بودكاست التاريخ

الأصول القديمة للقمر: هل كان يومًا ما جزءًا من الأرض؟

الأصول القديمة للقمر: هل كان يومًا ما جزءًا من الأرض؟

كان أصل القمر موضوعًا للبحث لسنوات عديدة وتكثر النظريات حول إنشائه. تختلف الفرضيات من المقترحات غير العلمية ، مثل أن القمر هو مركبة فضائية ، إلى الفكرة المفضلة حاليًا وهي أنه تشكل منذ أكثر من 4.5 مليار سنة من سحابة كثيفة من الحطام نشأت عندما ضرب كوكب آخر الأرض في مراحله الأولى. تطوير. حتى أن العلماء لديهم اسم لهذا الجسم الفلكي المفترض ، والذي يعتقدون أنه يحتوي على حوالي 10 في المائة من كتلة الأرض - يسمونه ثيا ، على اسم الإلهة اليونانية أم إلهة القمر سيلين.

تم الحصول على الدليل الأولي لصالح هذه النظرية خلال بعثات أبولو مون ، منذ ما يقرب من خمسة عقود. أعاد رواد الفضاء حوالي نصف طن من صخور القمر من هذه البعثات ، وكشف التحليل عن تشابه مذهل بين المركبات الكيميائية الموجودة على القمر وتلك الموجودة على الأرض. تدعم الاكتشافات الأخرى هذه النظرية أيضًا ، بما في ذلك الأدلة التي تظهر تطابق عينات المياه التي تم جمعها من الهياكل البلورية في الصخور القمرية والمياه التي تم جمعها على الأرض.

كانت فرضية تصادم الأرض ثيا ، والمعروفة أيضًا باسم نظرية التأثير العملاق ، موجودة منذ فترة. إنه يعكس الإجماع العلمي الحالي حول هذه المسألة. لكنها لم تمر دون اعتراض ، سواء من قبل علماء الكواكب أو من خلال أحدث البيانات المتاحة.

إطلاق النار على حفرة عملاقة في نظرية التأثير العملاق

في اجتماع علمي عقد عام 2013 برعاية الجمعية الملكية في لندن ، تحدى الباحثون الفلكيون نظرية الاصطدام التقليدية علانية. بالاعتماد على عمليات المحاكاة المعقدة ، اقترحوا سيناريوهات جديدة تشير إلى أن الأمور قد لا تكون بهذه البساطة. في مقال بعنوان “Impact Theory Gets Whacked” ، والذي ظهر في عدد أكتوبر 2013 من المجلة علم، ناقش الفيزيائي والمراسل العلمي دانيال كليري الحجج التي قدمها علماء الكواكب المعارضون في هذا الاجتماع ، الذين أكدوا أن حدث اصطدام عملاق لا يمكن أن يكون قد خلق القمر كما نشاهده اليوم.

وفقًا لنماذج الكمبيوتر التي استخدمها هؤلاء العلماء ، يجب أن يتكون القمر الجديد الخارج من مثل هذا الحدث إلى حد كبير من المادة التي يتم حصادها من المصادم (ثيا). يجب أن يكون قمرنا قابلاً للتحديد بسهولة على أنه بقايا جسم فلكي مسحوق آخر ، إلا أن التشابه في التركيب الكيميائي الموجود عند مقارنة صخور القمر بصخور الأرض يوحي بمزج المواد بشكل أكبر مما تسمح به نظرية الاصطدام العملاق. وإذا كان الأمر كذلك ، فإما أنه لم يكن هناك تصادم ، أو أن قصة ذلك الاصطدام أكثر تعقيدًا مما كان يُعتقد في الأصل.

بدائل نظرية التأثير العملاق

لشرح التجانس الظاهر بين الأرض والقمر ، اقترح علماء الكواكب نسختين معدلتين من نظرية الاصطدام ، والمعروفة باسم الأرض سريعة الدوران والأرض ذات التأثير النصف. تمت مناقشة كلاهما في مقالات منفصلة ظهرت في إصدار 23 نوفمبر 2012 من علم.

بناءً على عمليات المحاكاة ، اقترح عالما الفيزياء الفلكية في جامعة هارفارد ماتيجا كوك وسارة ستيوارت أن اصطدامًا بكوكب يبلغ حجمه 1/200 من حجم الأرض يمكن أن يؤدي إلى تكوين القمر. تفترض هذه النظرية أن كوكبنا كان في مرحلة أولية وبالتالي يدور بمعدل أسرع بكثير مما هو عليه الآن. نتيجة لهذا الاصطدام ، تم طرد ما يكفي من المواد من عباءة الأرض سريعة الدوران لحساب كتلة القمر ، وللتجانس الموجود بين هذين الجسمين.

من خلال العمل على افتراضات متعارضة ، اقترح عالم الفيزياء الفلكية روبن كانوب من معهد الأبحاث الجنوبي الغربي في بولدر ، كولورادو نوعًا مختلفًا من الاصطدام. في ظل سيناريو نصف التأثير ، كانت الأرض قد تعرضت منذ 4.5 مليار سنة لجسم كوكبي بطيء الحركة له نفس الحجم. كان مستوى تدمير كلا الكوكبين عميقًا ومتساويًا تقريبًا ، مما يسمح لهما بالاختلاط معًا لتكوين كتلة من الحطام بخصائص مختلفة تمامًا عن الكواكب التي كانت موجودة قبل اصطدامهما.

في الماضي ، كانت نظريات كهذه تعتبر غير مقبولة. يبدو أن الأفكار الحالية حول ميكانيكا المدارات تستبعدها ، لأنها اقترحت أن كلا الجسمين يجب أن يدوران ويتحركان عبر الفضاء بشكل أسرع بكثير مما هما عليه اليوم.

ومع ذلك ، فإن الأفكار الجديدة حول كيفية تفاعل الشمس مع الأرض والقمر جاذبية قد غيرت الصورة.

بتطبيق مبدأ يسمى رنين الانبعاث ، والذي من شأنه أن يسمح للشمس بمنع حركات الأجسام التي تحتفظ بها في قبضتها الجاذبية ، يفترض بعض علماء الكواكب أن الأرض والقمر ربما فقدا سرعة كبيرة (الزخم الزاوي) على مدى 4.5 الماضية مليار سنة. إذا كان هذا صحيحًا ، فقد لا يكون هناك تعارض بين القيمة الحالية للزخم الزاوي لنظام الأرض والقمر وتنبؤات نظريات الأرض سريعة الدوران والأرض نصف التأثير.

نظرية التأثير العملاق تؤيد الرد

قد يكون فهمنا الحالي للنظام الشمسي ودينامياته الأساسية خاطئًا تمامًا وقد يحتاج إلى إعادة النظر ، إذا كانت الادعاءات المقدمة في اجتماع الجمعية الملكية لعام 2013 صحيحة في الواقع.

لكن منظري الاصطدام / الخلق رفضوا النزول دون قتال. قدم اكتشاف آخر ، تم الإعلان عنه بعد أقل من عام من اجتماع الجمعية الملكية ، أدلة جديدة تدعم فرضية الأرض-ثيا.

في إصدار يونيو 2104 من علم، ناقش الدكتور دانيال هيروارتز من جامعة جوتينجن في ألمانيا النتائج التي حصل عليها هو وفريق من الباحثين من دراسة عينات البازلت التي تم جمعها خلال هبوط أبولو على القمر. داخل هذه العينات ، وجدوا نظائر الأكسجين التي لها سمات كيميائية مختلفة عن النظائر التي تم جمعها من وشاح الأرض.

صرح الدكتور هيروارتز: "لقد وجدنا الآن اختلافات صغيرة بين القمر والأرض". "هذا يؤكد فرضية التأثير العملاق."

تم التنبؤ بوجود مثل هذه النظائر من خلال نظرية التأثير العملاق ، وهذا هو السبب في أن هذه النتائج التي توصل إليها الفريق الألماني مهمة. في وقت اجتماع الجمعية الملكية لعام 2013 ، لم يتم الكشف عن هذه الاكتشافات علنًا ، مما لم يمنح الحضور فرصة لتقييم تأثيرها.

تقييم الدليل

إذن أين يتركنا كل هذا اليوم؟ هل أثبت اكتشاف نظائر الأكسجين المتباينة في صخور القمر والأرض بشكل قاطع حقيقة نظرية التأثير العملاق (Earth-Theia)؟ أو ، هل الاكتشافات الجديدة حول الديناميكيات المحتملة لرنين التآكل تعطى للنظريات الأخرى قوة تفسيرية أكبر؟

وماذا عن التفسيرات المحتملة الأخرى ، بما في ذلك تلك التي يمكن تصنيفها على أنها غريبة؟ هل يمكن أن يكون القمر كائنًا اصطناعيًا ، تم تصميمه وبنائه بواسطة حضارة متقدمة ووضعه في مدار حول الأرض لجعل الكوكب أكثر ملاءمة للحياة ، أو لسبب آخر غير معروف؟

في كتابه المفضل لعبادة عام 1975 تحت الأرض "قمرنا الفضائي الغامض" ، جادل المؤلف دون ويلسون بأن الحالات الشاذة المتعلقة بحجم القمر وشكله وموقعه وخصائصه الفيزيائية تتفق مع النظرية القائلة بأنه كان سفينة فضاء عملاقة ، تم إنشاؤها بواسطة حضارة فضائية متقدمة مع قدرات تتجاوز قدراتنا بكثير. تم تطوير هذا الموضوع من قبل المؤلفين البريطانيين كريستوفر نايت وآلان باتلر ، اللذين في كتابهما الصادر عام 2006 "من بنى القمر؟" أثار احتمال أن يكون هذا العمل الفذ قد تحقق من قبل البشر الذين يسافرون عبر الزمن من مستقبل بعيد. لقد استندوا في هذا التأكيد إلى اكتشافهم لتزامن عددي وهندسي متعدد بين الأرض والشمس والقمر ، مما يعني ضمناً التصميم الذكي للأخير.

من السهل رفض مثل هذه الأفكار باعتبارها تخمينية مفرطة في أحسن الأحوال وعلمية زائفة في أسوأ الأحوال. لكن الشكوك التي تحجب الحقيقة حول أصل القمر وتشجع مثل هذه التكهنات لا تزال قائمة.

في حين أنه لا يزال خيار الإجماع بين معظم علماء الفيزياء الفلكية الذين فكروا في هذا السؤال ، فإن الأدلة المؤيدة لفرضية الأرض ثيا بالكاد ساحقة. تعمل الاختلافات الصغيرة الموجودة في نسب نظائر الأكسجين لصالحها ، لكن هذا لا يكفي لاستبعاد سيناريوهات الاصطدام الأخرى. في الواقع ، يبدو أن الأدلة الأكثر حداثة ، التي تم الحصول عليها من دراسة أجريت عام 2016 بواسطة باحثين من جامعة هارفارد وجامعة واشنطن في الولايات المتحدة ، تتعارض مع استنتاجات الباحثين الألمان الذين اعتقدوا أنهم أكدوا نظرية التأثير العملاق.

باستخدام أحدث تقنيات التحليل الكيميائي ، لم يتمكن العلماء الذين رعوا هذه الدراسة من العثور على اختلافات ملحوظة في صخور الأرض والقمر. على العكس من ذلك ، كشفت أبحاثهم أن هذه المواد كانت متساوية أكثر متجانسة مما كان يعتقد سابقا. علاوة على ذلك ، كشف تحليلهم الكيميائي عن أدلة تشير إلى أن الاصطدام الذي خلق القمر كان أكثر نشاطًا وكارثيًا مما توقعه نموذج التأثير العملاق.

وبالمثل ، لا يزال العديد من علماء الفيزياء الفلكية وعلماء الكواكب متشككين في فرضية طنين التكون. لا تزال المعرفة حول تفاصيل هذا التأثير محدودة ، حيث يشك الكثيرون في أنه مهم بما يكفي للحفاظ على قابلية بقاء نظريات تصادم الأرض سريعة الدوران ونصف التأثير.

فقط لأن بعض الفرضيات أكثر شيوعًا من غيرها لا يعني أن إحداهما أو الأخرى صحيحة. إذا قضى العلماء وقتًا غير عادي في البحث عن أدلة لتأكيد نظرياتهم الشخصية للحيوانات الأليفة ، فقد لا يمنحون جلسة استماع عادلة للبدائل الأخرى القابلة للتطبيق. يمكن أن تكون هذه مشكلة خاصة للألغاز العلمية التي لا يمكن اختبارها من خلال التجربة أو حلها عن طريق الملاحظة المباشرة ، وهو ما ينطبق بوضوح على العمليات التي خلقت القمر منذ أكثر من أربعة مليارات سنة.

ربما يلخص اقتباس من إيروين آي شابيرو ، المدير السابق لمركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، الارتباك المستمر حول أصل القمر.

قال شابيرو: "بالنظر إلى جميع الحالات الشاذة والأسئلة التي لم تتم الإجابة عنها بشأن القمر ، فإن أفضل تفسير للقمر هو خطأ الرصد. إنه غير موجود ".

تم إجراء هذا البيان بلا شك من خلال زرع اللسان بقوة في الخد. ومع ذلك ، فإنه ينقل بدقة مراوغة التاريخ الحقيقي للقمر.


أصل القمر

ال أصل القمر عادة ما يتم تفسيره من خلال اصطدام جسم بحجم المريخ بالأرض ، مما يجعل حلقة الحطام التي تم تجميعها في النهاية في قمر صناعي واحد طبيعي ، القمر ، ولكن هناك عددًا من الاختلافات في فرضية التأثير العملاق هذه ، بالإضافة إلى تفسيرات بديلة ، و يستمر البحث في كيفية ظهور القمر. [1] [2] تتضمن السيناريوهات المقترحة الأخرى الجسم الملتقط ، والانشطار ، والتشكل معًا (نظرية التكثيف ، سينستيا) ، والاصطدامات الكوكبية (التي تشكلت من أجسام تشبه الكويكبات) ، ونظريات الاصطدام. [3]

تشير فرضية الاصطدام العملاق القياسي إلى أن جسمًا بحجم المريخ ، يُدعى ثيا ، قد أثر على الأرض الأولية ، مما أدى إلى تكوين حلقة حطام كبيرة حول الأرض ، والتي تراكمت بعد ذلك لتشكل القمر. أدى هذا الاصطدام أيضًا إلى إمالة محور الأرض بمقدار 23.5 درجة ، مما تسبب في حدوث فصول السنة. [1] يبدو أن نسب نظائر الأكسجين للقمر متطابقة بشكل أساسي مع نظائر الأرض. [4] نسب نظائر الأكسجين ، والتي يمكن قياسها بدقة شديدة ، تعطي توقيعًا فريدًا ومميزًا لكل جسم في النظام الشمسي. [5] إذا كان ثيا كوكبًا أوليًا منفصلاً ، فمن المحتمل أن يكون له توقيع نظيري أكسجين مختلف عن الأرض البدائية ، كما هو الحال بالنسبة للمواد المختلطة المقذوفة. [6] أيضًا ، فإن نسبة نظير التيتانيوم للقمر (50 Ti / 47 Ti) تبدو قريبة جدًا من الأرض (في حدود 4 أجزاء في المليون) لدرجة أن القليل من كتلة الجسم المتصادم من المحتمل أن تكون جزءًا من القمر. [7]


الأصول القديمة للقمر: هل كان يومًا ما جزءًا من الأرض؟ - تاريخ

من أين أتى القمر؟

إجابة:

أي نظرية تشرح وجود القمر يجب أن تشرح بشكل طبيعي الحقائق التالية:

  • تُظهر الكثافة المنخفضة للقمر (3.3 جم / سم مكعب) أنه لا يحتوي على لب حديدي كبير مثل الأرض.
  • تحتوي صخور القمر على عدد قليل من المواد المتطايرة (مثل الماء) ، مما يعني خبيزًا إضافيًا لسطح القمر مقارنة بسطح الأرض.
  • الوفرة النسبية لنظائر الأكسجين على الأرض والقمر متطابقة ، مما يشير إلى أن الأرض والقمر تشكلت على نفس المسافة من الشمس.

تم اقتراح نظريات مختلفة لتشكيل القمر. يتم سرد أدناه هذه النظريات مع الأسباب التي تم استبعادها منذ ذلك الحين.

  • نظرية الانشطار: تقترح هذه النظرية أن القمر كان ذات يوم جزءًا من الأرض ومنفصلًا بطريقة ما عن الأرض في وقت مبكر من تاريخ النظام الشمسي. يعتبر حوض المحيط الهادئ الحالي هو الموقع الأكثر شعبية بالنسبة للجزء من الأرض الذي جاء منه القمر. كان يُعتقد أن هذه النظرية ممكنة نظرًا لأن تكوين القمر يشبه تكوين غلاف الأرض ويمكن للأرض التي تدور بسرعة أن تبتعد عن القمر من طبقاته الخارجية. ومع ذلك ، يجب أن يحتوي نظام الأرض والقمر الحالي على "دليل أحفوري" على هذا الدوران السريع ، وهو لا يحتوي كذلك. أيضًا ، لا تحتوي هذه الفرضية على تفسير طبيعي للخبز الإضافي الذي تلقته المادة القمرية.
  • نظرية الالتقاط: تقترح هذه النظرية أن القمر قد تشكل في مكان آخر في النظام الشمسي ، وتم التقاطه لاحقًا بواسطة مجال الجاذبية للأرض. يمكن تفسير التركيب الكيميائي المختلف للقمر إذا تشكل في مكان آخر في النظام الشمسي ، ومع ذلك ، فإن التقاطه في مدار القمر الحالي أمر غير محتمل للغاية. سيتعين على شيء ما أن يبطئها بالمقدار المناسب في الوقت المناسب تمامًا ، والعلماء مترددون في الإيمان بمثل هذا "الضبط الدقيق". أيضًا ، لا تحتوي هذه الفرضية على تفسير طبيعي للخبز الإضافي الذي تلقته المادة القمرية.
  • نظرية التكثيف: تقترح هذه النظرية أن القمر والأرض تكثفا بشكل فردي من السديم الذي شكل النظام الشمسي ، مع تكوين القمر في مدار حول الأرض. ومع ذلك ، إذا تشكل القمر بالقرب من الأرض ، فيجب أن يكون له نفس التكوين تقريبًا. على وجه التحديد ، يجب أن تمتلك نواة حديدية مهمة ، وهي ليست كذلك. أيضًا ، لا تحتوي هذه الفرضية على تفسير طبيعي للخبز الإضافي الذي تلقته المادة القمرية.

