Pišući nedavno o teoriji o Mesecu, pomenuo sam i promenu njegove ose rotacije. Stvaranje Meseca je jedna od misterija koju solarni sistem nastavlja da čuva. Daleko najpopularnija teorija kaže da je naš satelit nastao udarom protoplanete Theie u mladu Zemlju. Ova teorija – koja je, usput, rođena zahvaljujući rezultatima analize Мesečevоg kamenja koje su sakupili astronauti 'Apolla' – još uvek važi, mada postoje određena nejasna mesta. Recimo, niko u potpunosti ne razume razliku između vidljive i skrivene strane našeg satelita. Nedavno smo videli moguće objašnjenje ove dihotomije prema kojoj bi vrućina naše planete mogla da bude uzrok različitih lunarnih lica.
Prema trenutnoj teoriji, udar koji se stvorio Aitkenov basen pomerio je Mesečevu osu za oko 15º.
Ali još jednu misteriju predstavlja Mesečeva osa rotacije. U teoriji, plimske sile između Meseca i Zemlje bi trebale da budu odgovorne za kružnu Mesečevu orbitu[1] i stabiliziraciju njegove ose rotacije na takav način da ona nije mogla da značajnije varira od vremena svog nastanka. Međutim, naučnici su pronašli određene dokaze o promeni ose rotacije, što nam može dati tragove o izvornoj orbiti našeg satelita i drugim geološkim procesima koji su obeležili njegovo poreklo.
Iako smo znali da se Mesečeva osa mogla malo da promeni od nastanka, nedavna istraživanja sugerišu da bi ta promena mogla da iznosi i do 15º. Doktori James Tuttle Keane i Isamu Matsuyama proučavali su evoluciju Meseca i zaključili da je prvi veliki sudar koji je pogodio na naš satelit bio onaj u basenu Aitken. Ovaj ogromni krater, prečnika 2500 km i dubine do 8,5 km, jedan je od najvećih u Sunčevom sistemu, iako se ne ističe toliko kao ostala Mesečeva mora, jer u vidljivom delu nije prekriven tamnim bazaltnim materijalima karakterističnim za mora na vidljivoj strani.
Udarac u mesto koje mi zovemo Aitken dogodio se na udaljenoj strani Meseca kada je naš satelit bio mnogo bliži Zemlji nego danas. Ali nakon stvaranja velikog kratera, Mesec se prilagodio svom novom ožiljku a njegova osa se nagnula za 15° a basen Aitken se približio južnom polu. Kasnije će se formirati ostali baseni i velika mora koja karakterišu vidljivo lice.
Ovaj rezultat je u koliziji s drugim sličnim analizama koje nam govore o još većoj promeni zanošenja polova. Zapravo, jedan članak objavljen u časopisu 'Nature' pre neku godinu ukazuje na to da je izvorna Mesečeva osa mogla da bude nagnuta između 32º i 40º u odnosu na trenutnu. Jedan tekst iz 2013, takođe objavljen u časopisu 'Nature', povećava nagnutost na čak 45º-60º. U potonjem slučaju naučnici su analizirali podatke japanske sonde 'Kaguya' o fosilnom magnetskom polju u Mesečevim stenama, zaostalom iz vremena kada je Mesečevo jezgro bilo rastopljeno. Ti su nam podaci omogućili da otkrijemo da je Mesečev dinamo morao da bude aktivan pre 4200-3560 miliona godina. U oba članka se nagađa da bi iza ove preorijentacije Mesečevih polova mogao da se nalazi neki veliki nebeski sudar.
Drugi istraživači su išli još dalje i čak predložili da je Mesec potpuno okrenuo svoju osu nakon bestijalnog udara (onog koji je stvorio Mare Smythii). Takva promena za 180° značila bi da je ono što je trenutno vidljiva strana Meseca bila zapravo... izvorna skrivena strana! Ova egzotična teorija se slaže s teorijskim modelima koji predviđaju veći broj utjecaja na udaljenoj strani, iako ona predstavlja mnoge druge probleme.
Ukratko, još uvek ne razumemo dobro procese koji su iznedrili naš lepi i gigantski satelit, ali čini se da, ako je nešto jasno, onda je to da Mesečeva osa nije uvek bila ovakva kakva je danas
Da li je Mesec stvarno nastao u kolosalnom sidaru?
Sistem Zemlja-Mesec je vrlo složen i teško ga je shvatiti. Kako su starogrčki astronomi, a pre njih i sumerski, uspevali da razumeju njegovo ciklično kretanje, da detaljno proračuvavaju dužinu trajanja i način kretanja Meseca?
