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Sternengeschichten Folge 245: Wie der Mond nicht entstanden ist

Der Mond ist am nächtlichen Himmel der auffälligste Himmelskörper. Wenn er am Himmel steht dann kann man ihn nicht übersehen. Es ist daher auch kein Wunder das er von Anfang an im Zentrum der menschlichen Aufmerksamkeit stand. Schon in der prähistorischen Zeit war er Teil der Mythen und Religionen der Menschen, wurde verehrt und der Wechsel der Mondphasen zur Grundlage der Zeitrechnung und des Kalenders – deswegen heißt der Monat ja auch Monat. Religionen und Mythen haben natürlich auch unzählige Geschichten über die Entstehung dieses Himmelskörpers parat. Das sind dann aber eben auch religiöse und mythologische Geschichten und keine wissenschaftlichen Theorien.

Bis es die gab, hat es ein wenig länger gedauert. Die erste Idee die man als halbwegs wissenschaftliche Theorie der Mondentstehung bezeichnen könnte stammt von René Descartes. Aufgeschrieben hat er sie wohl um das Jahr 1630 herum aber veröffentlicht wurde sie erst nach Descartes Tod im Jahr 1664. Vermutlich lag es der berühmten Verurteilung von Galileo Galilei wegen dessen Gedanken über das heliozentrische Sonnensystem im Jahr 1633 das Descartes von einer Veröffentlichung seiner Thesen abgesehen hatte. Descartes stellte sich einen Kosmos vor, der voller kleiner Materieteilchen war. Voll sein musste, denn Descartes glaubte nicht daran dass es so etwas wie Vakuum geben könnte. Und wenn es keinen leeren Raum geben kann, muss alles voller Materie sein. Und weil alles so voll ist, können die sich nicht einfach nur gerade aus bewegen, sondern beeinflussen sich gegenseitig und bilden Wirbel. Descartes unterschied zwischen “grober” und “feiner” Materie wobei erster der Wirbelbewegung besser widerstehen kann als letztere. Die feine Materie bewegt sich daher in den Descartschen Wirbeln nach außen und verdichtet sich dort; die grobe Materie landet in der Mitte der Wirbel. Aus diesen Wirbeln sollen dann laut Descartes Planeten entstehen die einen Stern umkreisen; die Planeten entwickeln aber selbst wieder Wirbel aus denen dann weitere Himmelskörper entstehen können. So sollen Erde und Mond entstanden sein.

Soweit René Descartes – aber wenig später kam Isaac Newton und zeigte dass das mit den Wirbeln nicht funktionieren kann. Er entwickelte seine eigene Theorie zur Erklärung der Bewegung von Himmelskörpern durch eine Gravitationskraft die bekanntermaßen wesentlich erfolgreicher war. Die nächste, diesmal wirklich ernsthafte Theorie zur Mondentstehung kam erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts. Entwickelt hat sie Darwin – allerdings nicht Charles Darwin der berühmte Biologe, sondern sein Sohn George Howard Darwin der ein erfolgreicher Astronom und Mathematiker war. Seine 1878 veröffentlichte Hypothese ist als “Abspaltungstheorie” bekannt: Darwin stellte sich vor, dass die Erde früher wesentlich schneller als heute um ihre Achse rotiert hat. Außerdem ging er davon aus dass die Erde früher viel heißer und ihr Gestein nicht so fest wie heute war. Die schnelle Rotation der glutflüssigen Erde hat dazu geführt dass sich ein Teil von ihr abgelöst hat und ins All entkommen ist. Dort soll daraus der Mond entstanden sein, der der Erde früher also auch viel näher gewesen sein muss. Nun konnten, so hat Darwin ausgerechnet, Gezeitenkräfte zwischen Erde und Mond wirken. Diese aber bremsen einerseits die Rotation der Erde, führen andererseits aber auch dazu dass sich der Mond von der Erde entfernt. So lange und so weit bis wir den heutigen Zustand beobachten, mit einer Erde die 24 Stunden für eine Drehung um ihre Achse braucht und einen Mond der knapp 400.000 Kilometer weit weg ist.

Der Geologe Osmond Fisher fand die Theorie gut und meinte einen weiteren Beleg beitragen zu können: Der riesige pazifische Ozean sei nichts anderes als die Stelle, an der sich der Mond abgelöst hat; quasi die Narbe der Mondentstehung. Nun: Vieles von dem was Darwin sich überlegt hat war richtig. Die Erde drehte sich früher tatsächlich schneller. Sie war früher tatsächlich wärmer. Die Gezeitenkraft zwischen Erde und Mond bremst tatsächlich die Erdrotation und vergrößert den Abstand zum Mond. Wir können die Tageslängen der Vergangenheit heute gut aus diversen fossilen Ablagerungen bestimmen und sehen dort das ein Tag früher kürzer war als heute. Aber die Erde hatte sich nie so schnell um ihre Achse gedreht dass der Mond sich lösen hätte können. Und dass der Pazifik das Resultat der Plattentektonik auf der Erde ist wissen wir heute auch.