هناك نظرية واحدة لم تتم مناقشتها ، وهي مقبولة على نطاق واسع اليوم.

نظرية التأثير العملاق (تسمى أحيانًا نظرية الحلقة المقذوفة): تقترح هذه النظرية أن كوكبًا صغيرًا (أو كوكبًا صغيرًا) بحجم كوكب المريخ قد ضرب الأرض بعد تكوين النظام الشمسي مباشرة ، مما أدى إلى إخراج كميات كبيرة من المواد الساخنة من الطبقات الخارجية كلا الشيئين. تم تشكيل قرص من المواد التي تدور في مدارات ، وتلتصق هذه المادة في النهاية معًا لتشكل القمر في مدار حول الأرض. يمكن لهذه النظرية أن تفسر سبب تكوين القمر في الغالب من الصخور وكيف تم تسخين الصخور بشكل مفرط. علاوة على ذلك ، نرى أدلة في العديد من الأماكن في النظام الشمسي على أن مثل هذه الاصطدامات كانت شائعة في وقت متأخر من المراحل التكوينية للنظام الشمسي. تتم مناقشة هذه النظرية بشكل أكبر أدناه.

المزيد عن نظرية التأثير العملاق

في منتصف السبعينيات ، اقترح العلماء سيناريو التأثير العملاق لتشكيل القمر. كانت الفكرة هي أن تأثيرًا خارج المركز لجسم بحجم المريخ تقريبًا مع أرض صغيرة يمكن أن يوفر للأرض دورانًا أوليًا سريعًا ، ويطلق ما يكفي من الحطام في المدار لتشكيل القمر. إذا كانت المادة المقذوفة تأتي في المقام الأول من عباءة الأرض والاصطدام ، فإن الافتقار إلى نواة قمرية كبيرة يمكن فهمه بسهولة ، ويمكن أن تفسر طاقة الاصطدام التسخين الإضافي للمواد القمرية التي يتطلبها تحليل عينات الصخور القمرية التي تم الحصول عليها بواسطة رواد فضاء أبولو.

منذ ما يقرب من عقد من الزمان ، لم يصدق معظم العلماء نظرية التأثير العملاق. ومع ذلك ، في عام 1984 ، أدى مؤتمر مخصص لأصل القمر إلى مقارنة نقدية للنظريات الموجودة. ظهرت نظرية التأثير العملاق من هذا المؤتمر بدعم إجماع تقريبًا من قبل العلماء ، معززة بنماذج جديدة لتشكيل الكواكب التي اقترحت أن التأثيرات الكبيرة كانت في الواقع أحداثًا شائعة جدًا في المراحل المتأخرة من تكوين كوكب الأرض.

الفكرة الأساسية هي: منذ حوالي 4.45 مليار سنة ، شهد كوكب الأرض الشاب - عمره 50 مليون سنة فقط في ذلك الوقت وليس الجسم الصلب الذي نعرفه اليوم - أكبر حدث تصادم في تاريخه. تشكل جسم كوكبي آخر بكتلة كوكب المريخ تقريبًا بالقرب من مدار وضعه في مسار تصادم مع الأرض. عندما اصطدمت الأرض الفتية وهذا الجسم المارق ، كانت الطاقة المعنية أكبر بمئة مليون مرة من الحدث اللاحق الذي يُعتقد أنه قضى على الديناصورات. دمر الاصطدام العملاق المبكر الجسم المارق ، ومن المحتمل أن يكون قد تبخر الطبقات العليا من وشاح الأرض ، وقذف كميات كبيرة من الحطام إلى مدار الأرض. تشكل قمرنا من هذا الحطام.


حقوق الصورة: Joe Tucciarone


من أين أتى القمر؟

لا يوجد قمر صناعي آخر كبير ، بالنسبة إلى الكوكب الذي يدور حوله ، مثل القمر. كيف انتهى الأمر بالأرض مع مثل هذا الجار الضخم؟

القمر لغزا. يمكن للجميع على الأرض رؤيتها ، لكننا لا نرى سوى جانب واحد منها. إنه يؤثر على المد والجزر في المحيط ، عندما تمارس الحيوانات الجنس وعلى ما يبدو حتى كيف ينام الناس.

حتى عام 1969 ، لم يذهب أحد إلى القمر. حتى في عام 2015 ، بعد نصف قرن تقريبًا ، لم يكن هناك سوى 12 شخصًا تافهًا.

بفضل رواد الفضاء الذين زاروا القمر ، جنبًا إلى جنب مع العديد من المسابير غير المأهولة التي كانت موجودة أيضًا ، نحن الآن نعرف الكثير عن مكياج القمر. ولكن على الرغم من كل هذه المعرفة ، لا يزال العلماء يكافحون من أجل سؤال يبدو بسيطًا: من أين جاء القمر.

هل انفصلت بطريقة ما عن الأرض؟ هل كانت تتجول في النظام الشمسي قبل أن تُمسك بها وتُجبر على تطويقنا إلى الأبد؟ أو هل حدث شيء مروع تمامًا لتحقيقه؟

لم يتمكن أسلافنا من الوصول إلى القمر ، لكن هذا لم يمنعهم من التفكير في مصدره.

بعد الحرب العالمية الثانية ، ترسخت فكرة مختلفة تمامًا

قدم عالم الفلك والفيزيائي والفيلسوف الإيطالي جاليليو جاليلي مساهمة مبكرة عندما نجح في صنع تلسكوب قوي أظهر القمر بتفاصيل أكبر بكثير مما كان ممكنًا من قبل.

في أوائل القرن السابع عشر ، أظهر جاليليو أن للقمر منظر طبيعي مشابه لمنظر الأرض. كانت وعرة وجبالها وسهولها. كان هذا أول تلميح إلى أن الأرض والقمر قد تشكلتا معًا بطريقة ما.

تقدم سريعًا إلى القرن التاسع عشر ، وكان لدى ابن تشارلز داروين جورج فكرة.اقترح أنه عندما كانت الأرض صغيرة ، كانت تدور بسرعة كبيرة ، ونتيجة لذلك طار جزء منها إلى الفضاء وشكل القمر. من المفترض أن المحيط الهادئ هو الندبة الناتجة عن هذا "الانشطار".

لم تحصل هذه النظرية على الكثير من الجاذبية ، وبعد الحرب العالمية الثانية ترسخت فكرة مختلفة تمامًا.

اقترح الكيميائي هارولد أوري بدلاً من ذلك أن القمر جاء من جزء آخر من المجرة ، وتم سحبه بواسطة جاذبية الأرض أثناء مروره.

لم يكونوا متأكدين مما إذا كان بإمكان الأرض التقاط القمر دون تعطيل مداره

نظرية الالتقاط تحصل على الكثير من الصواب. القمر كبير مقارنة بالأرض ، بشكل غير معتاد بالنسبة للقمر الصناعي ، ولكن إذا تشكل في مكان آخر ، فهذا أمر منطقي فجأة. تفسر النظرية أيضًا حقيقة أنها تواجهنا دائمًا بنفس الجانب ، حيث يمكن أن يحدث هذا عندما يتم التقاط الأشياء.

ومع ذلك ، كان بعض العلماء غير مقتنعين. لم يكونوا متأكدين مما إذا كان بإمكان الأرض التقاط القمر دون تعطيل مداره. كما اعتقدوا أن الاثنين ربما يصطدمان.

كان هناك حل ممكن. إذا كان الغلاف الجوي للأرض كبيرًا بدرجة كافية في ذلك الوقت ، فقد يكون قد تصرف مثل وسادة هوائية عملاقة ، مما يؤدي إلى إبطاء القمر قبل أن يتمكن من الهروب مرة أخرى إلى الفضاء. لكن هذا يبدو غير مرجح إلى حد ما.

احتاج علماء القمر إلى نظرية تتفق مع العديد من الملاحظات الرئيسية. على وجه الخصوص ، القمر كبير نسبيًا. كما أنها تتسارع ، مما يعني أنها تبتعد تدريجياً عن الأرض.

تم تكليف رواد فضاء أبولو بإعادة عينات من صخور القمر

إحدى الأفكار المطروحة كانت نظرية التراكم. يفترض هذا أن الأرض والقمر تشكلت معًا من قرص مادة عملاق يحيط بالثقب الأسود.

هذه النظرية ماتت بسرعة. لم تستطع تفسير السرعة التي يدور بها القمر حول الأرض. أيضًا ، قدر علماء الفلك أن القمر كان نصف كثافة الأرض ، مما يشير إلى أنهم ربما لم يتشكلوا من نفس قرص التراكم. أخيرًا ، لم يكن هناك ما يشير إلى وجود ثقب أسود.

هذا يعني أن نظرية القبض على أوري ظلت سائدة طوال الستينيات ، عندما بدأت الولايات المتحدة في محاولة إرسال مهمة مأهولة إلى القمر. إذا كان أوري على حق ، فيجب أن يكون للقمر تركيبة كيميائية مختلفة عن الأرض.

لاختبار ذلك جزئيًا ، تم تكليف رواد فضاء أبولو بإعادة عينات من صخور القمر. البيانات من تلك الصخور فجرت كل النظريات الموجودة إلى أشلاء.

الضحية الأولى كانت نظرية الانشطار لجورج داروين. أظهرت عينات الصخور القمرية أن القمر كان أقدم بكثير من المحيط الهادئ الذي كان من المفترض أن يأتي منه.

تلقت نظرية القبض على أوري أيضًا ضربة مطرقة

يقول أليكس هاليداي من جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة: "كانت أقدم الصخور على القمر هي تلك الصخور البيضاء". نظرًا لأن هذا المعدن ليس كثيفًا جدًا ، فإنه يطفو عادةً على الصهارة المنصهرة ، لذلك كان من الممكن العثور عليه بالقرب من سطح الأرض وليس في الداخل.

ومع ذلك ، يبلغ عمر الطبقة الخارجية من قشرة الأرض حوالي 200 مليون سنة فقط. لا يمكن أن يكون مصدر صخور القمر.

تلقت نظرية القبض على أوري أيضًا ضربة مطرقة.

لدهشة الجميع ، كشفت عينات من الصخور القمرية والتربة أن القمر يكاد يكون متطابقًا كيميائيًا مع الأرض. سيكون ذلك غير مرجح للغاية إذا تشكلوا على مسافة بعيدة ، كما اقترح أوري.

أدى أبولو إلى "فترة من الارتباك العميق"

أظهرت الصخور أيضًا أن القمر تشكل بعد حوالي 29 مليون سنة من الأجسام الأخرى المماثلة في الحجم في النظام الشمسي.

يبدو أنه كان له بداية نارية. تشير المناطق المظلمة من سطحه إلى أنه كان مغطى بالكامل بمحيط عميق من الصهارة السائلة.

أي نظرية عن أصل القمر يجب أن تأخذ في الحسبان كل هذا. لم تكن أي من النظريات الحالية على مستوى الوظيفة ، لذلك أدى أبولو إلى "فترة من الارتباك العميق" ، وفقًا لورقة بحثية أعدها جاي ميلوش عام 2014 من جامعة بوردو في ويست لافاييت بولاية إنديانا. "تم الحصول على العديد من الحقائق التفصيلية حول القمر والهيليب من صخور القمر ، ولكن لم تظهر صورة واضحة عن مصدره."

في عام 1975 ، بعد ثلاث سنوات من هبوط أبولو النهائي ، تم طرح فكرة جديدة. كانت فرضية التأثير العملاق ، كما أصبحت معروفة ، مثيرة بشكل واضح.

تسبب التأثير في دوران جزء من الطبقة الخارجية للأرض وتشكيل كرة عملاقة منصهرة

عندما كان النظام الشمسي يتشكل قبل 4.5 مليار سنة ، كانت هناك كل أنواع الصخور المتطايرة. لذلك اقترح ويليام هارتمان ودونالد ديفيس من معهد علوم الكواكب في توكسون بولاية أريزونا أن أحدهما قد اصطدم بالأرض.

لا بد أنها كانت صخرة كبيرة جدًا: بحجم كوكب المريخ ، الذي تبلغ كتلته عُشر كتلة الأرض. أطلق هذا الكوكب الافتراضي ، الملقب بـ Theia ، ضربة جانبية هائلة مثل الكرة البيضاء في لعبة البلياردو.

تسبب التأثير في دوران جزء من الطبقة الخارجية للأرض وتشكيل كرة عملاقة منصهرة. كانت هذه الكرة ستشتعل لامعة ، وتحتل حوالي ثلث سماء الأرض ، حتى تبرد وتتحرك بعيدًا.

تمت محاكاة هذا الاصطدام في أجهزة الكمبيوتر ، وهو يعمل بشكل جيد إلى حد ما. بالنسبة للمبتدئين ، يمكن أن يفسر سبب كون اللب الحديدي للقمر حوالي نصف حجم الأرض. نواة ثيا تتراكم في قلب الأرض ، لذلك لم يحصل القمر على الكثير.

يصف هاليداي التأثير بأنه "أقل تفسير"

كما يفسر سبب احتواء القمر على عدد قليل جدًا من "المواد المتطايرة" ، تلك العناصر التي تتبخر بسهولة وتتحول إلى غازات. دفعتهم حرارة الاصطدام إلى الفضاء.

أخيرًا ، يمكن أن تفسر الأحجام النسبية للأرض وثيا سرعة مدار القمر.

ونتيجة لذلك ، يسمي هاليداي التأثير بأنه "أقل تفسير للأسوأ". لكن لا يزال لديها مشكلة واحدة كبيرة.

إنها نفس المشكلة التي أخرجت نظرية القبض على Urey عن مسارها: فالأرض والقمر متشابهان كيميائيًا للغاية.

إذا كانت ثيا موجودة ، فإنها لم تترك أي أثر على القمر

توجد العديد من العناصر كمتغيرات مختلفة بشكل دقيق تسمى النظائر. تتكون كل ذرة من ثلاثة أنواع من الجسيمات الأصغر ، تسمى البروتونات والإلكترونات والنيوترونات. يجب أن تحتوي كل ذرة من عنصر معين على نفس عدد البروتونات والإلكترونات ، لكن عدد النيوترونات يختلف ، مما يؤدي إلى ظهور نظائر.

تعمل النظائر كنوع من بصمات الأصابع الكيميائية. إذا كانت لديك مادة غامضة ، فإن النظر إلى مزيج النظائر التي تحتويها يمكن أن يعطيك فكرة عن مصدرها.

في حالة الصخور القمرية ، يجب أن تأتي بعض النظائر من الأرض وبعضها من ثيا ، لذلك يجب أن يكون التركيب النظيري في مكان ما بين الاثنين. لكنها في الحقيقة هي نفسها تقريبًا مثل الأرض. إذا كانت ثيا موجودة ، فإنها لم تترك أي أثر على القمر.

هذه مشكلة كبيرة لفرضية التأثير العملاق.

حتى الآن ، لم تقتل فرضية التأثير

تعتبر نظائر التنجستن والسيليكون صعبة بشكل خاص ، لأنها تنتج أثناء تكوين نوى الكواكب.

يقول هاليداي: "لكل كوكب تاريخ مختلف في تكوين اللب ، لذلك تتوقع الحصول على إشارة مختلفة". "تشير هذه النظائر إلى أن ذرات القمر هي الأرض نفسها".

يسمي ميلوش هذا الاكتشاف "أزمة النظائر". لكن حتى الآن ، لم تقتل فرضية التأثير.

أبسط تفسير ممكن هو أن ثيا تصادف أن يكون لها نفس التوقيع النظيري تمامًا مثل الأرض ، ربما لأنها تشكلت في مكان قريب. ومع ذلك ، أشارت عمليات محاكاة النظام الشمسي المبكر إلى أن احتمال حدوث ذلك أقل من 1٪.

تماشياً مع ذلك ، لا توجد أجسام أخرى معروفة في النظام الشمسي لها نفس التركيب النظائري مثل الأرض والقمر. يرغب العلماء في جمع عينات من النيزك من الزهرة وعطارد لمعرفة ما إذا كانوا يتشاركون في نظائر متشابهة ، لكن هذه لقطة طويلة.

المشكلة هي أن ثيا لابد وأن تكون قد ضربت الأرض بضربة خاطفة

بدلاً من ذلك ، ربما كان التأثير شديدًا لدرجة أن ثيا والأرض ذابتا واختلطت ذراتهما معًا. هذا من شأنه أن يفسر سبب تشابه الأرض والقمر الآن ، لكن ليس من الواضح ما إذا كان مثل هذا التأثير الكارثي قد حدث.

كما تم اقتراح أن جسم المصادم كان مصنوعًا في الغالب من الجليد. هناك الكثير من هذه الكرات الجليدية في النظام الشمسي الخارجي ، ويمكن للمرء أن يضرب الأرض بسرعة عالية.

ولكن حتى ذلك الحين ، يمكن فقط اشتقاق 73٪ من القمر من الأرض ، وهو ما لا يكفي لتفسير النظائر. تكمن المشكلة في أن ثيا يجب أن تضرب الأرض بضربة خاطفة ، وإلا فإن القمر سينتهي في مدار مختلف ، وهذه الضربة الجانبية تفسد النظائر.

ربما لم تضرب ثيا ضربة خاطفة بعد كل شيء. في عام 2012 ، توصل ماتيجا أوك وسارة ستيوارت من جامعة هارفارد في كامبريدج بولاية ماساتشوستس إلى طريقة لتجنب ذلك.

كان من الممكن أن تكون ثيا أصغر بكثير مما كان يعتقد سابقًا

اقترحوا أن الأرض كانت تدور بالفعل بسرعة كبيرة عندما اصطدمت ثيا بها. إذا كانت الأرض تدور بسرعة ، فقد كان هناك بالفعل ما يكفي من الزخم لإرسال القمر إلى المدار الصحيح. لم تكن هناك حاجة لضربة خاطفة: كان بإمكان ثيا أن تضرب الأرض وجهاً لوجه.

وهذا يعني أن ثيا كان من الممكن أن تكون أصغر بكثير مما كان يعتقد سابقًا ، حوالي 2٪ من كتلة الأرض. وهذا يعني بدوره أن القمر يمكن أن يتكون أساسًا من مادة من الأرض.

يقول ميلوش إن هذه الفكرة "زعزعت الأرضية تحت كل الأساليب السابقة".

