Spokojnie na razie nie mam zamiaru się zajmować analizą wizji pustego księżyca. Po prostu mając chwilę wolnego i mając szacunek do wysiłku jaki wkłada nasz bloger Tadeusz Tumalski ( https://www.salon24.pl/u/tadeusz-tumalski/ ) w tym temacie, postanowiłem tak wstępnie pomysł liznąć i poddać go krytyce. Mam nadzieje że krytyka ta nie zostanie odebrana jako moja zła wola a posłuży ona do wznowienia dyskusji na ten temat, bo temat jest bez wątpienia ciekawy.
Bardzo ważne, że nawet jeżeli jakiś fragment interpretacji uznam za błędny nie oznacza to że pozostałe fragmenty interpretacji też są błędne. Na początek aby nie było różowo powiem że pomysł jakoby księżyc został niejako "wypluty" z wnętrza ziemi, nie za bardzo da się poprzeć obecną wiedzą, gdyż materia jaka znamy się przyciąga a nie odpycha. Wyrzucenie na orbitę tak dużej ilości materii ile ma księżyc musi "kosztować" ogromną ilością energii, którą skądś trzeba by było wziąć.
Często kiedy coś bardzo chcemy zaczynamy ignorować fakty które się z naszym chciejstwem nie zgadzają. Obecnie najbardziej powszechną teorią powstania księżyca jest teoria zderzenia dwóch planet pod niewielkim kątem, co pozwoliło na wyrzucenie sporej ilości materii na orbitę, z której to następnie powstał księżyc. Profesjonalną animacje można zobaczyć tutaj.
Postanowiłem sam się trochę pobawić i spróbować takie zderzenie symulować. Postanowiłem do tego użyć programu Algodoo http://www.algodoo.com/. Bardzo prosty programik do płaskich symulacji zachowań Fizycznych, oczywiście bardzo niedoskonały bardziej do zabawy niż do poważnych prac naukowych ale w tym przypadku nam wystarczy. Wynik potwierdził się z moją intuicją ale trzeba go traktować z dużą ostrożnością. Chodzi mi o wzbudzenie wyobraźni i rozpoczęcie dyskusji a nie udowadnianie czegoś.
Symulacja składa się z dwóch części. W pierwszej dochodzi do zderzenia dwóch ciał składających się z trzech typów elementów: ciężkich, średnio ciężkich i lekkich. W drugiej przedstawiłem orbitowanie księżyca który składa się z lżejszej skorupy i ciężkiego jądra z częściowo pustym środkiem.
Niby prymitywny program ale już pokazuje bardzo ciekawe mechanizmy. Przy zderzeniu elementy ciężkie które są w środku obu obiektów się łączą, co skutkuje znacznym zwiększeniem prędkości kątowej nowo powstałego obiektu. Mamy tu do czynienia z prawem zachowania momentu pędu, na początku kiedy obiekty są od siebie oddalone obracają się one wokół wspólnego środka ciężkości, posiadając bardzo duży moment bezwładności ale zarazem bardzo niewielką prędkość kątową. Gdy dochodzi do połączenia obu obiektów ich momenty bezwładności drastycznie zmalały co tez skutkuje bardzo dużym zwiększeniem prędkości kątowej
Siła zderzenia ale też duża prędkość kątowa powoduje wyrzucenie na orbity lżejszych elementów, które z czasem łączą się w większe gruby a następnie opada na nie lżejsze pozostałości zderzenia. Możemy więc wnioskować że satelita który utworzy się z tej materii będzie lżejszy od planety która powstała po zderzeniu. Chcę jeszcze przypomnieć że Ziemia ma bardzo silne pole magnetyczne i według obecnej wiedzy wynika to z szybkiego wirowania jądra ziemi. Można by też wnioskować że mechaniką powstania tego dynama jest skutkiem zderzenia dwóch planet.
Jednak jest pewien problem w tego typie symulacji, powstające w ten sposób satelity obracają się wokół własnej osi i mało prawdopodobne jest aby obrót ten był synchroniczny z ruchem orbitalnym, znaczy się że obrót wokół własnej osi jest identyczny jak okres okrążania planety. Jednak jak się okazuje satelity najczęściej mają obrót wokół własnej osi synchronizowany z ruchem orbitalnym.
https://pl.wikipedia.org/wiki/Ksi%C4%99%C5%BCyce_planet_w_Uk%C5%82adzie_S%C5%82onecznym
Co może być przyczyną synchronizacji obrotu wokół własnej osi z okresem ruchu orbitalnego?
Mniejsze satelity mogą mieć nierównomierne rozłożenie masy, czyli w pozycji kiedy jest obrócony cięższą stroną do środka ciężkości układu, posiada mniejszą energie potencjalną aniżeli jeżeli cięższa strona znajdzie się dalej od tego środka. A te zjawisko jest dobrze znane w Fizyce jako dążenie układu do uzyskania najniższego stany energetycznego.
Jednak większe ciała niebieskie (jak księżyc) były kiedyś bardzo gorące, czyli materia jaką posiadają była w stanie ciekłym. Gdy struktura jest ciekła to zaczyna się uporządkowywać, cięższe elementy opadają na dno, lżejsze wypływają na zewnątrz i tworzy się wyważona kula. Elementem spowalniającym obrót wokół własnej osi może być atmosfera lub oceany gdy ulegają one przyciąganiu przez inny obiekt, tak jak ziemia jest spowalniana przez pływy oceaniczne czy ruch atmosfery. Jednak nasz księżyc nie posiada ani atmosfery ani oceanów, co więc spowodowało synchronizacje?
Idea zaproponowana przez Tumalskiego wydaje się być logiczna. Dawno temu płynna struktura księżyca stygnie powodując powstanie twardej skorupy, jednak jądro nadal się ochładza zmniejszając swoją objętość. Jeżeli skorupa będzie na tyle wytrzymała aby się nie zapaść powinna powstać pustka a jądro zacznie się toczyć wokół skorupy, a tarcie tego toczenia powinno spowalniać obrót wokół własnej osi do czasu aż się on nie zsynchronizuje z ruchem orbitalnym.
Więc pomysł Tumalskiego wydaje się logiczny chociaż jego wizja jest mocno przerysowana
W schemacie tym pustka stanowi około 1/3 średnicy. Średnica księżyca to około 3,5 tyś kilometrów, czyli ta szczelina musiała by mieć około 1000 km. środek ciężkości księżyca musiałby być mocno przesunięty względem środka geometrycznego, co zapewne nie uszłoby uwadze astronomom. Nieco podpowiedzi jak głęboka może być ta szczelina pokazuje nam Merkury, jak się okazuje jest on nieco większy od księżyca. Na jego powierzchni są pęknięcia na setki kilometrów, w niektórych miejscach na 5 km wysokie, jak szacują naukowcy od początku istnienia skurczył się o około 13 km
https://nt.interia.pl/raporty/raport-kosmos/astronomia/news-merkury-skurczyl-sie-o-14-km,nId,1359368
Moja symulacja też ma dużą pustkę ale wynika to z bardziej przejrzystego pokazania idei, gdybym zrobił małą szczelinę to mogła by ona być niewidoczna dla widza.