Darwins Theorie der Mondentstehung war gut und nach damaligen Wissensstand nicht unplausibel. Aber eben leider nicht richtig. Nur wenige Jahre später kam der nächste Versuch – und zwar 1909 von Thomas Jefferson Jackson See. Er meinte, dass der Mond genau so entstanden sei wie die anderen Planeten, quasi als eigenständiger Planet irgendwo anders im Sonnensystem. Dann sei er aber irgendwann zu nahe an der Erde vorbei gekommen und von ihr eingefangen worden. Auch diese Hypothese ist nicht völlig unplausibel. Wenn der Mond tatsächlich genau im richtigen Moment im richtigen Winkel mit der richtigen Geschwindigkeit am richtigen Ort ist, dann könnte er in eine stabile Umlaufbahn um die Erde eingefangen werden. Aber das ist sehr, sehr unwahrscheinlich. So unwahrscheinlich das es quasi unmöglich ist. Sees Theorie erklärt auch nicht, wieso der Mond, im Gegensatz zu ähnlichen Himmelskörpern wie Erde, Venus oder Merkur, keinen metallischen Kern hat. Wieso sollte gerade dem Mond so etwas fehlen? Sie erklärt auch nicht, wieso die chemische Zusammensetzung des Mondgesteins dem irdischen Gesteins überraschend ähnlich ist. Wäre der Mond irgendwo anders im Sonnensystem entstanden dann hätten dort auch andere Bedingungen geherrscht und die chemische Zusammensetzung müsste sich unterscheiden. Erschwerend für See kam zu all dem noch dazu dass er in der wissenschaftlich Gemeinschaft nicht sonderlich hoch angesehen war. Er behauptete zum Beispiel einmal einen Planeten bei einem anderen Stern entdeckt zu haben, den allerdings keiner außer ihm sehen konnte. Gleiches galt für angebliche Planeten hinter der Neptunbahn die See entdeckt haben wollte. Er entwickelte Theorien zur Entstehung von Erdbeben, von Planeten, des Sonnensystems und obwohl ihn seine Kollegen immer wieder darauf hinwiesen dass die nicht funktionieren könnten ließ er sich nicht beirren sondern fing stattdessen immer wieder Streit an. Später entwickelte er sich zu einem erbitterten Gegner von Albert Einstein und glitt vollends in die Pseudowissenschaft ab.

Wusste alles besser: Thomas Jefferson Jackson See (Bild: Public Domain)

Wusste alles besser: Thomas Jefferson Jackson See (Bild: Public Domain)

Sehr originell ist dagegen die 1955 veröffentlichte Theorie des estnischen Astronomen Ernst Öpik. Ihn kennt man heute vor allem für seine Erkenntnis das Kometen aus einer das Sonnensystem umgebenden Wolke stammen müssen, also der Region die heute trotzdem “Oortsche Wolke” heißt und nicht “Oort-Öpik-Wolke” obwohl das viel gerechter gewesen wäre. Öpik ging davon aus dass es früher zur Zeit der Planetenentstehung noch viel mehr Kleinkörper im Sonnensystem gegeben hatte. Jede Menge Asteroiden seien damals auf der Erde eingeschlagen und hätten sie enorm stark aufgeheizt. So sehr, dass große Menge ihres Materials regelrecht ins All verdampften. Dort kühlte das Material wieder ab, kondensierte zu festen Teilchen aus denen sich dann schließlich der Mond bildete. Damit konnte Öpik erklären, warum der Mond keinen Eisenkern hatte – der war tief im Inneren der Erde unbeeindruckt von den Asteroideneinschläge und nur das Gesteinsmaterial verdampfte ins All um den Mond zu bilden. Ein Problem hat die Theorie aber mit der Drehung von Mond und Erde und der Bewegung des Mondes um die Erde herum. All diese Rotationsbewegungen zusammen bilden den Drehimpuls des Erde-Mond-Systems und wenn man die einzelnen Beiträge berechnet dann zeigt sich dass der überwiegende Anteil dieses Drehimpuls von der Bewegung des Mondes um die Erde herum stammt und nicht von der Rotation der Himmelskörper um ihre eigenen Achsen. Das ist einzigartig beim Erde-Mond-System; bei den Monden anderen Planeten ist das nicht so. Und Öpiks Theorie konnte nicht erklären, warum das so ist.