في أبريل 2015 ، ظهر المزيد من الأدلة لدعم فرضية التأثير العملاق.

إنه يجعل التشابه الغريب بين الأرض والقمر أسهل قليلاً في التفسير

أجرت أليساندرا ماستروبونو باتيستي من المعهد الإسرائيلي للتكنولوجيا في حيفا وزملاؤها محاكاة أكثر تفصيلاً للأجسام التي كانت تدور حول النظام الشمسي المبكر.

ووجدوا أن الأجسام التي اصطدمت بالكواكب كانت مشابهة لتلك الكواكب أكثر مما كان متوقعًا في السابق. فبدلاً من أن تكون ثيا والأرض متشابهة جدًا بنسبة 1٪ ، كانت الاحتمالات أقرب إلى 20٪.

هذه ليست احتمالات رائعة ، لكنها تجعل التشابه الغريب بين الأرض والقمر أسهل قليلاً في التفسير.

ومع ذلك ، فإن المهمة لم تنته بعد. يقول ستيوارت: "ما زلنا نفتقد شيئًا ما".

ربما لا ينبغي أن نتفاجأ من أن جزءًا من قصة أصلها يعتمد على الحظ الأعمى

يعتقد معظم الباحثين الآن أن الحل سيكون نسخة من فرضية التأثير العملاق ، لكنها لا تزال بحاجة إلى بعض التغيير والتبديل لشرح النظائر بشكل مقنع.

تكمن المشكلة الأكبر في العثور على نظرية يبدو بموجبها كل جانب من جوانب الأرض والقمر مرجحًا بشكل معقول. طالما تتطلب النظرية أن يكون لدى ثيا كتلة معينة ، أو أن تضرب الأرض بالطريقة الصحيحة ، فستظل دائمًا عرضة للشك.

ومع ذلك ، فإن جزءًا من سبب كل الاهتمام بتكوين القمر هو أنه أمر غير معتاد. ربما لا ينبغي أن نتفاجأ كثيرًا من أن جزءًا من قصة أصلها يعتمد على الحظ الأعمى.


اصل القمر

كان اثنان من كبار العلماء في PSI ، وهما الدكتور ويليام ك. هارتمان والدكتور دونالد آر ديفيز ، أول من اقترح الفرضية الحديثة الرائدة حول أصل القمر ، في ورقة بحثية نُشرت عام 1975 في مجلة إيكاروس.

حقوق التأليف والنشر اللوحة وليام ك.هارتمان

الفكرة باختصار:

في الوقت الذي تشكلت فيه الأرض قبل 4.5 مليار سنة ، كانت الأجسام الكوكبية الأصغر الأخرى تنمو أيضًا. ضرب أحدها الأرض في وقت متأخر من عملية نمو الأرض ، مما أدى إلى تفجير الحطام الصخري. ذهب جزء من هذا الحطام إلى مدار حول الأرض وتجمع في القمر.

لماذا هذه فرضية جيدة:

  • الأرض لها لب حديدي كبير ، لكن القمر ليس كذلك. هذا لأن حديد الأرض قد استنزف بالفعل في اللب بحلول الوقت الذي حدث فيه الاصطدام العملاق. لذلك ، فإن الحطام المتطاير من كل من الأرض والاصطدام جاء من عباءاتهم الصخرية المستنفدة للحديد. انصهر اللب الحديدي للاصطدام عند الاصطدام واندمج مع اللب الحديدي للأرض ، وفقًا لنماذج الكمبيوتر.
  • يبلغ متوسط ​​كثافة الأرض 5.5 جرام / سم مكعب ، لكن كثافة القمر تبلغ 3.3 جم / سم مكعب فقط. والسبب هو نفسه أن القمر يفتقر إلى الحديد.
  • للقمر نفس تركيب نظائر الأكسجين تمامًا مثل الأرض ، في حين أن صخور المريخ والنيازك من أجزاء أخرى من النظام الشمسي لها تركيبات مختلفة من نظائر الأكسجين. هذا يدل على أن القمر تشكل مادة تشكلت في جوار الأرض.
  • إذا دعت نظرية حول أصل القمر إلى عملية تطورية ، فإنها تواجه صعوبة في تفسير سبب عدم وجود أقمار مماثلة للكواكب الأخرى. (فقط بلوتو لديه قمر يمثل جزءًا ملموسًا من حجمه.) امتلكت فرضيتنا للتأثير العملاق ميزة استدعاء حدث كارثي عشوائي قد يحدث فقط لكوكب واحد أو اثنين من أصل تسعة.

ماذا كانت بعض الأفكار السابقة؟

  1. كانت إحدى النظريات المبكرة هي أن القمر هو عالم شقيق تشكل في مدار حول الأرض أثناء تشكل الأرض. فشلت هذه النظرية لأنها لا تستطيع تفسير سبب نقص الحديد في القمر.
  2. كانت الفكرة المبكرة الثانية هي أن القمر تشكل في مكان آخر في النظام الشمسي حيث يوجد القليل من الحديد ، ثم تم التقاطه في مدار حول الأرض. فشل هذا عندما أظهرت الصخور القمرية نفس تركيبة النظائر مثل الأرض.
  3. كانت الفكرة الثالثة المبكرة هي أن الأرض المبكرة كانت تدور بسرعة كبيرة لدرجة أنها انفصلت عن القمر. ستنتج هذه الفكرة قمرًا مشابهًا لغطاء الأرض ، لكنها فشلت عندما أشار تحليل الزخم الزاوي الكلي والطاقة المتضمنة إلى أن نظام الأرض والقمر الحالي لا يمكن أن يتشكل بهذه الطريقة.

من أين أتت النظرية؟

كان هارتمان وديفيز على دراية بالعمل المنجز في الاتحاد السوفيتي في الستينيات ، بشأن تجميع الكواكب من عدد لا يحصى من الأجسام الشبيهة بالكويكبات تسمى الكواكب الصغيرة. كان رائد الكثير من هذا العمل عالم فيزياء فلكية روسي يُدعى في إس سافرونوف.

بالتركيز على الأفكار العامة لسافرونوف ، أجرى هارتمان وديفيز حسابات لمعدل نمو ثاني أكبر جثث ثاني وثالث أكبر ، إلخ ، في المنطقة المجاورة للأرض ، حيث كانت الأرض نفسها تنمو. مثلما يحتوي حزام الكويكبات اليوم على أكبر كويكب (سيريس) يبلغ قطره 1000 كم ، والعديد من الأجسام الأصغر في نطاق 300-500 كم ، فإن منطقة مدار الأرض كان لديها عدة أجسام يصل حجمها إلى حوالي نصف حجم زراعة الأرض. كانت فكرتنا أنه في حالة الأرض (ولكن ليس الكواكب الأخرى) حدث التأثير متأخرًا بما فيه الكفاية ، وفي مثل هذا الاتجاه بالنسبة لدوران الأرض ، تم إلقاء تلك المادة المتوسطة الوفيرة بما يكفي لتكوين قمر.

كيف تطورت النظرية؟

بعد أن قدمنا ​​النظرية لأول مرة في عام 1974 في مؤتمر حول الأقمار الصناعية ، نهض باحث جامعة هارفارد AGW كاميرون ليقول إنه كان هو ووليام وارد يعملان أيضًا على نفس الفكرة ، لكنهما جاءا من دافع مختلف - دراسة الزخم الزاوي في النظام - وأنهم استنتجوا أن الجسم المتأثر يجب أن يكون بحجم المريخ تقريبًا (ثلث أو نصف حجم الأرض). تم نشر ورقتنا في عام 1975 (هارتمان وديفيز ، إيكاروس, 24، 504-505) نشر كاميرون وورد ملخصًا عن هذه الفكرة في مؤتمر Lunar Science في عام 1976 ، بعد عامين من ورقة PSI.


خمس ساعات بعد التأثير، استنادًا إلى نمذجة الكمبيوتر بواسطة A. Cameron و W. Benz و J. Melosh وآخرين. حقوق التأليف والنشر وليام ك.هارتمان

قام طومسون وستيفنسون ببعض الأعمال في عام 1983 حول تكوين الأقمار الصغيرة في قرص الحطام الذي تشكل حول الأرض بعد الاصطدام. ومع ذلك ، بشكل عام ، ضعفت النظرية حتى عام 1984 عندما تم تنظيم اجتماع دولي في كونا ، هاواي ، حول أصل القمر. في ذلك الاجتماع ، ظهرت فرضية التأثير العملاق باعتبارها الفرضية الرائدة وظلت في هذا الدور منذ ذلك الحين. وصف الدكتور مايكل دريك ، مدير قسم علوم الكواكب بجامعة أريزونا ، هذا الاجتماع مؤخرًا بأنه ربما يكون الأكثر نجاحًا في تاريخ علم الكواكب.

قام معهد القمر والكواكب (هيوستن) بنشر مجموعة من الأوراق من ذلك الاجتماع في كتاب عام 1986 ، أصل القمر ، الذي حرره عالم PSI ويليام هارتمان ، جنبًا إلى جنب مع جيفري تايلور وروجر فيليبس. يظل هذا الكتاب المرجع الرئيسي في هذا الموضوع. في غضون ذلك ، حاول باحثون مثل ويلي بنز ، وجاي ميلوش ، وآيه جي دبليو كاميرون ، وآخرون نماذج حاسوبية للتصادم العملاق ، لتحديد كمية المواد التي ستذهب إلى المدار. تم استخدام بعض هذه النتائج من قبل هارتمان لرسم اللوحات على صفحة الويب هذه ، في محاولة لإظهار كيف كان سيبدو التأثير لمراقب بشري (إذا كان البشر موجودون - لم يأتوا إلا بعد 4.5 مليار سنة. !)

في التسعينيات ، كتب الدكتور روبن كانوب درجة الدكتوراه. أطروحة حول أصل القمر وفرضية التأثير العملاق ، والتي أنتجت نمذجة جديدة لتجمع الحطام في أقمار صغيرة ، وفي النهاية ، في القمر نفسه. يواصل الدكتور كانوب نمذجة عملية التراكم القمري.

الحالة الحالية:

في عام 1997 ، تلقى عمل الدكتور كانوب قدرًا كبيرًا من الدعاية من قبل مصادر الأخبار الإعلامية ، حيث اعتقد البعض خطأً أن التأثير العملاق كان فكرة جديدة تمامًا. اقترح عمل كانوب المبكر ، الذي قدم في يوليو 1997 ، أن الحطام الناتج عن الاصطدام قد لا يكون قمرًا ، ولكن فقط سرب من الأقمار الصغيرة. أدى عملها الأخير (خريف 1997) إلى مزيد من "النجاح" في تجميع الحطام في قمر واحد.

في PSI ، عملنا مع العديد من الباحثين الرائدين لاقتراح عمل جديد أو ميكانيكا التراكم باستخدام متغير من نموذج بناء كوكب PSI. لكن هذا العمل لم يتم تمويله.

هارتمان ، دبليو كيه ودي آر ديفيز 1975 إيكاروس, 24, 505.

هارتمان ، دبليو ك. 1997. تاريخ موجز للقمر. تقرير الكواكب. 17, 4-11.

هارتمان ، دبليو ك. ورون ميلر 1991. تاريخ الأرض (نيويورك: شركة وركمان للنشر)


محتويات

إن الاسم الصحيح المعتاد باللغة الإنجليزية للقمر الصناعي الطبيعي للأرض هو ببساطة القمر، برأس مال M. [18] [19] الاسم قمر مشتق من اللغة الإنجليزية القديمة مينا، والتي (مثلها مثل جميع المتشابهات الجرمانية) تنبع من Proto-Germanic * مينون، [20] والتي تأتي بدورها من Proto-Indo-European * مونسيس "الشهر" [21] (من وقت سابق *أنا لا، مضاف * مينيس) التي قد تكون مرتبطة بفعل "قياس" (الوقت). [22]

من حين لآخر ، الاسم لونا / ˈ l uː n ə / يستخدم في الكتابة العلمية [23] وخاصة في الخيال العلمي لتمييز قمر الأرض عن الآخرين ، بينما في الشعر تم استخدام "لونا" للإشارة إلى تجسيد القمر. [24] سينثيا / ˈ s ɪ n θ i ə / هو اسم شعري آخر ، على الرغم من ندرته ، لأن القمر جسد كإلهة ، [25] بينما سيلين / s ə ˈ l iː n iː / (حرفيا "القمر") هي إلهة القمر اليونانية.

الصفة الإنجليزية المعتادة المتعلقة بالقمر هي "القمر" ، مشتقة من الكلمة اللاتينية للقمر ، لينا. وصفة سيليني / s ə l iː n i n / ، [26] مشتق من الكلمة اليونانية للقمر ، σελήνη selēnē، ويستخدم لوصف القمر على أنه عالم وليس ككائن في السماء ، وهو نادر ، [27] بينما يشبهه سيلينيك كان في الأصل مرادفًا نادرًا [28] ولكنه يشير الآن دائمًا تقريبًا إلى عنصر السيلينيوم الكيميائي. [29] ومع ذلك ، فإن الكلمة اليونانية للقمر توفر لنا البادئة سيلينو-، مثل تصوير السيلنوغرافيا، ودراسة السمات الفيزيائية للقمر ، وكذلك اسم العنصر السيلينيوم. [30] [31]

كانت إلهة البرية والصيد اليونانية ، أرتميس ، مساوية للديانا الرومانية ، التي كان أحد رموزها القمر والتي غالبًا ما كانت تُعتبر إلهة القمر ، وكانت تسمى أيضًا سينثيا ، من مسقط رأسها الأسطوري على جبل سينثوس. [32] تنعكس هذه الأسماء - Luna و Cynthia و Selene - في المصطلحات الفنية لمدارات القمر مثل أبولون, pericynthion و سيلينتريك.

يشير التأريخ النظيري لعينات القمر إلى أن القمر تشكل بعد حوالي 50 مليون سنة من أصل النظام الشمسي. [33] [34] تاريخيًا ، تم اقتراح العديد من آليات التكوين ، [35] ولكن لم يشرح أي منها بشكل مرض ميزات نظام الأرض والقمر. سيتطلب انشطار القمر من القشرة الأرضية من خلال قوة الطرد المركزي [36] معدل دوران أولي كبير جدًا للأرض. [37] يعتمد التقاط الجاذبية لقمر تم تشكيله مسبقًا [38] على الغلاف الجوي الممتد بشكل غير مجد للأرض لتبديد طاقة القمر العابر. [37] إن التكوين المشترك للأرض والقمر معًا في قرص التراكم البدائي لا يفسر استنفاد المعادن في القمر. [37] لا يمكن لأي من هذه الفرضيات أن تفسر الزخم الزاوي العالي لنظام الأرض والقمر. [39]

النظرية السائدة هي أن نظام الأرض والقمر تشكل بعد اصطدام عملاق بجسم بحجم كوكب المريخ (سميت بهذا الاسم ثيا) مع بروتو إيرث. أدى الاصطدام إلى دفع المواد إلى مدار الأرض ثم تراكمت المواد وشكلت القمر [40] [41] بعيدًا عن حد روش للأرض البالغ

2.56 ص . [42] أفضل تفسير لهذه النظرية هو الدليل.

يُعتقد أن التأثيرات العملاقة كانت شائعة في النظام الشمسي المبكر. أنتجت المحاكاة الحاسوبية للتأثيرات العملاقة نتائج تتوافق مع كتلة اللب القمري والزخم الزاوي لنظام الأرض والقمر. تُظهر هذه المحاكاة أيضًا أن معظم القمر مشتق من المسبار ، وليس من الأرض البدائية. [43] ومع ذلك ، تشير عمليات المحاكاة الحديثة إلى أن جزءًا أكبر من القمر مشتق من الأرض البدائية. [44] [45] [46] [47] تمتلك أجسام أخرى من النظام الشمسي الداخلي مثل المريخ وفيستا ، وفقًا للنيازك ، تركيبات مختلفة جدًا من الأكسجين والتنغستن مقارنة بالأرض. ومع ذلك ، فإن للأرض والقمر تركيبات نظيرية متطابقة تقريبًا. يمكن تفسير المعادلة النظيرية لنظام الأرض والقمر بخلط ما بعد الاصطدام للمادة المتبخرة التي شكلت الاثنين ، [48] على الرغم من أن هذا موضع نقاش. [49]

أطلق الاصطدام الكثير من الطاقة ثم عاودت المادة المنبعثة تراكمها في نظام الأرض والقمر. هذا من شأنه أن يذيب الغلاف الخارجي للأرض ، وبالتالي يكون محيط الصهارة. [50] [51] وبالمثل ، فإن القمر الذي تم تشكيله حديثًا قد تأثر أيضًا وكان له محيط الصهارة القمري الخاص به ويقدر عمقه من حوالي 500 كم (300 ميل) إلى 1737 كم (1،079 ميل). [50]

بينما تشرح نظرية التأثير العملاق العديد من خطوط الأدلة ، لا تزال بعض الأسئلة دون حل ، ومعظمها يتعلق بتكوين القمر. [52]

في عام 2001 ، أبلغ فريق في معهد كارنيجي بواشنطن عن القياس الأكثر دقة للتوقيعات النظيرية للصخور القمرية. [53] كان للصخور من برنامج أبولو نفس التوقيع النظيري مثل الصخور من الأرض ، حيث تختلف عن جميع الأجسام الأخرى تقريبًا في النظام الشمسي. كانت هذه الملاحظة غير متوقعة ، لأنه كان يُعتقد أن معظم المواد التي شكلت القمر جاءت من ثيا ، وأُعلن في عام 2007 أن هناك فرصة أقل من 1٪ لوجود توقيعات نظيرية متطابقة بين ثيا والأرض. [54] عينات أبولو القمرية الأخرى كان لها في عام 2012 نفس تركيب نظائر التيتانيوم مثل الأرض ، [55] والذي يتعارض مع ما هو متوقع إذا تشكل القمر بعيدًا عن الأرض أو مشتق من ثيا. يمكن تفسير هذه التناقضات من خلال الاختلافات في نظرية التأثير العملاق.

