Da dove viene la Luna? Una nuova teoria

La Terra e la Luna sono una sorta di gemelle identiche, fatte degli stessi identici materiali, il che è molto strano, visto che nessuno dei corpi celesti che conosciamo condivide questo tipo di relazione chimica. A cosa è dovuta questa connessione speciale? Cercando risposte, la planetologa e vincitrice del premio Genius della fondazione MacArthur Sarah T. Stewart ha scoperto un nuovo tipo di oggetto astronomico, la sinestia, e un nuovo modo di risolvere il mistero delle origini della Luna.

A nessuno piace fare errori.

E io ne ho fatto uno gigantesco.

Capire cosa avevo sbagliato
mi ha portato verso una scoperta

che cambia completamente il modo
in cui pensiamo alla Terra e alla Luna.

Sono una planetologa,

e la mia attività preferita
è far scontrare i pianeti.

(Risate)

Nel mio laboratorio, posso sparare
alle rocce con cannoni come questo.

(Colpo di cannone)

(Risate)

Nei miei esperimenti,
posso generare le condizioni estreme

in cui si formano i pianeti.

Con i modelli virtuali,
posso far collidere interi pianeti

e farli crescere,

oppure distruggerli.

(Risate)

Voglio capire come creare
la Terra e la Luna

e perché la Terra è così diversa
dagli altri pianeti.

L'idea prevalente sulle origini
della Terra e della Luna

è definita "teoria dell'impatto gigante".

Secondo questa teoria, un corpo
grande quanto Marte colpì la giovane Terra

e la Luna si formò
dal disco di detriti attorno al pianeta.

La teoria può spiegare
molte cose riguardo la Luna,

ma ha un enorme difetto:

prevede che la Luna sia fatta soprattutto
del pianeta delle dimensioni di Marte,

che la Terra e la Luna
siano fatte di materiali differenti.

Ma non è quello che vediamo.

La Terra e la Luna sono, in realtà,
una sorta di gemelle identiche.

Il codice genetico dei pianeti
è scritto negli isotopi degli elementi.

La Terra e la Luna hanno isotopi identici.

Ciò significa che la Terra e la Luna
sono fatte degli stessi materiali.

È davvero strano
che la Terra e la Luna siano gemelle.

Tutti i pianeti sono composti
da materiali diversi,

perciò hanno tutti isotopi diversi,

hanno tutti il proprio codice genetico.

Nessun altro corpo planetario
ha la stessa relazione genetica.

Solo la Terra e la Luna sono gemelle.

Quando ho iniziato a lavorare
sulle origini della Luna,

c'erano scienziati che volevano rifiutare
l'intera idea dell'impatto gigante.

Non riuscivano a capire
come questa teoria potesse spiegare

la relazione speciale
tra la Terra e la Luna.

Stavamo tutti cercando
di pensare a nuove idee.

Il problema era
che non c'erano idee migliori.

Tutte le altre idee avevano difetti
ancora più grandi.

Così cercavamo di salvare
la teoria dell'impatto gigante.

Un giovane scienziato del mio gruppo

suggerì di provare a cambiare
la rotazione dell'impatto gigante.

Forse una rotazione più rapida della Terra
avrebbe mescolato più materiale

e avrebbe spiegato l'esistenza della Luna.

Pensammo a un impatto
con il pianeta grande quanto Marte

perché avrebbe potuto creare la Luna

e la durata del giorno terrestre.

Alla gente piaceva molto
quella parte del modello.

Ma se fosse stato qualcos'altro
a determinare la lunghezza del giorno?

Ci sarebbero molti più impatti possibili
che potrebbero aver creato la Luna.

Ero curiosa di sapere
cosa poteva accadere,

così provai a simulare
impatti giganti a rotazione più veloce,

e scoprii che è possibile creare un disco

composto dallo stesso miscuglio
di materia del pianeta.

Eravamo molto entusiasti.

Forse era questa la spiegazione
delle origini della Luna.

Il problema è che scoprimmo anche
che non è molto probabile.

Il più delle volte,
il disco è diverso dal pianeta,

e sembrava che la creazione della Luna
in questo modo

sarebbe stata una coincidenza astronomica,

ed era difficile per tutti
accettare l'idea

che la connessione speciale
tra la Luna e la Terra fosse solo un caso.

La teoria dell'impatto gigante
era ancora in crisi,

e stavamo ancora cercando di capire
come creare la Luna.

Poi arrivò il giorno
in cui capii di aver sbagliato.

Io e il mio studente

stavamo guardando i dati
degli impatti giganti a rotazione rapida.

Quel giorno, in realtà,
non stavamo pensando alla Luna,

stavamo guardando il pianeta.

Il pianeta diventa caldissimo

e viene parzialmente vaporizzato
dall'energia dell'impatto.

Ma i dati non rimandavano a un pianeta.

Sembrava davvero strano.

Il pianeta era stranamente
connesso al disco.

Provai quella sensazione
di enorme entusiasmo

tipica di quando qualcosa di sbagliato
potrebbe rivelarsi molto interessante.

In tutti i miei calcoli,

avevo dato per scontato che ci fosse
un pianeta con un disco separato.