In den 1960er Jahren belebte der amerikanische Astronom Thomas Gold die alte Einfangtheorie von See wieder. Die Wahrscheinlichkeit dass die Erde einen Himmelskörper einfängt hängt unter anderem von dessen Masse ab. So ein riesiges Ding wie den Mond einzufangen ist enorm unwahrscheinlich. Bei kleineren Objekten könnte es aber klappen; von denen existieren auch mehr im Sonnensystem. Was also, so Gold, wenn die Erde im Laufe der Zeit viele kleine Objekte eingefangen hat? Die Erde hätte dann früher nicht nur einen Mond gehabt sondern mehrere. So wie der Mond heute müssten aber auch die kleinen Monde damals aufgrund der Gezeitenkraft der Erde langsam von ihr weg gewandert sein. Irgendwann müssen sie bei diesem Prozess miteinander kollidiert sein und hätten so den großen Mond gebildet. Es klingt zwar nett, dass die Erde früher mal mehr Monde gehabt hat. Aber nur ein paar Jahre nach der Veröffentlichung von Golds Hypothese landeten Astronauten auf dem Mond, untersuchten dort Gesteinsproben und konnten so zeigen dass er nicht Recht haben konnte. Die Gesteinsproben zeigten eindeutig dass der Mond der Erde enorm ähnlich ist. Wenn er aus jeder Menge unterschiedlichen Kleinkörper entstanden wäre kann das nicht sein.

Auch die noch viel ältere Abspaltungstheorie von George Darwin hat nach längerer Zeit wieder eine Auffrischung erlebt und zwar auf höchst spektakuläre Weise. Die beiden niederländischen Wissenschaftler Rob de Meijer und Wim van Westrenen haben zwar bestätigt dass die Erde nicht schnell genug rotiert haben kann um die Ablösung des Mondes zu verursachen. Aber die Erde könnte Hilfe durch eine gewaltige Atomexplosion bekommen haben! Keine menschengemachte natürlich, und auch Aliens sind in dieser Hypothese nicht involviert. Es geht dabei um sogenannte “Naturreaktoren”: Wir wissen, dass im Inneren der Erde jede Menge radioaktive Materialien existieren. Und es ist durchaus möglich dass sich auf natürlichem Weg zum Beispiel genug Uran ansammelt so dass eine nukleare Kettenreaktion eintreten kann. In Westafrika hat man so etwas sogar schon entdeckt, den “Naturreaktor Oklo” der eine halbe Million Jahre lange eine Leistung von 100 kW erzeugt hat, was zwar nicht viel ist und schon 2 Milliarden Jahre her ist – aber trotzdem ziemlich cool. Wenn es jetzt aber vor 4,5 Milliarden Jahren tief im Inneren der Erde eine viel größere Konzentration radioaktiver Elemente gegeben hat könnte so eine enorme nukleare Explosion stattfinden die den Mond quasi aus der Erde ins All hinaus sprengt. Diese Hypothese ist zwar spektakulär aber nicht unbedingt plausibel. Sie ist nicht unmöglich, aber es gibt bis jetzt keine konkreten Modellrechnungen die zeigen könnten, dass das wirklich so ablaufen kann. Es ist auch zweifelhaft ob so eine Explosion wirklich die nötige Wucht hat oder ob ein Großteil der Energie nicht zuvor schon durch Vulkanismus abgebaut würde.

All diese Hypothesen haben zwei Dinge gemeinsam: Sie könnten prinzipiell erklären wie der Mond entstanden sein könnte, haben sich aber im Laufe der Zeit als falsch herausgestellt. Die einzige Hypothese bei der das nicht der Fall ist und die bis heute die meisten Eigenschaften des Mondes erklärt ohne dabei im Widerspruch zu Messungen und Beobachtungen zu stehen ist die Kollisionstheorie: Der Mond entstand als in der Frühzeit des Sonnensystems ein etwa marsgroßer Himmelskörper mit der Erde zusammenstieß. Die Trümmer dieser Kollision formten sich zum Mond. Ich habe diese Theorie ausführlich in Folge 149 der Sternengeschichten vorgestellt – aber ich bin sicher dass ich auch in Zukunft noch das eine oder andere Mal von der Entstehung unseres Begleiters erzählen werde. Auch wenn der Mond der Himmelskörper ist mit dem wir Menschen uns am längsten beschäftigt haben: Es gibt noch jede Menge offene Fragen und es gibt noch jede Menge Geschichten zu erzählen!