القمر عبارة عن شكل إهليلجي متدرج قليلاً جدًا بسبب تمدد المد والجزر ، مع إزاحة محوره الطويل بمقدار 30 درجة عن مواجهة الأرض ، بسبب شذوذ الجاذبية من أحواض التصادم. شكله أكثر استطالة مما يمكن أن تفسره قوى المد والجزر الحالية. يشير هذا "الانتفاخ الأحفوري" إلى أن القمر تجمد عندما دار في نصف المسافة الحالية للأرض ، وأنه الآن بارد جدًا بحيث لا يتكيف شكله مع مداره. [56]

الهيكل الداخلي

التركيب الكيميائي لسطح القمر [57]
مجمع معادلة تكوين
ماريا المرتفعات
السيليكا SiO2 45.4% 45.5%
الألومينا ال2ا3 14.9% 24.0%
جير CaO 11.8% 15.9%
أكسيد الحديد الثنائي الحديد O 14.1% 5.9%
مغنيسيا MgO 9.2% 7.5%
ثاني أكسيد التيتانيوم TiO2 3.9% 0.6%
أكسيد الصوديوم نا2ا 0.6% 0.6%
99.9% 100.0%

القمر عبارة عن جسم متمايز كان في البداية في حالة توازن هيدروستاتيكي ولكنه ابتعد عن هذه الحالة منذ ذلك الحين. [58] لها قشرة وغطاء ونواة متميزة جيوكيميائيا. للقمر قلب داخلي صلب غني بالحديد بنصف قطر ربما يصل إلى 240 كيلومترًا (150 ميلًا) ولبًا خارجيًا سائلًا مصنوعًا أساسًا من الحديد السائل بنصف قطر حوالي 300 كيلومتر (190 ميل). يوجد حول اللب طبقة حدية منصهرة جزئيًا يبلغ نصف قطرها حوالي 500 كيلومتر (310 ميل). [59] [60] يُعتقد أن هذه البنية قد تطورت من خلال التبلور الجزئي لمحيط الصهارة العالمي بعد وقت قصير من تشكل القمر قبل 4.5 مليار سنة. [61]

كان من الممكن أن يؤدي تبلور محيط الصهارة هذا إلى تكوين غطاء مافيك من ترسيب وغرق معادن الزبرجد الزيتوني ، والكلينوبروكسين ، والأورثوبيروكسين بعد أن تبلور حوالي ثلاثة أرباع محيط الصهارة ، ويمكن أن تتشكل معادن بلاجيوجلاز منخفضة الكثافة وتطفو في قشرة فوقها. . [62] السوائل النهائية المتبلورة كانت ستُحصر في البداية بين القشرة والعباءة ، مع وفرة عالية من العناصر غير المتوافقة والمُنتِجة للحرارة. [1] تماشيًا مع هذا المنظور ، فإن رسم الخرائط الجيوكيميائية المصنوعة من المدار يشير إلى قشرة من الأنورثوسيت في الغالب. [14] تؤكد عينات صخور القمر من حمم الفيضان التي اندلعت على السطح من الذوبان الجزئي في الوشاح تركيب الوشاح المافيك ، وهو غني بالحديد أكثر من الأرض. [1] يبلغ متوسط ​​سمك القشرة حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا). [1]

القمر هو ثاني أكثر الأقمار الصناعية كثافة في المجموعة الشمسية بعد آيو. [63] ومع ذلك ، فإن اللب الداخلي للقمر صغير ، حيث يبلغ نصف قطره حوالي 350 كيلومترًا (220 ميلًا) أو أقل ، [1] حوالي 20٪ من نصف قطر القمر. إن تركيبته غير مفهومة جيدًا ، ولكن من المحتمل أن تكون سبائك من الحديد المعدني مع كمية صغيرة من الكبريت والنيكل تحليلات الدوران المتغير الزمني للقمر تشير إلى أنه منصهر جزئيًا على الأقل. [64] الضغط في قلب القمر يقدر بـ 5 جيغا باسكال. [65]

حقل مغناطيسي

للقمر مجال مغناطيسي خارجي يقل عمومًا عن 0.2 نانوتيسلا ، [66] أو أقل من مائة ألف من الأرض. لا يمتلك القمر حاليًا مجالًا مغناطيسيًا ثنائي القطب عالميًا ، ومن المحتمل أن يكون قد تم اكتساب مغنطة القشرة فقط في وقت مبكر من تاريخه عندما كان الدينامو لا يزال يعمل. [67] [68] ومع ذلك ، في وقت مبكر من تاريخها ، قبل 4 مليارات سنة ، كانت شدة مجالها المغناطيسي قريبة على الأرجح من قوة الأرض اليوم. [66] يبدو أن مجال الدينامو المبكر هذا انتهى قبل حوالي مليار سنة ، بعد أن تبلور قلب القمر تمامًا. [66] نظريًا ، قد تنشأ بعض المغنطة المتبقية من المجالات المغناطيسية العابرة التي تم إنشاؤها أثناء التأثيرات الكبيرة من خلال تمدد سحب البلازما. تتولد هذه السحب أثناء الاصطدامات الكبيرة في المجال المغناطيسي المحيط. ويدعم ذلك موقع أكبر مغنطيسات قشرية تقع بالقرب من الأضداد لأحواض التصادم العملاقة. [69]

جيولوجيا السطح

تم قياس تضاريس القمر باستخدام مقياس الارتفاع بالليزر وتحليل الصور المجسمة. [70] الميزة الطبوغرافية الأكثر شمولاً هي حوض القطب الجنوبي - أيتكين العملاق البعيد الجانب ، ويبلغ قطره حوالي 2،240 كم (1،390 ميل) ، وهي أكبر فوهة على سطح القمر وثاني أكبر فوهة صدمية مؤكدة في النظام الشمسي. [71] [72] على عمق 13 كم (8.1 ميل) ، تكون الأرضية هي أخفض نقطة على سطح القمر. [71] [73] تقع أعلى ارتفاعات سطح القمر مباشرة إلى الشمال الشرقي ، والتي ربما تكون قد زادت سماكتها بسبب تأثير التشكيل المائل لحوض القطب الجنوبي - أيتكين. [74] أحواض تأثير كبيرة أخرى مثل Imbrium و Serenitatis و Crisium و Smythii و Orientale تمتلك ارتفاعات إقليمية منخفضة وحواف مرتفعة. [71] يكون الجانب البعيد من سطح القمر أعلى بحوالي 1.9 كم (1.2 ميل) من الجانب القريب. [1]

يشير اكتشاف منحدرات الصدوع إلى أن القمر قد تقلص بنحو 90 مترًا (300 قدم) خلال المليار سنة الماضية. [75] توجد سمات انكماش مماثلة على عطارد. لقد تصدع وتحول حوض ماري فريجوريس بالقرب من القطب الشمالي الذي كان يُفترض منذ فترة طويلة أنه ميت جيولوجيًا. نظرًا لعدم احتواء القمر على صفائح تكتونية ، فإن نشاطه التكتوني يكون بطيئًا وتتطور التشققات حيث يفقد الحرارة. [76]

الميزات البركانية

تسمى السهول القمرية المظلمة وغير المميزة نسبيًا ، والتي تُرى بوضوح بالعين المجردة ماريا (اللاتينية تعني "البحار" المفرد فرس) ، حيث كان يُعتقد في السابق أنها مليئة بالماء ، [77] ومن المعروف الآن أنها برك كبيرة صلبة من الحمم البازلتية القديمة. على الرغم من أن البازلت القمري يشبه البازلت الأرضي ، إلا أنه يحتوي على المزيد من الحديد ولا يوجد معادن تتغير بواسطة الماء. [78] اندلعت غالبية رواسب الحمم البركانية أو تدفقت في المنخفضات المرتبطة بأحواض التصادم. تم العثور على العديد من المقاطعات الجيولوجية التي تحتوي على براكين درع وقباب بركانية داخل الجانب القريب "ماريا". [79]

تقع جميع ماريا تقريبًا على الجانب القريب من القمر ، وتغطي 31٪ من سطح الجانب القريب [80] مقارنة بـ 2٪ من الجانب البعيد. [81] من المحتمل أن يكون هذا بسبب تركيز العناصر المنتجة للحرارة تحت القشرة على الجانب القريب ، مما قد يتسبب في تسخين الوشاح الأساسي ، والذوبان جزئيًا ، والارتفاع إلى السطح والانفجار. [62] [82] [83] اندلعت معظم الفرس البازلتية للقمر خلال فترة إمبريان ، قبل 3.0-3.5 مليار سنة ، على الرغم من أن بعض العينات المؤرخة بالقياس الإشعاعي تعود إلى 4.2 مليار سنة. [84] اعتبارًا من عام 2003 ، يبدو أن دراسات إحصاء الحفرة عن الثورات البركانية الأصغر تشير إلى أنها تشكلت قبل 1.2 مليار سنة على الأقل. [85]

في عام 2006 ، وجدت دراسة أجريت على Ina ، وهو منخفض صغير في Lacus Felicitatis ، ميزات خشنة وخالية من الغبار نسبيًا ، وبسبب عدم تآكل الحطام المتساقط ، بدا أن عمرها مليوني عام فقط. [86] الزلازل القمرية وانبعاثات الغاز تشير أيضًا إلى استمرار النشاط القمري. [86] تم التعرف على أدلة على البراكين القمرية الأخيرة في 70 بقعة فرس غير منتظمة ، يبلغ عمر بعضها أقل من 50 مليون سنة. يثير هذا احتمال وجود وشاح قمري أكثر دفئًا مما كان يُعتقد سابقًا ، على الأقل في الجانب القريب حيث تكون القشرة العميقة أكثر دفئًا بسبب التركيز الأكبر للعناصر المشعة. [87] [88] [89] [90] تم العثور على أدلة على وجود براكين بازلتية عمرها 2-10 مليون سنة داخل فوهة البركان لويل ، [91] [92] داخل حوض أورينتال. قد يكون مزيج من الوشاح الأكثر سخونة في البداية والتخصيب المحلي للعناصر المنتجة للحرارة في الوشاح مسؤولاً عن الأنشطة المطولة على الجانب البعيد في حوض أورينتال. [93] [94]

تسمى مناطق القمر ذات اللون الفاتح تيرا، أو بشكل أكثر شيوعًا المرتفعات، لأنهم أعلى من معظم ماريا. لقد تم تأريخها إشعاعيًا لتكوينها قبل 4.4 مليار سنة ، وقد تمثل بلاجيوجلاز تراكمًا من محيط الصهارة القمرية. [84] [85] على عكس الأرض ، لا يُعتقد أن الجبال القمرية الرئيسية قد تشكلت نتيجة للأحداث التكتونية. [95]

من المحتمل أن يعكس تركيز ماريا على الجانب القريب القشرة السميكة إلى حد كبير لمرتفعات الجانب البعيد ، والتي ربما تكونت في تأثير بطيء السرعة لقمر ثانٍ للأرض بعد بضع عشرات الملايين من السنين من تكوين القمر. [96] [97] بدلاً من ذلك ، قد يكون نتيجة تسخين المد والجزر غير المتكافئ عندما كان القمر أقرب بكثير إلى الأرض. [98]

تأثير الحفر

إحدى العمليات الجيولوجية الرئيسية التي أثرت على سطح القمر هي الصدمة ، [99] مع الفوهات التي تشكلت عندما تصطدم الكويكبات والمذنبات بسطح القمر. تشير التقديرات إلى أن هناك ما يقرب من 300000 حفرة يزيد عرضها عن كيلومتر واحد (0.6 ميل) على الجانب القريب من القمر. [100] يعتمد المقياس الزمني الجيولوجي القمري على أبرز أحداث الصدمات ، بما في ذلك هياكل Nectaris و Imbrium و Orientale التي تتميز بحلقات متعددة من المواد المرتفعة ، يتراوح قطرها بين مئات وآلاف الكيلومترات وترتبط بمئزر عريض من رواسب المقذوفات التي تشكل أفقًا طبقيًا إقليميًا. [101] يعني الافتقار إلى الغلاف الجوي والطقس والعمليات الجيولوجية الحديثة أن العديد من هذه الحفر محفوظة جيدًا. على الرغم من تأريخ عدد قليل فقط من الأحواض متعددة الحلقات بشكل نهائي ، إلا أنها مفيدة في تحديد الأعمار النسبية. نظرًا لتراكم الحفر الناتجة عن الاصطدام بمعدل ثابت تقريبًا ، يمكن استخدام حساب عدد الحفر لكل وحدة مساحة لتقدير عمر السطح. [101] الأعمار الإشعاعية للصخور الذائبة التي تم جمعها خلال مجموعة بعثات أبولو بين 3.8 و 4.1 مليار سنة: تم استخدام هذا لاقتراح فترة قصف ثقيل متأخر من التأثيرات المتزايدة. [102]

مغطاة فوق قشرة القمر عبارة عن طبقة مفتتة للغاية (مقسمة إلى جزيئات أصغر باستمرار) وتتأثر بطبقة سطحية مزروعة تسمى الثرى ، تتشكل من عمليات الاصطدام. الثرى الدقيق ، التربة القمرية لزجاج ثاني أكسيد السيليكون ، لها ملمس يشبه الثلج ورائحة تشبه البارود المستهلك. [103] يعتبر الثرى للأسطح القديمة أكثر سمكًا بشكل عام من الأسطح الأصغر سنًا: يتفاوت سمكه من 10 إلى 20 كم (6.2-12.4 ميل) في المرتفعات و 3-5 كيلومترات (1.9-3.1 ميل) في ماريا. [104] تحت طبقة الثرى المطحونة ناعماً يوجد ال megaregolith، وهي طبقة من صخور الأساس شديدة التصدع بسمك عدة كيلومترات. [105]

تُظهر الصور عالية الدقة من مركبة الاستطلاع المدارية Lunar Reconnaissance Orbiter في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين معدل إنتاج فوهة معاصر أعلى بكثير مما كان متوقعًا في السابق. يُعتقد أن عملية الانهيار الثانوية الناتجة عن القذيفة البعيدة تخوض أعلى سنتيمترين من الثرى على مقياس زمني يبلغ 81000 سنة. [106] [107] هذا المعدل أسرع 100 مرة من المعدل المحسوب من النماذج المعتمدة فقط على تأثيرات النيزك الدقيق المباشرة. [108]

مجال الجاذبية

تم قياس مجال الجاذبية للقمر من خلال تتبع انزياح دوبلر للإشارات الراديوية المنبعثة من المركبات الفضائية التي تدور في مدارات. ميزات الجاذبية القمرية الرئيسية هي الماسونات ، وهي شذوذات جاذبية إيجابية كبيرة مرتبطة ببعض أحواض التصادم العملاقة ، والناجمة جزئيًا عن تدفقات الحمم البازلتية الكثيفة التي تملأ تلك الأحواض. [109] [110] تؤثر الحالات الشاذة بشكل كبير على مدار المركبات الفضائية حول القمر. هناك بعض الألغاز: تدفقات الحمم البركانية في حد ذاتها لا يمكن أن تفسر كل توقيع الجاذبية ، وتوجد بعض الماسونات التي لا ترتبط ببراكين الفرس. [111]

دوامات القمر

الدوامات القمرية هي ميزات غامضة توجد عبر سطح القمر. تتميز ببياض مرتفع ، وتبدو غير ناضجة بصريًا (أي الخصائص البصرية للثرى الصغير نسبيًا) ، وغالبًا ما يكون لها شكل متعرج. غالبًا ما يتم إبراز شكلها من خلال مناطق منخفضة البياض تتنقل بين الدوامات الساطعة. وهي تقع في أماكن ذات مجالات مغناطيسية سطحية محسّنة والعديد منها يقع في النقطة المعاكسة للتأثيرات الرئيسية. تشمل الدوامات المعروفة ميزة Reiner Gamma و Mare Ingenii. يُفترض أنها مناطق محمية جزئيًا من الرياح الشمسية ، مما يؤدي إلى تباطؤ التجوية في الفضاء. [112]

وجود الماء

لا يمكن أن يستمر الماء السائل على سطح القمر. عند التعرض للإشعاع الشمسي ، يتحلل الماء بسرعة من خلال عملية تعرف باسم التفكك الضوئي ويضيع في الفضاء. ومع ذلك ، منذ الستينيات ، افترض العلماء أن جليد الماء قد يترسب عن طريق اصطدام المذنبات أو ربما ينتج عن تفاعل الصخور القمرية الغنية بالأكسجين ، والهيدروجين من الرياح الشمسية ، مما يترك آثارًا من المياه التي يمكن أن تستمر في البرودة ، مظللة بشكل دائم الحفر في أي قطب على سطح القمر. [113] [114] تقترح عمليات المحاكاة الحاسوبية أن ما يصل إلى 14000 كم 2 (5400 ميل مربع) من السطح قد يكون في ظل دائم. [115] يعد وجود كميات قابلة للاستخدام من المياه على القمر عاملاً مهمًا في جعل السكن على القمر كخطة فعالة من حيث التكلفة ، كبديل لنقل المياه من الأرض سيكون باهظ التكلفة. [116]

منذ سنوات ، تم العثور على بصمات الماء على سطح القمر. [١١٧] في عام 1994 ، تم إجراء تجربة الرادار ثنائي القطب كليمنتين مركبة فضائية ، أشارت إلى وجود جيوب مياه صغيرة مجمدة بالقرب من السطح. ومع ذلك ، تشير ملاحظات الرادار اللاحقة من قبل Arecibo إلى أن هذه النتائج ربما تكون صخورًا مقذوفة من حفر اصطدام صغيرة. [118] في عام 1998 ، استخدم مقياس الطيف النيوتروني الموجود على المنقب القمري أظهرت المركبة الفضائية وجود تركيزات عالية من الهيدروجين في المتر الأول من العمق في الثرى بالقرب من المناطق القطبية. [119] حبات الحمم البركانية ، التي أعيدت إلى الأرض على متن أبولو 15 ، أظهرت كميات صغيرة من الماء في داخلها. [120]

2008 شاندرايان -1 أكدت المركبة الفضائية منذ ذلك الحين وجود جليد مائي سطحي ، باستخدام مون مينيرالوجي مابر على متنها. لاحظ مقياس الطيف خطوط الامتصاص الشائعة للهيدروكسيل ، في ضوء الشمس المنعكس ، مما يوفر دليلاً على وجود كميات كبيرة من جليد الماء ، على سطح القمر. أظهرت المركبة الفضائية أن التركيزات قد تصل إلى 1000 جزء في المليون. [121] باستخدام أطياف الانعكاس في رسام الخرائط ، أكدت الإضاءة غير المباشرة للمناطق في الظل الجليد المائي ضمن خط عرض 20 درجة لكلا القطبين في عام 2018. [122] في عام 2009 ، لكروس أرسل مصادمًا يبلغ 2300 كجم (5100 رطل) إلى فوهة بركان قطبية مظللة بشكل دائم ، واكتشف ما لا يقل عن 100 كجم (220 رطلاً) من الماء في عمود من المواد المقذوفة. [123] [124] أظهر فحص آخر لبيانات LCROSS أن كمية المياه المكتشفة تقترب من 155 ± 12 كجم (342 ± 26 رطلاً). [125]

في مايو 2011 ، تم الإبلاغ عن 615-1410 جزء في المليون من المياه في شوائب ذائبة في عينة القمر 74220 ، [126] "تربة زجاجية برتقالية" مشهورة عالية التيتانيوم من أصل بركاني تم جمعها خلال مهمة أبولو 17 في عام 1972. تشكلت الشوائب أثناء التفجير الانفجارات البركانية على القمر منذ حوالي 3.7 مليار سنة. هذا التركيز مشابه لتركيز الصهارة في الوشاح العلوي للأرض.على الرغم من الاهتمام الكبير بالسيلينولوجيا ، إلا أن هذا الإعلان لا يوفر الكثير من الراحة للمستعمرين المحتملين على سطح القمر - فقد نشأت العينة على بعد عدة كيلومترات تحت السطح ، وكان من الصعب جدًا الوصول إلى التضمينات لدرجة أن الأمر استغرق 39 عامًا للعثور عليهم بحالة جيدة. -أداة ميكروبروب أيون.

