاء سوزان و درخشان دوامی ندارند.

سرد و منقبض میشوند،
و به شکل سیاره برمیگردند.

زمانی که سیارات سنگی مانند زمین
داشتند رشد میکردند،

احتمالاً یک یا چند بار
به سینستیا تبدیل شدهاند.

یک سینستیا برای حل مسئله خاستگاه ماه
راهی جدید به ما میدهد.

پیشنهاد ما این است که ماه درون یک
سینستیای بزرگ و پر از بخار شکل گرفته.

ماه از باران ماگما رشد کرده

که از متراکم شدن
بخار سنگها شکل گرفته است.

ارتباط مخصوص ماه با زمین

به این دلیل است که ماه

زمانی که زمین سینستیا بوده
درون زمین شکل گرفته است.

ماه ممکن است برای سالها
درون سینستیا در حال چرخش بوده باشد،

در حالی که از نظر پنهان بوده.

ماه زمانی نمایان میشود که سینستیا

در مدار خود در حال خنک شدن و جمع شدن است.

سینستیا تنها بعد از صدها سال سرد شدن

به سیاره زمین تبدیل شده است.

در نظریه جدید ما،

برخورد بزرگ یک سینستیا میسازد،

و سینستیا به دو جسم جدید تقسیم میشود،

و دوقلوهای همسان ایزوتوپی ما،
زمین و ماه را میسازد.

سینستیاها در تمام کائنات شکل میگیرند.

و ما فقط با یافتن آن
در تخیلاتمان متوجه آن شدیم:

چه چیز دیگری را
در دنیای اطرافم از قلم انداختهام؟

چه چیزی به خاطر فرضیات خودم
از دیدم پنهان مانده است؟

دفعه بعد که به ماه نگاه میکنید،

به یاد داشته باشید:

چیزهایی که فکر میکنید میدانید

ممکن است موقعیتی برای کشف
چیزی واقعاً شگفتانگیز باشند.

(تشویق)