Kommentare (31)

  1. #1 Bullet
    4. August 2017

    Und ich war mir sicher, daß da eine Raumstation im Spiel war …
    SCNR

  2. #2 Artur57
    4. August 2017

    “All diese Rotationsbewegungen zusammen bilden den Drehimpuls des Erde-Mond-Systems und wenn man die einzelnen Beiträge berechnet dann zeigt sich dass der überwiegende Anteil dieses Drehimpuls von der Bewegung des Mondes um die Erde herum stammt und nicht von der Rotation der Himmelskörper um ihre eigenen Achsen. Das ist einzigartig beim Erde-Mond-System; bei den Monden anderen Planeten ist das nicht so.”

    Habe das eben ein wenig nachgerechnet. Wenn wir den Jupiter als Apfel sehen, dann sind die galileischen Monde außen herum Nüsse, von denen sich der am weitesten entfernte (Kallisto) in 80 cm Entfernung bewegt (angenommener Apfelradius 3 cm). Ist hingegen die Erde der Apfel, dann ist der Mond eine Pflaume in 1 Meter 80 Abstand. Das ist tatsächlich extrem und darin steckt ein sehr großer Drehimpuls.

    Der lässt sich meiner Meinung nach wirklich nur mit einer Kollission erklären. Alle anderen Effekte sind zu schwach.

  3. #3 Alderamin
    4. August 2017

    @Florian

    Er meinte, dass der Mond genau so entstanden sei wie die anderen Planeten, quasi als eigenständiger Planet irgendwo anders im Sonnensystem. Dann sei er aber irgendwann zu nahe an der Erde vorbei gekommen und von ihr eingefangen worden. Auch diese Hypothese ist nicht völlig unplausibel. Wenn der Mond tatsächlich genau im richtigen Moment im richtigen Winkel mit der richtigen Geschwindigkeit am richtigen Ort ist, dann könnte er in eine stabile Umlaufbahn um die Erde eingefangen werden. Aber das ist sehr, sehr unwahrscheinlich. So unwahrscheinlich das es quasi unmöglich ist.

    Wird aber für den (retrograd umlaufenden) Neptunmond Triton immer noch angenommen…

    Ist es eigentlich wahrscheinlicher, dass ein Mond in eine retrograde Bahn anstelle einer prograden eingefangen wird?

  4. #4 Florian Freistetter
    4. August 2017

    @Alderamin: “Ist es eigentlich wahrscheinlicher, dass ein Mond in eine retrograde Bahn anstelle einer prograden eingefangen wird?”

    Gute Frage, kann ich spontan aber nicht beantworten. Möglich erscheint es mir allerdings; pro oder retro spielt zB bei Fragen der Bahnstabilität ne Rolle; warum nicht auch da.

    Neptun ist ja wieder ne andere Sache: Der ist massereicher und weiter weg. Dort draußen bewegt sich auch alles langsamer. Und vor allem geht es um einen sehr großen Planeten und einen sehr kleinen Mond. Da kriegt man Einfänge leichter hin als bei zwei quasi vergleichbar großen Dingern wie Erde und Mond.

  5. #5 Rowlf
    4. August 2017

    @Artur57:

    Ich habe auch mal grob die Trägheitsmomente und Drehimpulse für Erde, Mars und Jupiter (inkl. Monde) ausgerechnet. Bei Mars und Jupiter ist die absteigende Reihenfolge der Drehimpulse (in Größenordnungen) :
    1. Planet um Sonne
    2. Planet um eigene Achse
    3. Mond um Planet
    4. Mond um eigene Achse

    Beim System Erde-Mond steckt jedoch mehr Drehimpuls in der Bewegung des Mondes um die Erde (gleiche Größenordnung aber Faktor 4 höher als Erde um eigene Achse):
    1. Erde um Sonne : 4.237E+39 [kg m2 s-1]
    2. Mond um Erde : 4.600E+33 [kg m2 s-1]
    3. Erde um eigene Achse : 1.125E+33 [kg m2 s-1]
    4. Mond um eigene Achse : 3.762E+28 [kg m2 s-1]

    Das deckt sich ja dann mit deinen Ergebnissen….

    Kann jemand meine Ergnisse grob bestätigen, oder habe ich mich komplett verhauen?…

  6. #6 Florence
    4. August 2017

    Wie kann man denn aus Fossilien die Tageslänge bestimmen?