كشف تحليل النتائج التي توصل إليها مخطط علم المعادن على القمر (M3) في أغسطس 2018 لأول مرة "دليل قاطع" على الجليد المائي على سطح القمر. [127] [128] كشفت البيانات عن التوقيعات العاكسة المميزة للجليد المائي ، على عكس الغبار والمواد العاكسة الأخرى. [129] تم العثور على الرواسب الجليدية في القطبين الشمالي والجنوبي ، على الرغم من أنها أكثر وفرة في الجنوب ، حيث يتم احتجاز المياه في الحفر والشقوق المظللة بشكل دائم ، مما يسمح لها بالبقاء كجليد على السطح لأنها محمية من الشمس. [127] [129]

في أكتوبر 2020 ، أفاد علماء الفلك باكتشاف المياه الجزيئية على سطح القمر المضاء بنور الشمس بواسطة العديد من المركبات الفضائية المستقلة ، بما في ذلك مرصد الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء (صوفيا). [130] [131] [132] [133]

ظروف السطح

سطح القمر هو بيئة قاسية تتراوح درجات الحرارة فيها من 140 درجة مئوية إلى -171 درجة مئوية ، وضغط جوي من 10 إلى 10 باسكال ، ومستويات عالية من الإشعاع المؤين من الشمس والأشعة الكونية. من غير المحتمل أن تحتوي الأسطح المكشوفة للمركبة الفضائية على أبواغ بكتيرية بعد مدار قمري واحد فقط. [134] تبلغ جاذبية سطح القمر حوالي 1.625 م / ث 2 ، أي حوالي 16.6٪ من جاذبية سطح الأرض أو 0.166 ɡ . [4]

الغلاف الجوي

للقمر غلاف جوي ضعيف للغاية بحيث يكون شبه خالي ، بكتلة إجمالية تقل عن 10 أطنان (9.8 طن طويل و 11 طنًا قصيرًا). [137] يبلغ الضغط السطحي لهذه الكتلة الصغيرة حوالي 3 × 10 15 ضغط جوي (0.3 ن باسكال) وهو يختلف باختلاف اليوم القمري. تشمل مصادره إطلاق الغازات والرش ، وهو نتاج قصف التربة القمرية بواسطة أيونات الرياح الشمسية. [14] [138] تشمل العناصر التي تم اكتشافها الصوديوم والبوتاسيوم ، الذي يتم إنتاجه عن طريق الرش (الموجود أيضًا في الغلاف الجوي لعطارد وآيو) الهيليوم -4 والنيون [139] من الرياح الشمسية والأرجون -40 والرادون -222 ، والبولونيوم 210 ، بعد تكوينهما بواسطة الاضمحلال الإشعاعي داخل القشرة والعباءة. [140] [141] لا يُفهم غياب الأنواع المحايدة (الذرات أو الجزيئات) مثل الأكسجين والنيتروجين والكربون والهيدروجين والمغنيسيوم الموجودة في الثرى. [140] تم الكشف عن بخار الماء بواسطة شاندرايان -1 ووجد أنها تختلف باختلاف خط العرض ، بحد أقصى

60-70 درجة من المحتمل أن تتولد من تسامي جليد الماء في الثرى. [142] تعود هذه الغازات إما إلى الثرى بسبب جاذبية القمر أو تُفقد في الفضاء ، إما من خلال ضغط الإشعاع الشمسي أو ، في حالة تأينها ، عن طريق المجال المغناطيسي للرياح الشمسية. [140]

تُظهر الدراسات التي أجريت على عينات الصهارة القمرية التي استرجعتها بعثات أبولو أن القمر كان يمتلك في يوم من الأيام غلافًا جويًا كثيفًا نسبيًا لمدة 70 مليون سنة ما بين 3 و 4 مليارات سنة مضت. كان هذا الغلاف الجوي ، الذي تم الحصول عليه من الغازات المنبعثة من الانفجارات البركانية القمرية ، ضعف سمك المريخ في الوقت الحاضر. جردت الرياح الشمسية الغلاف الجوي للقمر القديم في النهاية وتشتت في الفضاء. [143]

توجد سحابة غبار دائمة للقمر حول القمر ، ناتجة عن جزيئات صغيرة من المذنبات. تشير التقديرات إلى أن 5 أطنان من جسيمات المذنب تضرب سطح القمر كل 24 ساعة ، مما يؤدي إلى طرد جزيئات الغبار. يبقى الغبار فوق القمر لمدة 10 دقائق تقريبًا ، ويستغرق ارتفاعه 5 دقائق و 5 دقائق ليسقط. في المتوسط ​​، يوجد 120 كيلوغرامًا من الغبار فوق القمر ، وترتفع إلى 100 كيلومتر فوق السطح. وجدت أعداد الغبار التي تم إجراؤها بواسطة تجربة الغبار القمري LADEE (LDEX) أن عدد الجسيمات بلغ ذروته خلال زخات النيزك Geminid و Quadrantid و Northern Taurid و Omicron Centaurid ، عندما تمر الأرض والقمر عبر حطام المذنب. سحابة الغبار القمرية غير متماثلة ، فهي أكثر كثافة بالقرب من الحدود بين جانب النهار والليل. [144] [145]

المسافة القمرية

نموذج مصغر لنظام الأرض والقمر: الأحجام والمسافات هي مقياس.

يدور في مدار

بسبب قفل المد والجزر ، يكون دوران القمر حول محوره متزامنًا مع الفترة المدارية حول الأرض. يصنع القمر مدارًا كاملاً حول الأرض فيما يتعلق بالنجوم الثابتة مرة واحدة كل 27.3 يومًا تقريبًا ، [ز] الفترة الفلكية. ومع ذلك ، نظرًا لأن الأرض تتحرك في مدارها حول الشمس في نفس الوقت ، فإن القمر يستغرق وقتًا أطول قليلاً لإظهار نفس المرحلة للأرض ، والتي تبلغ حوالي 29.5 يومًا [ساعة] من الفترة التجميعية. [80] [146]

على عكس معظم الأقمار الصناعية للكواكب الأخرى ، يدور القمر أقرب إلى مستوى مسير الشمس منه إلى المستوى الاستوائي للكوكب. يتعرض مدار القمر للاضطراب بسبب الشمس والأرض بطرق عديدة صغيرة ومعقدة ومتفاعلة. على سبيل المثال ، يدور مستوى مدار القمر تدريجيًا مرة واحدة كل 18.61 سنة ، [147] مما يؤثر على جوانب أخرى من حركة القمر. تم وصف تأثيرات المتابعة رياضياً بواسطة قوانين كاسيني. [148]

الميل المحوري للقمر بالنسبة لمسير الشمس هو 1.5427 درجة فقط ، [8] [149] أقل بكثير من 23.44 درجة للأرض. وبسبب هذا ، فإن الإضاءة الشمسية للقمر تختلف كثيرًا باختلاف الموسم ، وتلعب التفاصيل الطبوغرافية دورًا مهمًا في التأثيرات الموسمية. [150] من الصور الملتقطة بواسطة كليمنتين في عام 1994 ، يبدو أن أربع مناطق جبلية على حافة فوهة البركان بيري في القطب الشمالي للقمر قد تظل مضاءة طوال اليوم القمري ، مما يخلق قممًا من الضوء الأبدي. لا توجد مثل هذه المناطق في القطب الجنوبي. وبالمثل ، هناك أماكن تبقى في ظل دائم عند قيعان العديد من الحفر القطبية ، [115] وهذه "فوهات الظلام الأبدي" شديدة البرودة: مركبة استطلاع القمر قاس أدنى درجات حرارة في الصيف في الحفر في القطب الجنوبي عند 35 كلفن (238 درجة مئوية 397 درجة فهرنهايت) [151] و 26 كلفن فقط (−247 درجة مئوية 413 درجة فهرنهايت) بالقرب من الانقلاب الشتوي في القطب الشمالي حفرة هيرميت. هذه هي أبرد درجة حرارة في النظام الشمسي تم قياسها بواسطة مركبة فضائية ، وهي أبرد حتى من سطح بلوتو. [١٥٠] تم الإبلاغ عن متوسط ​​درجات حرارة سطح القمر ، لكن درجات الحرارة في المناطق المختلفة تختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على ما إذا كانت في ضوء الشمس أو في الظل. [152]

الحجم النسبي

القمر قمر طبيعي كبير بشكل استثنائي بالنسبة للأرض: قطره أكثر من الربع وكتلته 1/81 من الأرض. [80] إنه أكبر قمر في المجموعة الشمسية بالنسبة إلى حجم كوكبها ، [i] على الرغم من أن شارون أكبر بالنسبة إلى الكوكب القزم بلوتو ، حيث تبلغ كتلته 1/9 من كتلة بلوتو. [j] [153] يقع مركز كتلة الأرض والقمر ، وهو المركز المشترك للكتلة ، على مسافة 1700 كم (1100 ميل) (حوالي ربع نصف قطر الأرض) تحت سطح الأرض.

تدور الأرض حول مركز الأرض والقمر الباري مرة في الشهر الفلكي ، بسرعة 1/81 من سرعة القمر ، أو حوالي 12.5 مترًا (41 قدمًا) في الثانية. يتم فرض هذه الحركة على ثورة أكبر بكثير للأرض حول الشمس بسرعة حوالي 30 كيلومترًا (19 ميلًا) في الثانية.

مساحة سطح القمر أقل بقليل من مناطق أمريكا الشمالية والجنوبية مجتمعة.

المظهر من الأرض

ينتج عن الدوران المتزامن للقمر أثناء دورانه حول الأرض أنه يحافظ دائمًا على نفس الوجه تقريبًا تجاه الكوكب. ومع ذلك ، وبسبب تأثير الاهتزاز ، يمكن رؤية حوالي 59٪ من سطح القمر من الأرض. يسمى جانب القمر الذي يواجه الأرض بالجانب القريب ، والعكس المقابل بالجانب البعيد. غالبًا ما يُطلق على الجانب البعيد اسم "الجانب المظلم" بشكل غير دقيق ، ولكنه في الواقع مضاء بنفس قدر إضاءة الجانب القريب: مرة كل 29.5 يومًا من أيام الأرض. خلال القمر الجديد ، يكون الجانب القريب مظلمًا. [154]

كان القمر يدور في الأصل بمعدل أسرع ، ولكن في وقت مبكر من تاريخه ، تباطأ دورانه وأصبح محبوسًا تدريجيًا في هذا الاتجاه نتيجة للتأثيرات الاحتكاكية المرتبطة بتشوهات المد والجزر التي تسببها الأرض. [155] مع مرور الوقت ، تبددت طاقة دوران القمر على محوره كحرارة ، حتى لم يكن هناك دوران للقمر بالنسبة إلى الأرض. في عام 2016 ، استخدم علماء الكواكب البيانات التي تم جمعها في 1998-99 من وكالة ناسا المنقب القمري المهمة ، وجدت منطقتين غنيتين بالهيدروجين (على الأرجح جليد مائي سابقًا) على جانبي القمر المتعاكسين. يُعتقد أن هذه البقع كانت أقطاب القمر منذ مليارات السنين قبل أن يتم إغلاقها تدريجيًا على الأرض. [156]

للقمر بياض منخفض بشكل استثنائي ، مما يمنحه انعكاسًا أكثر إشراقًا من انعكاس الأسفلت البالي. على الرغم من ذلك ، فهو ألمع كائن في السماء بعد الشمس. [80] [ك] ويرجع ذلك جزئيًا إلى تحسين السطوع للاندفاع المعاكس للقمر عند ربع الطور حيث يكون سطوعه عند ربع الطور واحدًا على عُشر سطوع ، وليس نصف سطوعه كما هو الحال عند اكتمال القمر. [157] بالإضافة إلى ذلك ، فإن ثبات اللون في النظام المرئي يعيد معايرة العلاقات بين ألوان الكائن ومحيطه ، ولأن السماء المحيطة مظلمة نسبيًا ، يُنظر إلى القمر المضاء بنور الشمس على أنه كائن مشرق. تبدو حواف البدر ساطعة مثل المركز ، دون سواد الأطراف ، بسبب الخصائص الانعكاسية للتربة القمرية ، التي تعكس الضوء نحو الشمس أكثر من الاتجاهات الأخرى. يبدو القمر أكبر عندما يكون قريبًا من الأفق ، لكن هذا تأثير نفسي بحت ، يُعرف باسم وهم القمر ، الذي وُصف لأول مرة في القرن السابع قبل الميلاد. [158] يبلغ القطر الزاوي للقمر الكامل حوالي 0.52 درجة (في المتوسط) في السماء ، وهو نفس الحجم الظاهر للشمس تقريبًا (انظر § الكسوف).

يختلف أعلى ارتفاع للقمر عند ذروته باختلاف مرحلته ووقته من العام. يكون البدر هو الأعلى في السماء خلال فصل الشتاء (لكل نصف من الكرة الأرضية). يعتمد اتجاه هلال القمر أيضًا على خط عرض موقع المشاهدة ، حيث يمكن للمراقب في المناطق الاستوائية أن يرى هلالًا على شكل ابتسامة. [159] يمكن رؤية القمر لمدة أسبوعين كل 27.3 يومًا في القطبين الشمالي والجنوبي. تستخدم العوالق الحيوانية في القطب الشمالي ضوء القمر عندما تكون الشمس تحت الأفق لأشهر متتالية. [160]

تتراوح المسافة بين القمر والأرض من حوالي 356.400 كم (221،500 ميل) إلى 406،700 كم (252،700 ميل) عند الحضيض (الأقرب) والأوج (الأبعد) ، على التوالي. في 14 نوفمبر 2016 ، كانت أقرب إلى الأرض عندما كانت في طور كامل مما كانت عليه منذ عام 1948 ، 14 ٪ أقرب من أبعد موقع لها في الأوج. [161] تم الإبلاغ عن هذه النقطة الأقرب على أنها "قمر فائق" ، وتزامنت خلال ساعة من اكتمال القمر ، وكانت أكثر سطوعًا بنسبة 30٪ مما كانت عليه في أكبر مسافة لأن قطرها الزاوي أكبر بنسبة 14٪ و 1.14 2 ≈ 1.30 < displaystyle scriptstyle 1.14 ^ <2> almost 1.30>. [162] [163] [164] في المستويات الأدنى ، يتم توفير الإدراك البشري للسطوع المنخفض كنسبة مئوية من خلال الصيغة التالية: [165] [166]

عندما يكون التخفيض الفعلي 1.00 / 1.30 ، أو حوالي 0.770 ، يكون الانخفاض الملحوظ حوالي 0.877 ، أو 1.00 / 1.14. وهذا يعطي أقصى زيادة ملحوظة بنسبة 14٪ بين قمري الأوج والحضيض لنفس المرحلة. [167]

كان هناك جدل تاريخي حول ما إذا كانت السمات الموجودة على سطح القمر تتغير بمرور الوقت. اليوم ، يُعتقد أن العديد من هذه الادعاءات خادعة ، ناتجة عن المراقبة في ظل ظروف الإضاءة المختلفة ، أو ضعف الرؤية الفلكية ، أو الرسومات غير الملائمة. ومع ذلك ، يحدث إطلاق الغازات في بعض الأحيان ويمكن أن يكون مسؤولاً عن نسبة ضئيلة من الظواهر القمرية العابرة المبلغ عنها. في الآونة الأخيرة ، تم اقتراح أن منطقة قطرها حوالي 3 كيلومترات (1.9 ميل) من سطح القمر تم تعديلها بواسطة حدث إطلاق غاز منذ حوالي مليون سنة. [168] [169]

يمكن أن يتأثر مظهر القمر ، مثل مظهر الشمس ، بالغلاف الجوي للأرض. التأثيرات الضوئية الشائعة هي حلقة الهالة بزاوية 22 درجة ، والتي تكونت عندما ينكسر ضوء القمر من خلال بلورات الجليد للسحب عالية الرذاذ ، والحلقات الإكليلية الأصغر عندما يُرى القمر من خلال السحب الرقيقة. [170]

يتم إعطاء المنطقة المضيئة للكرة المرئية (درجة الإضاءة) بواسطة (1 - cos ⁡ e) / 2 = sin 2 ⁡ (e / 2) (e / 2)> ، حيث e < displaystyle e> هو الاستطالة (أي الزاوية بين القمر والمراقب على الأرض والشمس).