Kako što može da se nazre, Mesec je neiscrpna tema. Zato nije čudo što smo u našoj enciklopediji čitavo jedne poglavlje posvetili Mesecu. Ovde ću ekskluzivno objaviti jedan deo tog poglavlja, onaj koji se odnosi na njegov nastanak. Zanimljivo je pročitati šta se o tome znalo pre par decenija, a šta danas.
Zorkić i ja pripremamo jednu akciju u vezi mojih knjiga ali da ne prejudiciram. U svakom slučaju, svako ko voli da na jednom mestu ima sve o kosmosu, nastanku, njegovoj krajnjoj sudbini, građi, solarnom sistemu i njegovim članovima, sondama, sa puno komparativnih tabela i podataka, a uz to i mnogo drugih stvari koje čine jednu enciklopediju o velikim otkrićima i pronalascima koji su promenili istoriju čovečanstva, nek se javi meni ili AM – dobiće knjigu po ceni palačinke!
1. Kako je nastao Mesec?
Postoji nekoliko (naučnih) teorija o tome kako je postao Mesec, i moguće ih je podeliti u tri osnovne kategorije.
Prva i možda najstarija hipoteza o njegovom postanku je tzv. kondenzaciona teorija, koja smatra da su Zemlja i Mesec ”sestre”, jedan dvojni sistem planeta nastao kondenzovanjem izotropne primordijalne mase međuzvezdanog gasa i prašine pre oko 4,8 milijardi godina. Logično je da bi se u takvom procesu stvorila dva tela vrlo slične hemijske i fizičke građe. Ali zbog nedostatka gvozdenog jezgra u Mesecu, ubrzo je postalo jasno da ova teorija nije tačna, pa su je naučnici uskoro (uglavnom) napustili. Teorija je naprasno oživela kada je 1954. godine znameniti holandski astronom Herard Piter Kajper (Gerard Pieter Kuiper, 1905-73) objavio svoju ideju[2], po kojoj su Zemlja i Mesec prvobitno bili okruženi gasovitim omotačem čija je radioaktivnost stvarala takvu toplotu da se Mesečevo jezgro istopilo, a dobar deo njegove materije i prašine bio odbačen ka Zemlji.
Još pre iznošenja Kajperove teze o dvojnim planetama, poznati britanski astro- nom i matematičar sa Kembridža, Džordž Hauard Darvin (George Howard Darwin, 1845-1912), drugi sin od petoro dece još poznatijeg prirodnjaka, izneo je 1878. godine jednu krajnje atraktivnu ideju[3]. Proučavajući plimske efekte Zemlje i Meseca, utvrdio je da se pre 4 milijarde godina Zemlja okretala oko svoje ose znatno brže nego danas i da je dan tada trajao svega pet časova[4]. Mladi Darvin je zaključio da se Mesec jednostavno ”otkačio” od tada žitke i brzorotirajuće Zemlje, smestivši se na današnju putanju i zadržavši današnji period okretanja kao posledicu gravitacionih interakcija dva tela.
Istaknuti kembridžki geolog Ozmond Fišer (Osmond Fisher, 1817-1914) utvrdio je 1892. godine da je (navodno) upravo Pacifički bazen ono mesto odakle se odvojio Mesec, a s obzirom da je pri njegovom formiranju korišćen materijal od koga se sastojao Zemljin omotač, upravo tu je trebalo da leži objašnjenje male specifične gustine našeg prirodnog satelita[5]. Međutim, Darvin-Fišerova teorija nije uspevala da objasni nagnutost Mesečeve putanje u odnosu na Zemljin ekvator.
Tokom tridesetih godina, engleski astronom, matematičar, statističar i geofizičar, Harold Džefris (Harold Jeffreys, 1891-1989), računski je dokazao da je zbog kočionih sila izazvanih unutrašnjim otporima u Zemljinoj kori bilo nemoguće bilo kakvo odvajanje materijala od nje.
Početkom pedesetih godina prošlog veka američki hemičar i nobelovac Harold Klejton Juri (Harold Clayton Urey[6], 1893-1981) i dr Horst Gerštenkorn (Horst Gerstenkorn) razvili su i treću teoriju, koja je ubrzo postala široko prihvaćena. Oni su smatrali da je Mesec nastao od međiplanetnih gasova i prašine negde u dubinama Sunčevog sistema, a da je usled neke anomalije do koje je moglo doći, recimo, udarom nekakvog asteroida, jednostavno ušao u privlačno polje Zemlje i njenom gravitacijom ostao tu zarobljen na današnjoj putanji[7].