  7. #7 Florian Freistetter
    4. August 2017

    @Florence: Manche Korallenarten bilden Ablagerungen die sich an den Gezeiten orientieren. Die gibt es täglich. Und wenn sich dann zB die Dicke der Schichten noch im Rhythmus der Jahreszeiten ändert, kann man daraus die Anzahl der Tage pro Jahr ablesen. Und wenn das Jahr früher mehr Tage hatte, dann müssen die Tage kürzer gewesen sein (und die Erde sich schneller gedreht haben).

  8. #8 Hoffmann
    4. August 2017

    @ Florence:

    Die klassische Arbeit dazu ist diese:

    http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1972Ap%26SS..16..212P&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf

    Auf der Seite 235 (Seite 24 des pdf) ist als Abb. 3 die Entwicklung der Tageslänge anhand von fossilen Belegen als Kurve dargestellt. Die Anzahl der Tage pro Monat fiel von ca. 31,5 im Ordovizium (vor etwa 470 Millionen Jahren) auf 29,5 zum heutigen Zeitpunkt.

    Die Änderung der Tageslänge beträgt etwa 2 Millisekunden pro Jahrhundert. Bei 400 Millionen Jahren kommen also etwa 8000 Sekunden zusammen, was etwa 2 Stunden und 13 Minuten entspricht. Der Tag dauerte damals also etwa 21 Stunden und 47 Minuten, was sich bei einer Jahreslänge von 31.556.926 Sekunden auf eine Tageszahl von knapp 400 Tagen dividiert.

  9. #9 Hoffmann
    4. August 2017

    Ich sehe gerade, dass der Link nicht aufgeht. Hoffentlich klappt dieser hier besser:

    http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1972Ap%26SS..16..212P/0000235.000.html

  10. #10 Hoffmann
    4. August 2017

    O.K., ich merke, dass auch dieser Link nicht funktioniert. Dann eben über google “adsabs pannella paleontological evidence” eingeben und den ersten angezeigten Link öffnen. Dann müsste es klappen … 😉

  11. #11 Roland B.
    4. August 2017

    “Die Gesteinsproben zeigten eindeutig dass der Mond der Erde enorm ähnlich ist. Wenn er aus jeder Menge unterschiedlichen Kleinkörper entstanden wäre kann das nicht sein.”
    Wieviele Proben von wievielen Fundstellen wurden da gleich nochmal genommen und untersucht? Und vemutlich alle von der Oberfläche.
    Wenn die “Erdnähe” der Proben das einzige Argument gegen diese Hypothese sein sollte, wäre das etwas wackelig.
    Wie umgekehrt einzelne stark abweichende auch kein Beleg für die Hypothese wären, der Mond wurde ja weit häufiger als die Erde von Meteoriten getroffen.

  12. #12 Florian Freistetter
    4. August 2017

    @Roland: “Wieviele Proben von wievielen Fundstellen wurden da gleich nochmal genommen und untersucht? Und vemutlich alle von der Oberfläche.”

    Ja, wir wollten die Nazis in ihren unterirdischen Mondbunkern nicht wecken…

    Aber ernsthaft: Die NASA hat sich ja damals durchaus was gedacht. Und ist nicht einfach wahllos irgendwo hin geflogen sondern hat sich schon passende Stellen für gute Stichproben ausgesucht. Und abgesehen davon geht es ja auch die fundamentale Struktur; man sieht auf Mond und Erde das gleiche Isotopen-Verhältnis im Gestein was sich nur schwer ohne gemeinsamen Ursprung erklären lässt. Außerdem gibts noch andere Wege um die Zusammensetzung des Mondes zu bestimmen. Seismische Messungen, Spektroskopie, Gravimetrie, etc.

  13. #13 Ambi Valent
    4. August 2017

    Man hat auch nicht nur das mitgenommen, was einfach so rumlag (und auch ein Meteorit sein könnte), sondern Gestein losgeschlagen. Käme das Gestein von Meteoriten, wäre es auch etwas seltsam, wenn es überall so zusammengesetzt ist wie Gestein von der Erde, da Meteoriten ja auch aus anderen Regionen des Sonnensystems stammen können, wo die Zusammensetzung eine andere ist.

  14. #14 tomtoo
    5. August 2017

    Ähmm , wenn schon Mond und Einschlag.
    Hatt’s den anderen eigentlich komplett zerbröselt ? Oder wars mehr so ein vorbeischrammen ? Ich mein so ein Körper mit Nickel,Eisen Kern zerbröselt es ja auch nicht so einfach. Und wenn es “nur” ein Schrammen war , wo ist jetzt der Rest ?