كسوف

يحدث الكسوف فقط عندما تكون الشمس والأرض والقمر في خط مستقيم (يُطلق عليه "syzygy"). يحدث كسوف الشمس عند القمر الجديد ، عندما يكون القمر بين الشمس والأرض. في المقابل ، يحدث خسوف القمر عند اكتمال القمر ، عندما تكون الأرض بين الشمس والقمر. الحجم الظاهر للقمر هو تقريبًا نفس حجم الشمس ، حيث يُنظر إلى كلاهما على مسافة نصف درجة تقريبًا. الشمس أكبر بكثير من القمر ، لكن المسافة الأكبر بكثير هي التي تمنحها نفس الحجم الظاهر مثل القمر الأقرب والأصغر بكثير من منظور الأرض. الاختلافات في الحجم الظاهري ، بسبب المدارات غير الدائرية ، هي نفسها تقريبًا أيضًا ، على الرغم من حدوثها في دورات مختلفة. هذا يجعل من الممكن حدوث كسوف الشمس الكلي (مع ظهور القمر أكبر من الشمس) والحلقية (مع ظهور القمر أصغر من الشمس). [172] في الكسوف الكلي ، يغطي القمر قرص الشمس بالكامل ويصبح الإكليل الشمسي مرئيًا بالعين المجردة. نظرًا لأن المسافة بين القمر والأرض تزداد ببطء شديد بمرور الوقت ، [173] يتناقص القطر الزاوي للقمر. أيضًا ، مع تطورها لتصبح عملاقًا أحمر ، يتزايد حجم الشمس وقطرها الظاهر في السماء ببطء. [l] الجمع بين هذين التغيرين يعني أنه منذ مئات الملايين من السنين ، كان القمر دائمًا يغطي الشمس بالكامل عند كسوف الشمس ، ولم يكن من الممكن حدوث كسوف حلقي. وبالمثل ، بعد مئات الملايين من السنين في المستقبل ، لن يغطي القمر الشمس بالكامل ، ولن يحدث الكسوف الكلي للشمس. [174]

نظرًا لأن مدار القمر حول الأرض يميل بنحو 5.145 درجة (5 درجات 9 ') إلى مدار الأرض حول الشمس ، فإن الكسوف لا يحدث عند كل قمر مكتمل وجديد. لكي يحدث الخسوف ، يجب أن يكون القمر بالقرب من تقاطع المستويين المداريين. [175] تواتر وتكرار حدوث خسوف للشمس بواسطة القمر ، وخسوف القمر عن طريق الأرض ، موصوف بواسطة ساروس ، التي تبلغ مدتها حوالي 18 عامًا. [176]

نظرًا لأن القمر يحجب باستمرار عرض منطقة دائرية نصف عرض من السماء ، [م] [177] تحدث ظاهرة الاحتجاب ذات الصلة عندما يمر نجم أو كوكب ساطع خلف القمر ويختفي: مخفي عن الأنظار. بهذه الطريقة ، فإن كسوف الشمس هو غيب للشمس. نظرًا لأن القمر قريب نسبيًا من الأرض ، فإن تخوفات النجوم الفردية غير مرئية في كل مكان على الكوكب ، ولا في نفس الوقت. بسبب مقدمة المدار القمري ، يتم إخفاء نجوم مختلفة كل عام. [178]

آثار المد والجزر

يتناقص التجاذب الثقالي الذي تمتلكه الكتل لبعضها بعكس مع مربع مسافة تلك الكتل عن بعضها البعض. نتيجة لذلك ، فإن الجاذبية الأكبر قليلاً التي يتمتع بها القمر لجانب الأرض الأقرب إلى القمر ، مقارنةً بجزء الأرض المقابل للقمر ، ينتج عنه قوى المد والجزر. تؤثر قوى المد والجزر على كل من قشرة الأرض والمحيطات.

التأثير الأكثر وضوحًا لقوى المد والجزر هو التسبب في انتفاخين في محيطات الأرض ، أحدهما على الجانب المواجه للقمر والآخر على الجانب المقابل. ينتج عن هذا ارتفاع في مستويات سطح البحر يسمى المد والجزر في المحيطات. [173] بينما تدور الأرض حول محورها ، يتم تثبيت أحد انتفاخات المحيط (المد العالي) في مكانه "تحت" القمر ، بينما يكون المد الآخر في الاتجاه المعاكس. نتيجة لذلك ، هناك مد وجزر مرتفعان ، ومد وجذران منخفضان في حوالي 24 ساعة. [173] نظرًا لأن القمر يدور حول الأرض في نفس اتجاه دوران الأرض ، فإن المد والجزر يحدث كل 12 ساعة و 25 دقيقة تقريبًا بسبب وقت القمر للدوران حول الأرض. الشمس لها نفس تأثير المد والجزر على الأرض ، ولكن قوى الجذب فيها هي 40٪ فقط من قوة جذب القمر ، كما أن تفاعل الشمس والقمر مسؤول عن المد والجزر في الربيع. [173] إذا كانت الأرض عبارة عن عالم مائي (عالم بلا قارات) ، فسوف ينتج عنه مد يبلغ مترًا واحدًا فقط ، وسيكون هذا المد متوقعًا للغاية ، ولكن المد والجزر في المحيط يتم تعديله بشكل كبير من خلال تأثيرات أخرى: اقتران الماء الاحتكاك لدوران الأرض عبر قيعان المحيط ، والجمود في حركة المياه ، وأحواض المحيطات التي تنمو ضحلة بالقرب من الأرض ، وتدفق المياه بين أحواض المحيطات المختلفة. [179] ونتيجة لذلك ، فإن توقيت المد والجزر في معظم النقاط على الأرض هو نتاج الملاحظات التي يتم شرحها ، بالمناسبة ، من خلال النظرية.

بينما تسبب الجاذبية تسارع وحركة محيطات الأرض السائلة ، فإن اقتران الجاذبية بين القمر والجسم الصلب للأرض يكون في الغالب مرنًا وبلاستيكيًا. والنتيجة هي تأثير مد إضافي للقمر على الأرض يتسبب في انتفاخ الجزء الصلب من الأرض بالقرب من القمر. يتسبب التأخير في قمم المد والجزر في كل من المحيطات والمد والجزر في الجسم الصلب في حدوث عزم دوران يتعارض مع دوران الأرض. هذا "يستنزف" الزخم الزاوي والطاقة الحركية الدورانية من دوران الأرض ، مما يؤدي إلى إبطاء دوران الأرض. [173] [180] يتم نقل هذا الزخم الزاوي ، المفقود من الأرض ، إلى القمر في عملية (تُعرف بشكل مربك باسم تسارع المد والجزر) ، والتي ترفع القمر إلى مدار أعلى وتؤدي إلى انخفاض سرعته المدارية حول الأرض. وهكذا فإن المسافة بين الأرض والقمر آخذة في الازدياد ، ودوران الأرض يتباطأ في رد الفعل. [180] القياسات من عواكس الليزر المتبقية خلال بعثات أبولو (تجارب المدى القمري) وجدت أن مسافة القمر تزداد بمقدار 38 ملم (1.5 بوصة) سنويًا (تقريبًا معدل نمو أظافر الإنسان). [181] [182] [183] ​​تُظهر الساعات الذرية أيضًا أن يوم الأرض يطول بنحو 17 ميكروثانية كل عام ، [184] [185] [186] مما يزيد ببطء معدل تعديل التوقيت العالمي المنسق بالثواني الكبيسة. سيستمر هذا السحب المد والجزر حتى يتطابق دوران الأرض مع الفترة المدارية للقمر ، مما يؤدي إلى قفل مدّي متبادل بين الاثنين وتعليق القمر على خط طول واحد (هذا هو الحال حاليًا مع بلوتو وقمره شارون). ومع ذلك ، ستصبح الشمس عملاقًا أحمر يبتلع نظام الأرض والقمر قبل وقت طويل من حدوث هذا. [187] [188]

بطريقة مماثلة ، يواجه سطح القمر مد وجزر يبلغ اتساعها حوالي 10 سم (4 بوصات) على مدار 27 يومًا ، مع ثلاثة مكونات: عنصر ثابت بسبب الأرض ، لأنها في دوران متزامن ، ومد متغير بسبب الانحراف المداري والميل ، ومكون صغير متنوع من الشمس.[180] ينشأ المكون المتغير المستحث بالأرض من تغير المسافة والاهتزاز ، نتيجة لانحراف القمر المداري وميله (إذا كان مدار القمر دائريًا تمامًا وغير مائل ، فلن يكون هناك سوى المد والجزر الشمسي). [١٨٠] يغير Libration أيضًا الزاوية التي يُرى من خلالها القمر ، مما يسمح برؤية إجمالي 59٪ من سطحه من الأرض بمرور الوقت. [80] إن التأثيرات التراكمية للإجهاد المتراكم بواسطة قوى المد والجزر هذه تنتج زلازل. الزلازل القمرية أقل شيوعًا وأضعف بكثير من الزلازل ، على الرغم من أن الزلازل يمكن أن تستمر لمدة تصل إلى ساعة - أطول بكثير من الزلازل الأرضية - بسبب تشتت الاهتزازات الزلزالية في القشرة العلوية الجافة والمجزأة. كان وجود الزلازل اكتشافًا غير متوقع من مقاييس الزلازل التي وضعها رواد فضاء أبولو على القمر من عام 1969 حتى عام 1972. [189]

وفقًا للأبحاث الحديثة ، يقترح العلماء أن تأثير القمر على الأرض قد يساهم في الحفاظ على المجال المغناطيسي للأرض. [190]

قبل رحلة الفضاء

من أقدم الصور المحتملة المكتشفة للقمر نحت صخري عمره 5000 عام 47- مسعود في نوث ، أيرلندا. [191] [192]

كان فهم دورات القمر تطورًا مبكرًا لعلم الفلك: بحلول القرن الخامس قبل الميلاد ، سجل علماء الفلك البابليون دورة ساروس التي استمرت 18 عامًا من خسوف القمر ، [193] ووصف علماء الفلك الهنود الاستطالة الشهرية للقمر. [194] أعطى عالم الفلك الصيني شي شين (القرن الرابع قبل الميلاد) تعليمات للتنبؤ بخسوف الشمس وخسوف القمر. [195] (p411) في وقت لاحق ، أصبح الشكل المادي للقمر وسبب ضوء القمر مفهومة. رأى الفيلسوف اليوناني القديم أناكساغوراس (المتوفى 428 قبل الميلاد) أن الشمس والقمر كلاهما صخور كروية عملاقة ، وأن الأخير يعكس ضوء الأول. [196] [195] (ص 227) على الرغم من أن الصينيين في أسرة هان كانوا يعتقدون أن القمر هو طاقة تعادل تشيأدركت نظرية "التأثير المشع" أيضًا أن ضوء القمر كان مجرد انعكاس للشمس ، ولاحظ جينغ فانغ (78-37 قبل الميلاد) كروية القمر. [195] (ص 413-414) في القرن الثاني الميلادي ، كتب لوسيان الرواية قصة حقيقية، حيث يسافر الأبطال إلى القمر ويلتقون بسكانه. في عام 499 م ، ذكر عالم الفلك الهندي أرياباتا في كتابه أرياباتيا أن انعكاس ضوء الشمس هو سبب سطوع القمر. [197] وجد عالم الفلك والفيزيائي Alhazen (965-1039) أن ضوء الشمس لا ينعكس من القمر مثل المرآة ، ولكن هذا الضوء ينبعث من كل جزء من سطح القمر المضاء بنور الشمس في جميع الاتجاهات. [198] أنشأ شين كو (1031-1095) من سلالة سونغ قصة رمزية تساوي تشميع القمر وتضاءله إلى كرة مستديرة من الفضة العاكسة ، والتي عند صبها بمسحوق أبيض ومشاهدتها من الجانب ، تبدو وكأنها صورة رمزية. هلال. [195] (ص 415-416)

في وصف أرسطو (384-322 قبل الميلاد) للكون ، حدد القمر الحدود بين مجالات العناصر القابلة للتغيير (الأرض والماء والهواء والنار) ، ونجوم الأثير غير القابلة للتلف ، وهي فلسفة مؤثرة سادت لقرون . [199] ومع ذلك ، في القرن الثاني قبل الميلاد ، افترض سلوقس السلوقية بشكل صحيح أن المد والجزر كان بسبب جاذبية القمر ، وأن ارتفاعها يعتمد على موقع القمر بالنسبة للشمس. [200] في نفس القرن ، قام أريستارخوس بحساب حجم ومسافة القمر من الأرض ، وحصل على قيمة تبلغ حوالي عشرين ضعف نصف قطر الأرض للمسافة. تم تحسين هذه الأرقام بشكل كبير من قبل بطليموس (90-168 م): كانت قيمه لمتوسط ​​مسافة 59 مرة من نصف قطر الأرض وقطر 0.292 قطرًا للأرض قريبة من القيم الصحيحة بحوالي 60 و 0.273 على التوالي. [201] صمم أرخميدس (287-212 قبل الميلاد) قبة فلكية يمكنها حساب حركة القمر والأجسام الأخرى في النظام الشمسي. [202]

خلال العصور الوسطى ، قبل اختراع التلسكوب ، تم التعرف على القمر بشكل متزايد على أنه كرة ، على الرغم من أن الكثيرين اعتقدوا أنه "سلس تمامًا". [203]

في عام 1609 ، استخدم جاليليو جاليلي تلسكوبًا مبكرًا لرسم رسومات القمر لكتابه Sidereus Nuncius، واستنتجوا أنه لم يكن سلسًا ولكن به جبال وحفر. كان توماس هاريوت قد رسم مثل هذه الرسوم ، لكنه لم ينشرها قبل بضعة أشهر. تبع ذلك رسم خرائط تلسكوبية للقمر: في وقت لاحق من القرن السابع عشر ، أدت جهود جيوفاني باتيستا ريتشيولي وفرانشيسكو ماريا جريمالدي إلى نظام تسمية المعالم القمرية المستخدمة اليوم. أكثر دقة 1834-1836 مابا سيلينوغرافيكا من Wilhelm Beer و Johann Heinrich Mädler ، وكتابهما المرتبط به عام 1837 دير موند، وهي أول دراسة دقيقة مثلثية لخصائص القمر ، وشملت ارتفاعات أكثر من ألف جبل ، وقدمت دراسة القمر بدقة ممكنة في الجغرافيا الأرضية. [204] كان يعتقد أن الفوهات القمرية ، التي لاحظها غاليليو لأول مرة ، كانت بركانية حتى اقتراح ريتشارد بروكتور من سبعينيات القرن التاسع عشر بأنها تشكلت عن طريق الاصطدامات. [80] اكتسب هذا الرأي دعمًا في عام 1892 من تجربة عالم الجيولوجيا جروف كارل جيلبرت ، ومن الدراسات المقارنة من 1920 إلى الأربعينيات ، [205] مما أدى إلى تطور طبقات القمر ، والتي أصبحت بحلول الخمسينيات فرعًا جديدًا ومتزايدًا. علم الفلك. [80]

1959-1970

بين أول وصول بشري مع الروبوت السوفيتي لونا في عام 1958 ، إلى سبعينيات القرن الماضي مع آخر بعثات إنزال طاقم أبولو الأمريكية وآخر مهمة لونا في عام 1976 ، أدى سباق الفضاء المستوحى من الحرب الباردة بين الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة إلى تسريع الاهتمام باستكشاف القمر. بمجرد أن تمتلك قاذفات القنابل القدرات اللازمة ، أرسلت هذه الدول تحقيقات غير مأهولة في كل من مهمات التحليق والاصطدام / الهبوط.

البعثات السوفيتية

مركبة فضائية من الاتحاد السوفيتي لونا كان البرنامج أول من حقق عددًا من الأهداف: بعد ثلاث مهمات فاشلة غير مسماة في عام 1958 ، [206] كان أول جسم من صنع الإنسان يفلت من جاذبية الأرض ويمر بالقرب من القمر لونا 1 كان أول جسم من صنع الإنسان يؤثر على سطح القمر لونا 2، وتم التقاط الصور الأولى للجانب البعيد المغلق عادة من القمر لونا 3، كل ذلك في عام 1959.

كانت أول مركبة فضائية تقوم بهبوط ناعم على سطح القمر لونا 9 وكانت أول مركبة غير مأهولة تدور حول القمر لونا 10، كلاهما في عام 1966. [80] تمت إعادة عينات الصخور والتربة إلى الأرض بواسطة ثلاثة لونا بعثات العودة عينة (لونا 16 في عام 1970 ، لونا 20 في عام 1972 ، و لونا 24 في عام 1976) ، والتي عادت 0.3 كجم إجمالاً. [207] هبطت عربتان روبوتيتان رائدتان على القمر في عامي 1970 و 1973 كجزء من برنامج لونوخود السوفيتي.

كانت Luna 24 آخر مهمة سوفييتية إلى القمر.