Prema toj teoriji, Mesec dakle nije Zemljin ”sin”, već ”brat”. Jednom zarobljen, zbog dejstva plime i oseke (čija je današnja snaga oko 2x109 KS, a tada je sigurno bila mnogo veća), umesto da se udaljava od Zemlje, on se primakao još bliže svojoj ”sestri” (prema Džefrisu na samo 16.000 km[8]). Ravan Mesečeve putanje se postepeno naginjala, sve dok se nije našla vertikalno u odnosu na Zemljinu putanju. Taj proces se nastavljao; ravan se naginjala i dalje, sve dok se njegovo prvobitno kretanje ”unazad” nije pretvorilo u kretanje zapad-istok, a frikciona dejstva plime i oseke su uzrokovala sve veće udaljavanje od Zemlje.
U jednom delu ova je hipoteza sasvim prihvatljiva, ali ostaje nejasna tvrdnja da se Mesec u početku kretao po putanji u pravcu istok-zapad, da se njegova ravan stalno naginjala, ispravila i nastavila dalje sve dok se Mesec nije našao na jednoj eliptičnoj putanji krećući se oko Zemlje u pravcu zapad-istok.
Kada se pojavila (1952), ova teorija je bila mnogo privlačnija od Darvinove, ali se i ona zasnivala na čvrstom stavu da je Mesec primarno telo Sunčevog sistema a ne tamo neki deo Zemljinog jezgra, utičući time snažno na neke planetologe i njihova očekivanja da će na Mesecu pronaći tragove nastanka solarnog sistema. Zagovornici ove teorije nisu mogli da objasne nesklad sadašnjeg Mesečevog kretanja po putanji i vremenskog perioda potrebnog za to. Američki geolog Grov Džilbert (Grove KarlGilbert[9], 1843-1918) i nemački interdisciplinarac Alfred Vegener (Alfred Lothar Wegener[10], 1880-1930), a kasnije i ser Gordon Mekdonald (Sir Gordon MacDonald[11], 1885-1966) sugerisali su da je proces privlačenja uključivao više malih komada protomeseca, što je trebalo da objasni odnos parametara putanje i mase Meseca. Po ovoj teoriji, Mesec ne bi smeo da bude stariji od milijardu godina, što se pokazalo kao netačno, jer su planinski venci na Mesecu daleko stariji[12]. Vasionski program ”Apolo” je doneo na Zemlju dovoljno kamenja koje je potvrdilo netačnosti ove teorije.
A onda je 1975. godine u američkom naučnom časopisu ”Ikarus” objavljena teorija Vilijema Hartmana (William K.Hartmann) i Donalda Dejvisa (Donald R. Davis), koja predstavlja danas vodeću teoriju o nastanku Meseca[13]. Po njoj, pre oko 4,5 milijardi godina jedno nebesko telo velikih dimenzija, veličine Marsa [ponegde nazvano Teja (Theia)], pogodilo je polurastopljenu Zemlju, a od izbačeni stenovitih ostataka stvoren je Mesec. Donešeni uzorci Mesečevog tla pokazali su visok nivo izotopa kiseonika, istog onog koji je prisutan i na Zemlji, a nemaju ga stene na Marsu ili meteoriti prispeli sa drugih strana Sunčevog sistema. Takođe, kada bi druge, evolutivne teorije o nastanku Meseca bile tačne, bilo bi im jako teško da objasne zašto i druge planete nemaju slične satelite. (Samo još Pluton ima mesec čije su dimenzije uporedive sa njegovom veličinom).
Valja napomenuti da su još u predanjima starih Grka postojale priče o vremenima kada je ”Zemlja bila bez Meseca”, o čemu su pisali i glasoviti mislioci Demokrit i Anaksagora. Aristotel je pisao o Pelazgiancima, narodu koji je naseljavao ter- itoriju grčke Arkadije pre Helena, a koji su tu došli ”pre nego što je Mesec bio na nebu”, zbog čega su ih često nazivali i Proselencima. Pominje ih i Plutarh u ”Rimskim pitanjima”, kao i Ovidije, koji kaže: ”Arkađani su govorili da poseduju tu zemlju još od vremena kada se Jupiter nije ni rodio, i da su oni narod stariji od Meseca ”.
Slične priče postoje i u usmenim predanjima mnogih indijanskih plemena, kao na primer kod kolumbijskih indijanaca plemena Čibča (Chibcha) sa istočnih padina Kordiljera.
[1] Da, Mesečeva orbita oko Zemlje je skoro kružna – velika i mala poluosa elipse iznose 384.400 km odn. 383.800 km; razlika je samo 0,16%.
[2] Gerard P. Kuiper, ”On the Origin of the Lunar Surface Features”, National Academy of Sciences, Proceedings, vol. 40 (1954), str. 1.096-1.112.
[3] George H. Darwin, ”On the Precession of a Viscous Spheroid’, ”Nature”, Vol. 18, 1878, str. 580-582.
[4] Nepobitno je utvrđeno da je pre 500 miliona godina, u kambrijumu, dan trajao 21 sat, a pre samo 200 miliona godina 23 sata. Najviše zbog Meseca, Zemlja postepeno, skoro linearno, usporava svoju rotaciju.