  15. #15 Ambi Valent
    5. August 2017

    @tomtoo
    Einfach ausgedrückt: die Kollision war ein ziemlicher Volltreffer. Danach ist die Erde die beiden Hauptkörper, die nicht hinausgeschleudert wurden, plus all die Trümmer, die wieder zurückfielen. Die Trümmer, die durch gegenseitige Stöße auf Bahnen gelangten, die nicht zum Fall auf die Erde führten, stießen im Orbit zusammen und bildeten dort schließlich den Mond. Und Trümmer, die noch weiter herausgeschleudert wurden, gingen in einen Orbit um die Sonne und könnten heute – über 4 Milliarden Jahre später – so ziemlich überall sein.

  16. #16 tomtoo
    5. August 2017

    @Ambi Valent
    Danke ! Also hatts den kleineren nahezu vollständig zerbröselt.

  17. #17 Roland B.
    5. August 2017

    @#12: Nein, die Nazis wecken wir nicht, die sind ja alle auf der Rückseite des Mondes eingebunkert.
    Und daß die NASA die wenigen Astronautenlandeplätze nicht ausgesucht hat wie manche Fernsehsender ihre Aktionen “morgen suchen wir Ihr Dorf heim”, vermute ich auch.
    Nur: es ist trotzdem angesichts der wenigen Landeplätze und der großen Oberfläche ein Vabanquespiel, daraus sicher etwas abzuleiten. Was wüssten wir von der Erde bei so wenigen Fundstellen?
    Ich sag ja nicht, daß die Ergebnisse falsch sind, ich sag nur: nur anhand dieser wenigen Proben ist es gewagt, eine Mondentstehung durch Ansammlung auszuschließen.
    Seismische Messungen. Gravimetrie & Co: wichtig, bringt viele Ergebnisse, aber über die Zusammensetzung der Gesteine, vor allem über die Isotopenverhältnisse, also wenn man daraus was ableiten kann aus diesen Messungen, müsste sich seit meinem Studium eine revolutionäre Entwicklung ergeben haben.
    Ich denke, daß die NASA damals, praktisch in der Steinzeit der Astronautik, primär danach geschaut hat, wo sie sicher landen und – vor allem – wieder starten können. Das Erreichen des Mondes war das primäre Ziel, vor den Russen (kalter Krieg!), wissenschaftliche Ergebnisse waren willkommen, standen aber vermutlich im Zweifel eher hintan. Landeplätze waren flache Ebenen, also mitten in Meteoritenkratern, eher keine aufgeschütteten Wälle.
    Der Mond scheint, mangels Leben wie mangels großer tektonischer Zyklen, simpler gestrickt zu sein als die Erde, vor allem an er Oberfläche, dennoch wäre ich sehr vorsichtig, aus einer Handvoll Proben über einen ganzen Himmelskörper entscheiden zu wollen.
    Aber wie gesagt, nur Zweifel über die Stichhaltigkeit der Beweise, kein grundsätzliches Bezweifeln der genannten These.

  18. #18 Steffmann
    5. August 2017

    @Alderamin:

    st es eigentlich wahrscheinlicher, dass ein Mond in eine retrograde Bahn anstelle einer prograden eingefangen wird?

    Im Ernst ? Ist eine Kollision aus der ein Mond entsteht wahrscheinlicher, wie ein simples Einfangen ? Die Frage solltest Du Dir selbst stochastisch beantworten können oder nicht ?

  19. #19 Ambi Valent
    5. August 2017

    @Steffmann

    Im Ernst ? Ist eine Kollision aus der ein Mond entsteht wahrscheinlicher, wie ein simples Einfangen ? Die Frage solltest Du Dir selbst stochastisch beantworten können oder nicht ?

    “Simples” Einfangen? Wenn du nur zwei Objekte hast, die nicht miteinander kollidieren, dann umkreisen sie sich entweder von Anfang an, oder sie fliegen aneinander vorbei – egal wie nah sie einander kommen. Wenn sie einander näher kommen, werden sie relativ zueinander noch schneller als vorher und haben immer die Fluchtgeschwindigkeit.

    Um eingefangen zu werden, muss das einzufangende Objekt X die Fluchtgeschwindigkeit verlieren. Und dazu braucht man ein drittes Objekt Y, das massiver oder zumindest nicht viel weniger massiv ist als X.

    Eine Möglichkeit wäre, dass Planet P vom Mond Y umkreist wird. X fliegt bei seinem Vorbeiflug an P nah an Y vorbei, wobei zwischen beiden Gravitationskräfte wirken. Dadurch kann X relativ zu P an Geschwindigkeit verlieren, aber Y gewinnt dafür Geschwindigkeit hinzu.