بعثات الولايات المتحدة

خلال أواخر الخمسينيات من القرن الماضي في ذروة الحرب الباردة ، أجرى جيش الولايات المتحدة دراسة جدوى سرية اقترحت بناء قاعدة عسكرية مزودة بأركان على القمر تسمى Project Horizon مع إمكانية إجراء مجموعة واسعة من المهام من البحث العلمي إلى قصف الأرض النووي. تضمنت الدراسة إمكانية إجراء تجربة نووية على سطح القمر. [208] [209] طور سلاح الجو ، الذي كان في ذلك الوقت يتنافس مع الجيش على دور رائد في برنامج الفضاء ، خطته الخاصة المشابهة المسماة Lunex. [210] [211] [208] ومع ذلك ، تم تمرير هذين الاقتراحين في النهاية حيث تم نقل برنامج الفضاء إلى حد كبير من الجيش إلى وكالة ناسا المدنية. [211]

بعد التزام الرئيس جون إف كينيدي عام 1961 بهبوط مأهول على سطح القمر قبل نهاية العقد ، أطلقت الولايات المتحدة ، بقيادة ناسا ، سلسلة من المجسات غير المأهولة لتطوير فهم لسطح القمر استعدادًا للمهام البشرية: الطائرة النفاثة أنتج برنامج Ranger التابع لمختبر الدفع أول صور عن قرب ، حيث أنتج برنامج Lunar Orbiter خرائط للقمر بأكمله ، وهبط برنامج Surveyor أول مركبة فضائية له بعد أربعة أشهر لونا 9. تم تطوير برنامج أبولو المأهول بالتوازي بعد سلسلة من الاختبارات غير المأهولة والمأهولة لمركبة أبولو الفضائية في مدار حول الأرض ، ودفعها احتمال هبوط بشري على سطح القمر السوفياتي ، في عام 1968 قامت أبولو 8 بأول مهمة بشرية إلى مدار حول القمر. ينظر الكثيرون إلى الهبوط اللاحق لأول إنسان على القمر في عام 1969 على أنه تتويج لسباق الفضاء. [212]

أصبح نيل أرمسترونج أول شخص يمشي على القمر كقائد للمهمة الأمريكية أبولو 11 عن طريق وضع قدمه على القمر في الساعة 02:56 بالتوقيت العالمي المنسق في 21 يوليو 1969. [213] شاهد ما يقدر بنحو 500 مليون شخص حول العالم الإرسال بواسطة كاميرا Apollo TV ، أكبر جمهور تلفزيوني للبث المباشر في ذلك الوقت. [214] [215] قامت بعثات أبولو من 11 إلى 17 (باستثناء أبولو 13 ، التي أجهضت هبوطها المخطط على سطح القمر) بإزالة 380.05 كيلوغرام (837.87 رطل) من الصخور القمرية والتربة في 2196 عينة منفصلة. [216] تم تمكين الهبوط والعودة الأمريكية على سطح القمر من خلال التقدم التكنولوجي الكبير في أوائل الستينيات ، في مجالات مثل كيمياء الاجتثاث ، وهندسة البرمجيات ، وتكنولوجيا العودة إلى الغلاف الجوي ، والإدارة عالية الكفاءة للمهمة التقنية الهائلة. [217] [218]

تم تثبيت حزم الأدوات العلمية على سطح القمر خلال جميع عمليات هبوط أبولو. تم تركيب محطات الأجهزة طويلة العمر ، بما في ذلك مجسات تدفق الحرارة ومقاييس الزلازل ومقاييس المغناطيسية في مواقع هبوط أبولو 12 و 14 و 15 و 16 و 17. انتهى النقل المباشر للبيانات إلى الأرض في أواخر عام 1977 لاعتبارات تتعلق بالميزانية ، [219] [220] ولكن نظرًا لأن مصفوفات انعكاس مكعب الزاوية للمكعب ذي الزاوية الليزرية الخاصة بالمحطات هي أدوات سلبية ، فلا يزال يتم استخدامها. يتم تنفيذ النطاق إلى المحطات بشكل روتيني من المحطات الأرضية بدقة تصل إلى بضعة سنتيمترات ، ويتم استخدام البيانات من هذه التجربة لوضع قيود على حجم النواة القمرية. [221]

السبعينيات حتى الوقت الحاضر

في السبعينيات ، بعد سباق القمر ، تحول تركيز استكشاف رواد الفضاء ، حيث تم إرسال مجسات مثل Pioneer 10 وبرنامج Voyager نحو النظام الشمسي الخارجي. تبع ذلك سنوات من الهدوء القريب على سطح القمر ، ولم يكسرها إلا بداية تدويل الفضاء والقمر من خلال ، على سبيل المثال ، التفاوض على معاهدة القمر.

منذ التسعينيات ، شاركت العديد من الدول في الاستكشاف المباشر للقمر. في عام 1990 ، أصبحت اليابان الدولة الثالثة التي تضع مركبة فضائية في مدارها حول القمر هيتن مركبة فضائية. أطلقت المركبة الفضائية مسبارًا أصغر ، هاجورومو، في المدار القمري ، لكن جهاز الإرسال فشل ، مما منع المزيد من الاستخدام العلمي للبعثة. [222] في عام 1994 ، أرسلت الولايات المتحدة المركبة الفضائية المشتركة بين وزارة الدفاع وناسا كليمنتين إلى مدار حول القمر. حصلت هذه البعثة على أول خريطة طبوغرافية شبه عالمية للقمر ، وأول صور عالمية متعددة الأطياف لسطح القمر. [223] تبع ذلك في عام 1998 من قبل المنقب القمري البعثة ، التي أشارت أدواتها إلى وجود فائض من الهيدروجين في القطبين القمريين ، والذي من المحتمل أن يكون ناتجًا عن وجود جليد مائي في الأمتار القليلة العلوية من الثرى داخل حفر مظللة بشكل دائم. [224]

المركبة الفضائية الأوروبية سمارت -1كانت المركبة الفضائية الثانية مدفوعة الأيونات في مدار حول القمر من 15 نوفمبر 2004 حتى تأثيرها على القمر في 3 سبتمبر 2006 ، وأجرت أول مسح تفصيلي للعناصر الكيميائية على سطح القمر. [225]

بدأ برنامج استكشاف القمر الصيني الطموح بـ Chang'e 1، التي دارت حول القمر بنجاح من 5 نوفمبر 2007 حتى تأثيره على القمر المتحكم به في 1 مارس 2009. [226] حصلت على خريطة كاملة لصور القمر. Chang'e 2، بدءًا من أكتوبر 2010 ، وصلت إلى القمر بسرعة أكبر ، ورسمت القمر بدقة أعلى على مدار ثمانية أشهر ، ثم غادرت مدار القمر لفترة طويلة في نقطة لاغرانج من الأرض - الشمس L2 ، قبل أن تقوم أخيرًا بالتحليق فوق كويكب 4179 Toutatis في 13 ديسمبر 2012 ، ثم يتجه إلى الفضاء السحيق. في 14 ديسمبر 2013 ، Chang'e 3 هبطت مركبة هبوط على سطح القمر ، والتي بدورها نشرت مركبة فضائية على سطح القمر يوتو (بالصينية: 玉兔 حرفيا "أرنب اليشم"). كان هذا أول هبوط ناعم على سطح القمر منذ ذلك الحين لونا 24 في عام 1976 ، وأول مهمة مركبة فضائية على سطح القمر منذ ذلك الحين لونخد 2 في عام 1973. مهمة روفر أخرى (Chang'e 4) في عام 2019 ، لتصبح أول مركبة فضائية تهبط على الجانب البعيد من القمر. تعتزم الصين متابعة هذا الأمر بعينة من مهمة العودة (Chang'e 5) في عام 2020. [227]

بين 4 أكتوبر 2007 و 10 يونيو 2009 ، وكالة استكشاف الفضاء اليابانية كاجويا (سيلين) مهمة ، مركبة مدارية قمرية مزودة بكاميرا فيديو عالية الدقة وقمرين صغيرين لأجهزة الإرسال الراديوية ، حصلت على بيانات الجيوفيزياء القمرية وأخذت أول أفلام عالية الوضوح من خارج مدار الأرض. [228] [229] أول بعثة قمرية للهند ، شاندرايان -1، يدور من 8 نوفمبر 2008 حتى فقد الاتصال في 27 أغسطس 2009 ، مما أدى إلى إنشاء خريطة كيميائية ومعدنية وجيولوجية ضوئية عالية الدقة لسطح القمر ، وتأكيد وجود جزيئات الماء في التربة القمرية. [230] منظمة أبحاث الفضاء الهندية تخطط للانطلاق شاندرايان -2 في عام 2013 ، والذي كان سيشمل مركبة روبوتية روسية على سطح القمر. [231] [232] إلا أن فشل روسيا فوبوس-جرانت قامت البعثة بتأخير هذا المشروع ، وتم إطلاقه في 22 يوليو 2019 فيكرام حاولت الهبوط على منطقة القطب الجنوبي للقمر في 6 سبتمبر ، لكنها فقدت الإشارة في 2.1 كم (1.3 ميل). ما حدث بعد ذلك غير معروف.

شاركت الولايات المتحدة في إطلاق مركبة استطلاع القمر (LRO) و لكروس المسبار والمراقبة المدارية للمتابعة في 18 يونيو 2009 لكروس أكملت مهمتها من خلال إحداث تأثير مخطط وملاحظ على نطاق واسع في فوهة البركان كابوس في 9 أكتوبر 2009 ، [233] في حين LRO قيد التشغيل حاليًا ، للحصول على قياس دقيق للارتفاع على سطح القمر وصور عالية الدقة. في نوفمبر 2011 ، مرت LRO فوق الحفرة الكبيرة والمشرقة Aristarchus. أصدرت وكالة ناسا صورًا للحفرة في 25 ديسمبر 2011. [234]

بدأت مركبتان فضائيتان NASA GRAIL تدوران حول القمر في حوالي 1 يناير 2012 ، [235] في مهمة لمعرفة المزيد عن الهيكل الداخلي للقمر. وكالة ناسا سيدة المسبار ، المصمم لدراسة الغلاف الخارجي القمري ، حقق المدار في 6 أكتوبر 2013.

مستقبل

البعثات القمرية القادمة تشمل روسيا لونا جلوب: مركبة هبوط غير مأهولة مزودة بمجموعة من مقاييس الزلازل ، ومركبة مدارية تعتمد على المريخ الفاشل فوبوس-جرانت بعثة. [236] تم الترويج لاستكشاف القمر الممول من القطاع الخاص بواسطة جائزة Google Lunar X ، التي تم الإعلان عنها في 13 سبتمبر 2007 ، والتي تقدم 20 مليون دولار أمريكي لأي شخص يمكنه هبوط مركبة روبوتية على سطح القمر وتلبية معايير أخرى محددة. [237]

بدأت ناسا في التخطيط لاستئناف المهمات البشرية بعد دعوة الرئيس الأمريكي جورج دبليو بوش في 14 يناير 2004 لمهمة بشرية إلى القمر بحلول عام 2019 وبناء قاعدة قمرية بحلول عام 2024. [238] تم تمويل برنامج كونستليشن و بدأ البناء والاختبار على مركبة فضائية مأهولة ومركبة إطلاق ، [239] ودراسات تصميم لقاعدة قمرية. [240] تم إلغاء هذا البرنامج في عام 2010 ، وتم استبداله في النهاية ببرنامج Artemis المدعوم من دونالد ترامب ، والذي يخطط لإعادة البشر إلى القمر بحلول عام 2025. [241] كما أعربت الهند عن أملها في إرسال أشخاص إلى القمر بحلول عام 2020. [242]

في 28 فبراير 2018 ، أعلنت شركة SpaceX و Vodafone و Nokia و Audi عن تعاون لتركيب شبكة اتصالات لاسلكية من الجيل الرابع على سطح القمر ، بهدف بث لقطات حية على سطح الأرض إلى الأرض. [243]

تشير التقارير الأخيرة أيضًا إلى نية ناسا إرسال رائدة فضاء إلى القمر في مهمتها المخطط لها في منتصف عام 2020. [244]

البعثات التجارية المخطط لها

في عام 2007 ، أطلقت مؤسسة X Prize Foundation مع Google جائزة Google Lunar X لتشجيع المساعي التجارية على القمر. كان من المقرر منح جائزة قدرها 20 مليون دولار لأول مشروع خاص يصل إلى القمر بمركبة هبوط آلية بحلول نهاية مارس 2018 ، مع جوائز إضافية بقيمة 10 ملايين دولار لتحقيق المزيد من الإنجازات. [245] [246] اعتبارًا من أغسطس 2016 ، ورد أن 16 فريقًا يشاركون في المسابقة. [247] في يناير 2018 ، أعلنت المؤسسة أن الجائزة لن يطالب بها أحد حيث لن يتمكن أي من الفرق المتأهلة للنهائي من القيام بمحاولة إطلاق بحلول الموعد النهائي. [248]

في أغسطس 2016 ، منحت الحكومة الأمريكية الإذن لشركة Moon Express التي تتخذ من الولايات المتحدة مقراً لها بالهبوط على سطح القمر. [249] هذه هي المرة الأولى التي يُمنح فيها مشروع خاص الحق في القيام بذلك. يعتبر القرار بمثابة سابقة تساعد في تحديد المعايير التنظيمية للنشاط التجاري في الفضاء السحيق في المستقبل. في السابق ، كانت الشركات الخاصة مقيدة بالعمل على الأرض أو حولها. [249]

في 29 نوفمبر 2018 ، أعلنت وكالة ناسا أن تسع شركات تجارية ستتنافس للفوز بعقد لإرسال حمولات صغيرة إلى القمر فيما يُعرف باسم خدمات الحمولة التجارية القمرية. وفقًا لمدير ناسا ، جيم بريدنشتاين ، "نحن نبني قدرة أمريكية محلية للذهاب إلى سطح القمر ذهابًا وإيابًا." [250]

تأثير انساني

بجانب آثار النشاط البشري على القمر ، كانت هناك بعض المنشآت الدائمة المقصودة مثل متحف القمر قطعة فنية ، رسائل أبولو 11 للنوايا الحسنة ، ست لوحات قمرية ، و رائد فضاء سقط النصب التذكاري والتحف الأخرى.

بنية تحتية

لا تزال البعثات طويلة المدى نشطة ، مثل بعض المركبات المدارية مثل المركبة المدارية الاستطلاعية القمرية التي تم إطلاقها عام 2009 والتي تراقب القمر من أجل مهام مستقبلية ، بالإضافة إلى بعض الهبوط مثل Chang'e 3 الذي تم إطلاقه عام 2013 مع تلسكوب Lunar Ultraviolet الذي لا يزال قيد التشغيل. [251]

هناك عدة بعثات من قبل وكالات وشركات مختلفة مخطط لها لتأسيس وجود بشري طويل الأجل على القمر ، مع Lunar Gateway باعتباره المشروع الأكثر تقدمًا حاليًا كجزء من برنامج Artemis.

علم الفلك من القمر

لسنوات عديدة ، تم التعرف على القمر كموقع ممتاز للتلسكوبات. [252] إن الرؤية الفلكية القريبة نسبيًا ليست مصدر قلق ، فإن بعض الحفر بالقرب من القطبين تكون مظلمة وباردة بشكل دائم ، وبالتالي فهي مفيدة بشكل خاص لتلسكوبات الأشعة تحت الحمراء والتلسكوبات الراديوية على الجانب البعيد ستكون محمية من الثرثرة الراديوية للأرض. [253] على الرغم من أن التربة القمرية تشكل مشكلة لأي أجزاء متحركة من التلسكوبات ، إلا أنه يمكن خلطها بالأنابيب النانوية الكربونية والإيبوكسيات واستخدامها في بناء مرايا يصل قطرها إلى 50 مترًا. [254] يمكن تصنيع تلسكوب ذروة القمر بسائل أيوني بثمن بخس. [255]

في أبريل 1972 ، سجلت مهمة أبولو 16 صورًا وأطيافًا فلكية مختلفة بالأشعة فوق البنفسجية باستخدام كاميرا الأشعة فوق البنفسجية البعيدة / مقياس الطيف. [256]

العيش على القمر

لقد مكث البشر لأيام على سطح القمر ، كما حدث خلال أبولو 17. [257] أحد التحديات الخاصة التي تواجه الحياة اليومية لرواد الفضاء أثناء إقامتهم على السطح هو الغبار القمري الذي يلتصق ببدلاتهم ويُنقل إلى أماكنهم. بعد ذلك ، تذوق رواد الفضاء الغبار ورائحتهم ، وأطلقوا عليه اسم "رائحة أبولو". [258] يشكل هذا التلوث خطرًا لأن الغبار القمري الناعم يمكن أن يسبب مشاكل صحية. [258]

في عام 2019 ، ظهرت بذرة نباتية واحدة على الأقل في تجربة ، تم نقلها جنبًا إلى جنب مع حياة صغيرة أخرى من الأرض على مركبة الهبوط Chang'e 4 في النظام البيئي الجزئي القمري. [259]

بالرغم ان لونا تناثرت مركبات الهبوط شعارات الاتحاد السوفيتي على سطح القمر ، وزُرعت أعلام الولايات المتحدة بشكل رمزي في مواقع هبوطها بواسطة رواد فضاء أبولو ، ولم تدعي أي دولة ملكية أي جزء من سطح القمر. [260] روسيا والصين والهند والولايات المتحدة أطراف في معاهدة الفضاء الخارجي لعام 1967 ، [261] التي تحدد القمر وجميع الفضاء الخارجي على أنه "مقاطعة للبشرية جمعاء". [260] تقيد هذه المعاهدة أيضًا استخدام القمر للأغراض السلمية ، وتحظر صراحة المنشآت العسكرية وأسلحة الدمار الشامل. [262] تم إنشاء اتفاقية القمر لعام 1979 لتقييد استغلال موارد القمر من قبل أي دولة بمفردها ، ولكن اعتبارًا من يناير 2020 ، تم التوقيع والتصديق عليها من قبل 18 دولة فقط ، [263] لم تشارك أي منها في الإطلاق الذاتي استكشاف الإنسان للفضاء. على الرغم من أن العديد من الأفراد قد قدموا مطالبات للقمر كليًا أو جزئيًا ، إلا أن أياً من هؤلاء لا يعتبر موثوقًا به. [264] [265] [266]

في عام 2020 ، وقع الرئيس الأمريكي دونالد ترامب أمرًا تنفيذيًا بعنوان "تشجيع الدعم الدولي لاستعادة واستخدام الموارد الفضائية". يؤكد الأمر على أن "الولايات المتحدة لا تنظر إلى الفضاء الخارجي على أنه" مشاعات عالمية "ويطلق على اتفاقية القمر" محاولة فاشلة لتقييد المشاريع الحرة ". [267] [268]

ال إعلان حقوق القمر [269] تم إنشاؤه من قبل مجموعة من "المحامين وعلماء آثار الفضاء والمواطنين المعنيين" في عام 2021 ، بالاعتماد على السوابق في حركة حقوق الطبيعة ومفهوم الشخصية القانونية للكيانات غير البشرية في الفضاء. [270]

تنسيق

في ضوء التطور المستقبلي على القمر ، تم إنشاء بعض المنظمات الدولية ومتعددة وكالات الفضاء:

الميثولوجيا

التناقض بين المرتفعات الأكثر إشراقًا والماريا الداكنة يخلق الأنماط التي تراها الثقافات المختلفة مثل الرجل في القمر والأرنب والجاموس ، من بين آخرين. في العديد من ثقافات ما قبل التاريخ والقديمة ، تم تجسيد القمر على أنه إله أو ظاهرة أخرى خارقة للطبيعة ، واستمر انتشار المناظر الفلكية للقمر.