Determinammo che cosa ci fosse nel disco

per verificare se un impatto
potesse creare la Luna.

Ma non sembrava più così semplice.

Stavamo facendo l'errore

di pensare che un pianeta avrebbe sempre
assomigliato a un pianeta.

Quel giorno scoprii che un impatto gigante
può creare qualcosa di nuovissimo.

Avevo avuto dei momenti d'illuminazione.

Ma questo non era uno di quelli.

(Risate)

Non sapevo davvero cosa stesse accadendo.

Avevo di fronte a me
questo strano nuovo oggetto

e la sfida di provare a comprenderlo.

Cosa fate quando vi trovate
di fronte all'ignoto?

Da dove iniziate?

Mettemmo in dubbio tutto:

Cos'è un pianeta?

Quand'è che un pianeta
non è più un pianeta?

Giocammo con nuove idee.

Dovemmo sbarazzarci
del nostro vecchio modo di pensare,

e giocando, mi liberai di tutti i dati,

di tutte le regole del mondo reale,

e lasciai che la mia mente
fosse libera di esplorare.

Creando uno spazio mentale

dove potevo sperimentare idee stravaganti

e riportarle nel mondo reale per testarle,

potevo imparare.

Giocando, imparammo molto.

Combinai i miei esperimenti
di laboratorio con i modelli digitali

e scoprii che dopo la maggior parte
degli impatti giganti,

la Terra è caldissima, non ha superficie.

C'è solo uno spesso strato di gas
che diventa più denso in profondità.

La Terra sarebbe stata come Giove,

dove non c'è niente su cui stare in piedi.

E questa era solo una parte del problema.

Volevo comprendere l'intero problema.

Non potevo abbandonare la sfida
di capire cosa stesse realmente succedendo

negli impatti giganti.

Ci sono voluti quasi due anni,

passati a scartare vecchie idee

e a costruirne di nuove,

per comprendere i dati

e capire quale fosse l'origine della Luna.

Scoprii un nuovo tipo
di oggetto astronomico.

Non è un pianeta.

È costituito da pianeti.

Un pianeta è un corpo la cui gravità

è abbastanza forte da conferirgli
una forma arrotondata.

Orbita tutto insieme.

Scaldandolo e girandolo più velocemente,

l'equatore cresce
finché non raggiunge un punto critico.

Oltrepassato il punto critico,

il materiale all'equatore
si estende in un disco.

Ora ha infranto tutte le regole
dell'essere un pianeta.

Non può più orbitare,

continua a cambiare forma
diventando sempre più grande;

il pianeta è diventato qualcosa di nuovo.

Abbiamo chiamato così la nostra scoperta:

sinestia.

Questo nome deriva da quello di Hestia,

la dea greca del focolare e della casa,

perché pensiamo
che la Terra lo sia diventata.

Il prefisso significa "insieme",

per enfatizzare la connessione
tra tutti i materiali.

Una sinestia è ciò che un pianeta diventa

quando calore e rotazione lo spingono
oltre il limite della forma sferoidale.

Vi piacerebbe vedere una sinestia?

(Acclamazioni)

In questa rappresentazione
di una delle mie simulazioni,

la giovane Terra
sta già ruotando velocemente

a causa del precedente impatto gigante.

È deformata, ma il nostro pianeta
sarebbe riconoscibile

dall'acqua sulla sua superficie.

L'energia dell'impatto
vaporizza la superficie,

l'acqua, l'atmosfera,

e mescola tutti i gas in pochissime ore.

Abbiamo scoperto
che molti impatti giganti creano sinestie,

ma questi oggetti ardenti e luminosi
non vivono a lungo.

Si raffreddano, si restringono
e ritornano pianeti.

Quando i pianeti rocciosi come la Terra
stavano crescendo,

probabilmente sono diventati sinestie
una o più volte.

La sinestia ci offre un nuovo modo

di risolvere il problema
delle origini della Luna.

Pensiamo che la Luna si sia formata
dentro un'enorme, vaporosa sinestia.

La Luna si è sviluppata
dalla pioggia di magma

che si è condensata dal vapore roccioso.

La connessione speciale
della Luna con la Terra

esiste perché la Luna
si è formata all'interno della Terra

quando la Terra era una sinestia.

La Luna potrebbe aver orbitato
dentro la sinestesia per anni,

nascosta alla vista.

La Luna è apparsa con il raffreddamento
e il restringimento della sinestia

nella sua orbita.

La sinestia si trasforma nel pianeta Terra

solo dopo essersi raffreddata
per migliaia di anni.

Nella nostra nuova teoria,

l'impatto gigante crea una sinestia,

la sinestia si divide in due nuovi corpi,

creando le nostre Terra e Luna,
isotopicamente identiche.

Le sinestie sono ovunque nell'universo.

E ce ne siamo accorti solo
trovandole nella nostra immaginazione:

Cos'altro mi sfugge
nel mondo intorno a me?

Cosa è nascosto alla mia vista
dalle mie stesse supposizioni?

La prossima volta che guarderete la Luna,

ricordate:

le cose che credete di conoscere

potrebbero essere un'opportunità

per scoprire qualcosa
di davvero incredibile.

(Applausi)