    War Y schon massiver als X, dann könnte der Planet vielleicht beide als Monde behalten, andernfalls geht Y bei dem Prozess wahrscheinlich verloren – oder aber Y wird schnell genug, um zu entkommen, aber X nicht langsam genug, um eingefangen zu werden, so dass beide verlorengehen.

    Im Fall Erde würde sich dann die Frage stellen, woher die Erde ihren alten Mond Y hätte. 1/2

  20. #20 Ambi Valent
    5. August 2017

    @Steffmann
    Im anderen Fall umkreisen zuerst X und Y umeinander. Im Normalfall ist das tief in einer Hill-Sphäre, wo auch massivere Objekte normalerweise X und Y nicht trennen können.

    Beim Fall von Erde und Mond ist es zum Beispiel so, dass die Sonne den Mond doppelt so stark beschleunigt, als die Erde das tut – trotzdem kann die Sonne Erde und Mond nicht trennen, weil die Sonne Erde und Mond fast gleich stark beschleunigt, und die Schwerkraft der Erde hat keine Probleme, den kleinen Unterschied zu übertreffen.

    Die Größe der Hill-Sphäre um ein Objekt hängt aber auch vom Abstand zum massiveren Objekt zusammen. Näher an der Sonne hätte die Erde eine kleinere Hill-Sphäre, und bei gleicher Entfernung vom Mond könnte die Sonne so den Mond der Erde entreißen.

    Entsprechendes gilt, wenn X und Y nah an Planet P vorbeiziehen – weil die Hill-Sphäre in der Nähe von P zu klein ist, sind die beiden nicht mehr aneinander gebunden, können aber noch aufeinander einwirken. Diese letzte Interaktion könnte sein, dass Y X in Richtung von P beschleunigt, und X Y in die Richtung weg von P. So könnte X am Ende bei P bleiben, während Y noch schneller von P entkommt, als sich X und Y am Anfang an P angenähert hatten. Das ist in etwa das Szenario, was für Neptuns Einfang von Triton für wahrscheinlich gehalten wird – der Partner von Triton wäre damals entkommen, während Triton bei Neptun geblieben wäre. 2/2

  21. #21 Alderamin
    6. August 2017

    @Steffmann

    Im Ernst ? Ist eine Kollision aus der ein Mond entsteht wahrscheinlicher, wie ein simples Einfangen ? Die Frage solltest Du Dir selbst stochastisch beantworten können oder nicht ?

    ???

    Das war doch gar nicht meine Frage! Die Frage war, ob bei einem Einfang ein solcher in eine retrograde (dem Umlauf des Planeten um die Sonne gegenläufige) Bahn wahrscheinlicher wäre als in eine prograde (dem Umlauf des Planeten gleichsinnige). Weil bei einer retrograden Bahn der Mond innen am Planeten vorbeizieht und abgebremst wird, während er bei einer prograden Bahn außen vorbeizieht. Wenn Raumsonden einen Swingby machen, dann ziehen sie auch außen vorbei, um Fahrt aufzunehmen, und innen, um zu verlangsamen, daher scheint mir eine retrograde Bahn die natürliche Folge eines Einfangs zu sein. Was meinst Du?

  22. #22 Ambi Valent
    6. August 2017

    @Alderamin
    Beim Swingby einer Raumsonde bei einem Planeten nimmt die Raumsonde aber *relativ zur Sonne* Fahrt auf, während der Planet etwas Fahrt relativ zur Sonne verliert. Gegenüber dem Planeten ist die Raumsonde vor und nach der Begegnung gleich schnell.

  23. #23 Florian Freistetter
    6. August 2017

    @Roland: “Der Mond scheint,”

    Du bezweifelst also das die Wissenschaftler die in den letzten 60 Jahre intensiv die Zusammensetzung des Mondes erforscht haben; hast aber kein Problem mit “Der Mond scheint” anzufangen und dann daraus irgendwas abzuleiten?

    “ch sag nur: nur anhand dieser wenigen Proben ist es gewagt, eine Mondentstehung durch Ansammlung auszuschließen.”

    Was ist eine Entstehung durch “Ansammlung”? Akkretion in Erdnähe? Das kann man auch aus anderen Gründen ausschließen.