في الديانة الهندية الأوروبية ، تم تجسيد القمر على أنه إله الذكر *مه1ليس. [271] اعتقد السومريون القدماء أن القمر هو الإله نانا ، [272] [273] الذي كان والد إينانا ، إلهة كوكب الزهرة ، [272] [273] وأوتو ، إله الشمس. [272] [273] عُرفت نانا لاحقًا باسم سين ، [273] [272] وكانت مرتبطة بشكل خاص بالسحر والشعوذة. [272] في الأساطير اليونانية الرومانية ، يتم تمثيل الشمس والقمر كذكر وأنثى ، على التوالي (هيليوس / سول وسيلين / لونا) [271] وهذا تطور فريد من نوعه في شرق البحر الأبيض المتوسط ​​[271] وآثار تم الاحتفاظ بإله القمر الذكر الأقدم في التقليد اليوناني في شخصية مينيلوس. [271]

في أيقونية بلاد ما بين النهرين ، كان الهلال هو الرمز الأساسي لـ Nanna-Sn. [273] في الفن اليوناني القديم ، كانت إلهة القمر سيلين ممثلة وهي ترتدي هلالًا على غطاء رأسها في ترتيب يذكرنا بالقرون. [274] [275] يعود ترتيب النجوم والهلال أيضًا إلى العصر البرونزي ، حيث يمثلان إما الشمس والقمر ، أو القمر وكوكب الزهرة معًا. أصبحت تمثل الإلهة أرتميس أو هيكات ، ومن خلال رعاية هيكات ، تم استخدامها كرمز للبيزنطة.

تطور تقليد أيقوني لتمثيل الشمس والقمر بوجوه في أواخر العصور الوسطى.

انشقاق القمر (عربي: انشقاق القمر) معجزة منسوبة لمحمد. [276] صدرت أغنية بعنوان "Moon Anthem" بمناسبة هبوط السفينة الهندية Chandrayan-II على سطح القمر. [277]

التقويم

تجعل المراحل المنتظمة للقمر من الساعة ساعة مناسبة ، وتشكل فترات تلاشيها وانحسارها أساس العديد من أقدم التقاويم. يعتقد البعض أن العصي المسننة ، التي يعود تاريخها إلى ما قبل 20-30 ألف عام ، تشير إلى مراحل القمر. [278] [279] [280]

30 يومًا في الشهر هو تقدير تقريبي للدورة القمرية. الاسم الانجليزي شهر وما يقابلها في اللغات الجرمانية الأخرى تنبع من Proto-Germanic * شهر-، وهو مرتبط بـ Proto-Germanic المذكور أعلاه * مينون، مما يشير إلى استخدام التقويم القمري بين الشعوب الجرمانية (التقويم الجرماني) قبل اعتماد التقويم الشمسي. [281] جذر PIE لـ قمر, *مه1ليس، مشتق من الجذر اللفظي PIE *مه1- ، "للقياس" ، "تشير إلى مفهوم وظيفي للقمر ، أي علامة الشهر" (راجع الكلمات الإنجليزية قياس و الحيض) ، [282] [283] [284] وترديدًا لأهمية القمر للعديد من الثقافات القديمة في قياس الوقت (انظر اللاتينية الرجل واليونانية القديمة μείς (meis) أو μήν (mēn) ، وهذا يعني "الشهر"). [285] [286] [287] [288] معظم التقاويم التاريخية هي التقويم القمري. التقويم الإسلامي في القرن السابع هو مثال على التقويم القمري البحت ، حيث يتم تحديد الأشهر تقليديًا من خلال الرؤية المرئية للهلال ، أو الهلال الأول ، في الأفق. [289]

تأثير القمر

التأثير القمري هو ارتباط غير مؤكد مزعوم بين مراحل محددة من الدورة القمرية التي تبلغ مدتها 29.5 يومًا تقريبًا والسلوك والتغيرات الفسيولوجية في الكائنات الحية على الأرض ، بما في ذلك البشر.

لطالما ارتبط القمر بشكل خاص بالجنون واللاعقلانية في الكلمات جنون و مجنون (تقصير شعبي معتوه مخبول) مشتق من الاسم اللاتيني للقمر ، لونا. جادل الفلاسفة أرسطو وبليني الأكبر بأن البدر تسبب في الجنون لدى الأفراد المعرضين للإصابة ، معتقدين أن الدماغ ، الذي يتكون في الغالب من الماء ، يجب أن يتأثر بالقمر وقوته على المد والجزر ، لكن جاذبية القمر أقل من أن تؤثر على أي شخص. شخص واحد. [290] حتى يومنا هذا ، يدعي الأشخاص الذين يؤمنون بتأثير القمر أن حالات الدخول إلى مستشفيات الأمراض النفسية ، وحوادث المرور ، والقتل أو الانتحار تزداد خلال اكتمال القمر ، لكن عشرات الدراسات تبطل هذه الادعاءات. [290] [291] [292] [293] [294]


الذهاب إلى القمر جنون

اعتقد الناس ذات مرة أن ضوء القمر له تأثير قوي على السلوك البشري. أولئك الذين تصرفوا بشكل غريب قيل أنهم "صُدموا بالقمر" ، و جنون، مصطلح للجنون ، يأتي من لونا ، الاسم اللاتيني لإلهة القمر. اعتقد اليابانيون أن القمر إله له قوى التنبؤ بالمستقبل. كان الكهنة يدرسون انعكاس القمر في المرآة ، معتقدين أنهم إذا حدقوا مباشرة في القمر ، فقد يدفعهم ذلك إلى الجنون. جعلت الخرافات حول التأثير الشرير للقمر بعض الناس يرفضون النوم في مكان يمكن أن تلمسهم فيه أشعة القمر. في القرن الثالث عشر ، كتب الفيلسوف الإنجليزي روجر بيكون: "مات الكثيرون من عدم حماية أنفسهم من أشعة القمر".

قمري المتعلقة بالقمر

خلود القدرة على العيش إلى الأبد

تخبرنا أسطورة من جزيرة جاوة الإندونيسية كيف جاءت ناوانج وولان ، إلهة القمر ، إلى الأرض للاستحمام في بحيرة. سرق رجل عباءتها من ريش البجعة حتى لا تتمكن من الطيران مرة أخرى في السماء ، وبقيت على الأرض وتزوجته. استخدمت Nawang Wulan قواها السحرية لإطعام الأسرة كل يوم بحبة واحدة فقط من الأرز. عندما اكتشف زوجها سرها ، فقدت قوتها السحرية واضطرت إلى جمع الأرز وقصفه كل يوم مثل جميع الزوجات الأخريات. ومع ذلك ، فقد وجدت عباءة من ريش البجعة واستخدمتها للعودة إلى السماء. مكثت هناك ليلا لكنها قضت ساعات النهار على الأرض مع زوجها وابنتها.


نظرية التكوين المشترك

يمكن أن تتكون الأقمار أيضًا في نفس الوقت الذي يتكون فيه كوكبهم الأصلي. في ظل هذا التفسير ، كانت الجاذبية ستجعل المواد في النظام الشمسي المبكر تتجمع معًا في نفس الوقت الذي ربطت فيه الجاذبية الجزيئات معًا لتشكيل الأرض. سيكون لمثل هذا القمر تكوين مشابه جدًا للكوكب ، وسوف يفسر الموقع الحالي للقمر. ومع ذلك ، على الرغم من أن الأرض والقمر يشتركان في الكثير من نفس المادة ، فإن القمر أقل كثافة بكثير من كوكبنا ، وهو ما قد لا يكون كذلك إذا بدأ كلاهما بنفس العناصر الثقيلة في قلبهما.

في عام 2012 ، اقترح الباحث روبن كانوب ، من معهد ساوث ويست للأبحاث في تكساس ، أن الأرض والقمر تشكلت في نفس الوقت عندما اصطدم جسمان ضخمان بحجم خمسة أضعاف حجم المريخ ببعضهما البعض.

وقالت ناسا: "بعد الاصطدام ، اصطدم الجسمان المتماثلان بالحجم مرة أخرى ، مكونين أرضًا مبكرة محاطة بقرص من المواد التي اجتمعت لتشكيل القمر". "تركت إعادة الاصطدام والاندماج اللاحق الجسدين بالتركيبات الكيميائية المماثلة التي نشهدها اليوم.


نُفي فيلسوف يوناني قديم بزعم أن القمر صخرة وليس إلهاً

بالقرب من القطب الشمالي للقمر تقع فوهة البركان أناكساغوراس Anaxagoras ، التي سميت على اسم الفيلسوف اليوناني الذي عاش في القرن الخامس قبل الميلاد. هذا الاسم مناسب ، لأن Anaxagoras كان الرجل من أوائل الأشخاص في التاريخ الذين اقترحوا أن القمر كان جسمًا صخريًا ، وليس مختلفًا تمامًا عن الأرض. تمتد شرائط المواد التي تم إلقاؤها أثناء الاصطدام الذي شكل الحفرة لمسافة 560 ميلًا جنوبًا إلى حافة فوهة بركان أخرى ، تسمى هذه الحفرة باسم أفلاطون.

مثل أفلاطون ، قام Anaxagoras العالم بمعظم أعماله في أثينا ، لكن أوجه التشابه بين الرجلين تتوقف عند هذا الحد. تأثر أفلاطون بشدة بفيثاغورس ، افترض كونًا صوفيًا قائمًا على أشكال هندسية مقدسة ، بما في ذلك مدارات دائرية تمامًا. تجنب أفلاطون الملاحظة والتجريب ، مفضلاً السعي وراء معرفة نقية كان يعتقد أنها فطرية في كل البشر. لكن أناكساغوراس ، الذي توفي في وقت قريب من ولادة أفلاطون ، كان لديه موهبة في علم الفلك ، وهو مجال للدراسة يتطلب رصدًا دقيقًا وحسابًا لكشف أسرار الكون.

خلال الفترة التي قضاها في أثينا ، قام Anaxagoras بالعديد من الاكتشافات الأساسية حول القمر. كرر واستفاد من فكرة ظهرت على الأرجح بين أسلافه ولكنها لم تكن مقبولة على نطاق واسع في العصور القديمة: أن القمر والشمس ليسا آلهة ، بل أشياء. هذا الاعتقاد الذي يبدو غير ضار سيؤدي في النهاية إلى اعتقال ونفي أناكساغوراس & # 8217.

فوهة أناكساغوراس بالقرب من القطب الشمالي للقمر ، صورتها المركبة الفضائية لونار أوربيتر 4 في عام 1967. (ناسا)

يمكن أن يشكل تجميع حياة الفلاسفة الأوائل مثل أناكساجوراس ، الذي يُعتقد أنه كتب كتابًا واحدًا فقط ، فقدنا أمامنا اليوم ، تحديًا كبيرًا للمؤرخين. لدى العلماء المعاصرين & # 8220fragments & # 8221 فقط لوصف حياة Anaxagoras & # 8212 اقتباسات موجزة من تعاليمه وملخصات قصيرة لأفكاره ، تم الاستشهاد بها في أعمال العلماء من الأجيال اللاحقة ، مثل أفلاطون وأرسطو.

من خلال المراقبة المستمرة ، توصل Anaxagoras إلى الاعتقاد بأن القمر كان صخرة ، لا يختلف تمامًا عن الأرض ، حتى أنه وصف الجبال على سطح القمر. كان يعتقد أن الشمس كانت صخرة مشتعلة. في الجزء 18 ، يقول أناكساجوراس ، & # 8220 إن الشمس هي التي تضفي السطوع على القمر. & # 8221 بينما لم يكن Anaxagoras أول من أدرك أن ضوء القمر ينعكس على ضوء الشمس ، فقد كان قادرًا على استخدام هذا المفهوم لشرح ذلك بشكل صحيح ظواهر طبيعية إضافية ، مثل الخسوف ومراحل القمر.

نشأ أناكساجوراس من كلازوميناي في الأراضي الأيونية شرق البر الرئيسي اليوناني ، خلال عصر التنوير الأيوني ، وهي ثورة فكرية بدأت حوالي 600 قبل الميلاد. عندما كان شابًا ، رأى أثينا وسبارتا متحالفين لطرد الإمبراطورية الفارسية من إيونيا. عندما انتقل أناكساغوراس ومعاصروه إلى أثينا ، جلبوا الفلسفة إلى الديمقراطية الأثينية الناشئة. على الرغم من أن العديد من الفلاسفة اليونانيين في القرنين السادس والخامس قبل الميلاد يؤمن بعنصر أو بضعة عناصر أساسية & # 8212 مثل الماء والهواء والنار والأرض & # 8212 اعتقد Anaxagoras أنه يجب أن يكون هناك عدد لا حصر له من العناصر. كانت هذه الفكرة هي طريقته في حل نزاع فكري بشأن طبيعة الوجود الذي ظهر بين فلاسفة إيونيا ذوي العقلية الطبيعية إلى الشرق والفلاسفة ذوي التفكير الصوفي إلى الغرب ، في إيطاليا المستعمرة باليونان ، مثل فيثاغورس وأهله. متابعون.

يقول دانييل جراهام ، أستاذ الفلسفة في جامعة بريغهام يونغ وأحد خبراء أناكساغوراس القلائل في العالم ، إن بارمينيدس على وجه الخصوص أثر في أناكساغوراس وأفكاره حول علم الفلك.

& # 8220Anaxagoras يحول مشكلة ضوء القمر إلى مشكلة هندسية ، & # 8221 يقول جراهام. وأشار إلى أنه عندما يكون القمر على الجانب الآخر من الأرض من الشمس ، يضيء الوجه الكامل ، & # 8220 [ينتج] نموذجًا للسماء لا يتنبأ فقط بمراحل القمر ، ولكن كيف يمكن حدوث الكسوف. & # 8221

أدرك أناكساجوراس أن مراحل القمر & # 8217s كانت نتيجة لأجزاء مختلفة من الجسم السماوي أضاءتها الشمس من منظور الأرض & # 8217s. أدرك الفيلسوف أيضًا أن سواد القمر العرضي يجب أن يكون ناتجًا عن اصطفاف القمر والشمس والأرض بحيث يمر القمر في ظل الأرض و # 8212a خسوف القمر. عندما يمر القمر مباشرة أمام الشمس ، تصبح السماء مظلمة خلال النهار ، وهي ظاهرة وصفها أناكساغوراس أيضًا ونطلق عليها الآن كسوف الشمس.

الكسوف الكلي للقمر في 8 أكتوبر 2014 ، كما تم تصويره من ولاية كاليفورنيا. عندما يغطي ظل الأرض القمر ، فإن الضوء المرشح فقط عبر الغلاف الجوي للأرض يصل إلى سطح القمر ، مما يلقي بالقمر في وهج ضارب إلى الحمرة. (ألفريدو جارسيا الابن / فليكر بموجب CC BY-SA 2.0)

تصارع أناكساجوراس أيضًا مع أصل القمر وتكوينه ، وهو لغز لا يزال يتحدى العلماء اليوم. اقترح الفيلسوف أن القمر كان صخرة كبيرة كانت الأرض قد قفزت إلى الفضاء. توقع هذا المفهوم سيناريو لأصل القمر الذي اقترحه الفيزيائي جورج داروين ، ابن تشارلز داروين ، بعد 23 قرنًا. كانت فكرة داروين ، المعروفة باسم فرضية الانشطار ، هي أن القمر بدأ كقطعة من الأرض وتم طرحه في الفضاء من خلال الدوران السريع للأرض ، تاركًا وراءه حوض المحيط الهادئ. (يعتقد العديد من علماء الفلك اليوم أن جسمًا بحجم المريخ قد اصطدم بالأرض المبكرة ، وطرد المواد التي اندمجت بعد ذلك في القمر ، على الرغم من وجود نظريات أخرى حول أصل قمرنا الصناعي الطبيعي.)

من خلال وصف القمر بأنه صخرة من أصل أرضي ، والشمس على أنها صخرة مشتعلة ، تجاوز أناكساغوراس المفكرين الأوائل ، حتى أولئك الذين أدركوا أن القمر كان نوعًا من العاكس. هذا التفكير المستقبلي جعل أناكساغوراس منكرًا رئيسيًا لفكرة أن القمر والشمس كانا آلهة.

كان من المفترض أن تكون مثل هذه الفكرة موضع ترحيب في أثينا الديمقراطية ، لكن أناكساغوراس كان مدرسًا وصديقًا لرجل الدولة المؤثر بريكليس ، وسرعان ما ستتآمر الفصائل السياسية ضده. في السلطة لأكثر من 30 عامًا ، قاد بريكليس أثينا في الحروب البيلوبونيسية ضد سبارتا. في حين أن الأسباب الدقيقة لهذه الصراعات هي مسألة نقاش ، فإن بريكليس & # 8217 المعارضين السياسيين في السنوات التي أدت إلى الحروب ألقى باللوم عليه في العدوان المفرط والغطرسة. غير قادر على إيذاء الزعيم الأثيني بشكل مباشر ، وطارد أعداء بريكليس & # 8217 أصدقائه. تم القبض على Anaxagoras وحوكمته وحُكم عليه بالإعدام ، بدعوى انتهاك قوانين المعصية أثناء الترويج لأفكاره حول القمر والشمس.

& # 8220 في الديمقراطية الأثينية ، مع محاكماتها & # 8216 ديمقراطية & # 8217 أمام هيئات محلفين كبيرة بتهم جنائية يوجهها مواطنون عاديون & # 8212 لم يكن هناك محامي مقاطعة & # 8212 جميع المحاكمات كانت في الأساس محاكمات سياسية ، & # 8221 يقول جراهام. & # 8220 غالبًا ما كانوا متنكرين على أنهم متعلقون بالدين أو الأخلاق ، لكنهم كانوا يهدفون إلى إحراج بعض الشخصيات العامة من خلال ملاحقته مباشرة إذا كان ضعيفًا ، أو عضوًا في دائرته إذا لم يكن كذلك. إذا كنت تريد مهاجمة بريكليس ، لكنه كان يتمتع بشعبية كبيرة بحيث لا يستطيع الهجوم مباشرة ، فقد وجدت الحلقة الأضعف في مجموعته. كأجنبي ومفكر لديه أفكار جديدة غير تقليدية ، كان بريكليس & # 8217 صديق & # 8216 مستشار العلوم & # 8217 أناكساجوراس هدفًا واضحًا. & # 8221

لا يزال بريكليس متمسكًا ببعض النفوذ السياسي ، وتمكن من تحرير أناكساجوراس ومنع إعدامه. على الرغم من أن حياته نجت ، إلا أن الفيلسوف الذي شكك في ألوهية القمر وجد نفسه في المنفى في لامبساكوس على حافة هيليسبونت. لكن أفكاره المتعلقة بالكسوف ومراحل القمر ستظل قائمة حتى يومنا هذا ، ولإدراكه للطبيعة الحقيقية للقمر ، فإن الحفرة القمرية ، التي زارتها مركبة فضائية تدور في مدارات بعد حوالي 2400 عام ، تحمل اسم أناكساغوراس.


شاهد الفيديو: ORIGIN Arabic (شهر اكتوبر 2021).