Asimov je tvrdio da ako je po sredi postojana stopa usporavanja (od 1,7 sekundi na 1.000 vekova), onda je u vreme svog nastanka Zemlja pravila krug oko svoje ose za samo 12,7 sati.
[5] Specifična težina Zemlje je 5,515 g/cm3, a Meseca samo 3,35 g/cm3. Razlika nastaje zbog toga što Zemlja ima gvožđe/niklovo jezgro, a Mesec nema.
[6] Doktor i profesor sa Univerziteta Kolumbija. Nagradu za hemiju dobio je za otkriće deuterijuma (1934). Tokom II svetskog rata bio je u vodećem timu koji je radio na razvoju atomskog oružja.
[7] Horst Gerstenkorn, ”Uber Gezeitenreibung beim Zweikorperproblem” [”Ejfect of Tide Friction on the Two Body Problem”], Zeitschrift fur Astrophysik Vol. 36, 1955, str. 245-274; i Harold C. Urey, The Planets: ”Their Origin and Development”, (New Haven: Yale University Press, 1952), str. 25; takođe, ”The Origin of the Moon ’s Surface Features”, Deo I i II, ”Sky and Telescope”, jan. i feb. 1956; i ”The Chemistry of the Moon”, Proceedings of the Lunar and Planetary Exploration Colloquium Vol. 1, Broj. 3, 29. okt. 1958, str. 1.
[8] U literaturi se pominje da je Gerštenkorn izračunao da bi na nekoj minimalnoj putanji, koja bi bila 2,89 poluprečnika udaljena od Zemlje, Mesec proizvodio 8.000 puta veću plimu nego danas.
To je objavljeno u knjizi ”The Origin Of the Cambrian-Precambrian Unconformity” American Scientist, 54:4, 1966, str. 461-462 od Waltera Olsena.
[9] Veliki američki geolog. Istraživao je 1890. godine prastaro jezero Bonvil (Boneville) iz doba pleistocena, čiji današnji ostaci čine Veliko slano jezero (Great Salt Lake). Bio je 1899. godine član velike Harimanove naučne ekspedicije na Aljasku, pisao je o nastanku Nijagarinih vodopada, glacijaciji i morfologiji planina Sijera Nevade itd.
Danas i na Mesecu i na Marsu postoje krateri koji nose njegovo ime. Takođe, jedan krater na Marsu nosi ime po drevnom jezeru Bonvil.
[10] G. K. Gilbert, ”The Moon’s Face, A Study of the Origin of its Features”, Bulletin of the Philosophical Society, Washington, D. C., Vol. 12, 1893, str. 262; Alfred Wegener, ”Die Entstehung der Mondkrater” [”The Origin of the Lunar Craters”] (Braunschweig, 1921).
Otprilike u to vreme u Engleskoj je objavljena Vegenerova teorija o kontinentalnim pločama, što je izazvalo snažne reakcije među uniformitarističkim geolozima. (Wegener, ”The Origin of Continents and Oceans”, prevod IH nemačkog izdanja od J. Skerl, London: Methuen & Co., 1924).
[11] Poslednji britanski guverner Njufaundlenda. Nakon 1949. godine ta kolonija se referendumom pridružila Konfederaciji i postala kanadska pokrajina.
[12] Naučnici iz Nemačke i sa Oksforda su 2005. godine objavili da se starost Meseca procenjuje na 4,527±0,010 milijardi godina, što znači da je nastao samo 30-50 miliona godina nakon formi- ranja solarnog sistema.
[13] Dr Hartman i dr Dejvis su već bili upoznati sa jednim radom objavljivanim u Sovjetskom Savezu šezdesetih godina, koji je govorio o nastajanju planeta prostim gomilanjem, srašćivanjem ili akrecijom, bezbrojnih asteroidnih tela, tzv. planetezimala. Pionir u tom domenu je bio sovjetski astrofizičar i kasnije akademik SSSR-a, Viktor Safronov.
Dve godine kasnije istu teoriju, nazvanu Veliki udar (engl. Big Whack ili Big Splash), podržali su i istraživači sa Harvarda, A. Kameron (A. G. W. Cameron) i Vilijem Vord (William Ward). Oni su izučavali ugaoni momenat sistema Zemlja-Mesec i zaključili da je telo koje je izazvalo sudar,
Taja, moralo biti dimenzija trećine ili čak polovine veličine Zemlje - jednako veličini Marsa. Po njima, bilo je to pre 4,533 milijarde godina.
Postoji teorija da se to telo pre sudara nalazilo na istoj orbiti kao i mlada Zemlja, u jednoj od sta- bilnih Lagranžovih tačaka L4 ili L5.