    “. Landeplätze waren flache Ebenen, also mitten in Meteoritenkratern,”

    Landeplätze waren überall; zB bei Apollo 15 in der Hadley–Apennine: https://en.wikipedia.org/wiki/Hadley%E2%80%93Apennine#/media/File:AP_15_LS_1.png

  24. #24 Uli Schoppe
    6. August 2017

    Eigentlich sagt er nur das es anhand der paar Proben nicht möglich ist sichere Aussagen zu treffen.
    Da ist die Frage was die Wissenschaftler denn noch so gemacht haben um die Hinweise durch die Proben zu untermauern imho schon interessant. Ich kann mir bei den Hinweisen die du in #12 schon gegeben hast nicht wirklich vorstellen wie das Indizien liefert. Weil ich keine Ahnung habe was die Astronomen und Geologen wie warum angestellt haben. Da bist du doch der kompetente Ansprechpartner hier

  25. #25 Florian Freistetter
    6. August 2017

    @Uli Schoppe: “Eigentlich sagt er nur das es anhand der paar Proben nicht möglich ist sichere Aussagen zu treffen.”

    Aber es ist halt nicht so eindeutig. Es geht eben NICHT darum anhand ein paar Proben festzustellen dass Mond und Erde überall und komplett identisch sind. Aber man KANN anhand weniger, ausgewählter Proben feststellen ob sich das Isotopenverhältnis im Mondgestein fundamental von dem der Erde unterscheidet. Wäre das so, dann wäre ein gemeinsamer Ursprung sehr unwahrscheinlich. Ist aber nicht so.

    Man kann außerdem feststellen (eben durch die anderen Methoden), wie dick Kruste, Mantel und Kern des Mondes sind; kann die mittlere Dichte des Gesteins messen; mit Spektroskopie herausfinden ob die Oberflächenzusammensetzung homogen ist oder sich wild von einem Ort zum anderen entscheidet, usw. Man kann mit der Gravimetrie messe ob sich im Inneren des Mondes Dichteanamolien befinden, usw. Wenn die Wissenschaftler sagen, dass die Zusammensetzung von Erde und Mond sich sehr, sehr ähnlich ist dann tun sie das nicht einfach so – sondern haben sich das durchaus überlegt (und es wäre schon ein wenig überraschend wenn in den Jahrzehnten der entsprechenden Forschung niemand auf die Idee gekommen wäre, dass die Zahl der Proben zu gering ist und dieser Fehler erst hier in diesem Blog aufgedeckt wird 😉 ).

  26. #26 Jürgen A.
    Berlin
    6. August 2017

    @FF

    “Wenn der Mond tatsächlich genau im richtigen Moment im richtigen Winkel mit der richtigen Geschwindigkeit am richtigen Ort ist, dann könnte er in eine stabile Umlaufbahn um die Erde eingefangen werden.”

    Wie soll das funktionieren ? Damit ein Körper eingefangen werden kann, muß Energie zwischen dem einfangenden Körper (Erde) und dem einzufangenden Körper (Mond) abgebaut werden. Ansonsten ist die Bahnenergie eines Körpers aus dem Unendlichen (Mond) immer groß genug, um wieder das Unendliche zu erreichen ! Der Körper aus dem Unendlichen befindet sich immer auf einer hyperbolischen oder (im Grenzfall) parabolischen Bahn. Ich bitte um Erklärung.

  27. #27 Florian Freistetter
    6. August 2017

    @Jürgen: “Der Körper aus dem Unendlichen befindet sich immer auf einer hyperbolischen oder (im Grenzfall) parabolischen Bahn. Ich bitte um Erklärung.”

    Der Mond käme aber nicht aus dem Unendlichen. Sondern aus einem jungen Sonnensystem voll mit großen und kleinen Himmelskörpern die sich gegenseitig beeinflussen. Und wenn der Mond dann auf eine genau passende Geschwindigkeit in die richtige Richtung beeinflusst wird, kann er um die Erde kreisen.

  28. #28 Karl-Heinz
    6. August 2017

    @FF

    Der Mond käme aber nicht aus dem Unendlichen.

    Und wenn’s so wäre, würde dann das einfangen des Mondes nicht funktionieren?

  29. #29 Karl-Heinz
    6. August 2017

    @myself

    Und wenn’s NICHT so wäre, würde dann das einfangen des Mondes nicht funktionieren?

  30. #30 Jürgen A.
    Berlin
    6. August 2017

    @FF

    Also doch nicht Erde, Mond und Sonne alleine, sondern ein Vielkörpervorgang, an dem mindestens (ein) weitere(r) mondähnlich große(r) Körper beteiligt war(en). Als Dreikörpervorgang (die Sonne ist nicht der dritte Körper) sind mir Lösungen bekannt, aber dein Text suggerierte, es würde mit zwei Körpern alleine funktionieren. Und nur deshalb hatte ich nachgefragt.

  31. #31 tomtoo
    6. August 2017

    Nicht so 100% Prozent beim Thema.
    Aber fand die Doku ganz spannend.
    https://m.youtube.com/watch?v=57merteLsBc