Niemand macht gerne Fehler. Und meiner war kolossal. Die Suche nach meinem Irrtum, führte zu einer Entdeckung, die unser Verständnis von Erde und Mond fundamental verändert.
Nobody likes to make a mistake. And I made a whopping one. And figuring out what I did wrong led to a discovery that completely changes the way we think about the Earth and Moon.
Ich bin Planetenforscherin und am Liebsten schmettere ich Planeten ineinander.
I'm a planetary scientist, and my favorite thing to do is smash planets together.
(Lachen)
(Laughter)
In meinem Labor kann ich mit solchen Kanonen auf Gestein schießen.
In my lab, I can shoot at rocks using cannons like this one.
(Kanonenschuss)
(Cannon shot)
(Lachen)
(Laughter)
In meinen Experimenten simuliere ich die extremen Bedingungen, unter denen sich Planeten formen. In Computermodellen lasse ich Planeten kollidieren, um sie wachsen zu sehen oder um sie zu zerstören.
In my experiments, I can generate the extreme conditions during planet formation. And with computer models, I can collide whole planets together to make them grow, or I can destroy them.
(Lachen)
(Laughter)
Ich will verstehen, wie Erde und Mond entstanden. Und warum die Erde sich so sehr von anderen Planeten unterscheidet.
I want to understand how to make the Earth and the Moon and why the Earth is so different from other planets.
Die führende Theorie zur Entstehung von Erde und Mond, wird „Kollisionstheorie“ genannt. Die Theorie sagt, ein Mars-großes Objekt sei mit der jungen Erde kollidiert
The leading idea for the origin of the Earth and Moon is called the "giant impact theory." The theory states that a Mars-sized body struck the young Earth,
und aus der Trümmer-Scheibe um den Planeten herum formte sich dann der Mond. Die Theorie sagt so viel über den Mond, aber sie hat eine große Schwachstelle: Sie behauptet, der Mond bestünde fast ganz aus dem Material des Mars-großen Planeten, dass Erde und Mond aus unterschiedlichen Materialien seien. Aber das stimmt nicht. Erde und Mond sind nämlich wie eineiige Zwillinge. Der genetische Code der Planten findet sich in den Isotopen der Elemente. Erde und Mond haben identische Isotope.
and the Moon formed from the debris disk around the planet. The theory can explain so many things about the Moon, but it has a huge flaw: it predicts that the Moon is mostly made from the Mars-sized planet, that the Earth and the Moon are made from different materials. But that's not what we see. The Earth and the Moon are actually like identical twins. The genetic code of planets is written in the isotopes of the elements. The Earth and Moon have identical isotopes.
Das bedeutet, dass Erde und Mond aus dem gleichen Material bestehen. Es ist wirklich seltsam, dass Mond und Erde Zwillinge sind. Alle Planeten bestehen aus unterschiedlichen Materialien, also haben sie unterschiedliche Isotope, und damit ihren eigenen genetischen Code. Keine anderen planetaren Körper sind genetisch verwandt.
That means that the Earth and Moon are made from the same materials. It's really strange that the Earth and the Moon are twins. All of the planets are made from different materials, so they all have different isotopes, they all have their own genetic code. No other planetary bodies have the same genetic relationship.
Nur Erde und Mond sind Zwillinge. Als ich mit meiner Arbeit zur Entstehung des Mondes begann, gab es Wissenschaftler, die eine Kollisionstheorie im Kern ablehnten. Sie vermissten eine Erklärung zur besonderen Verwandtschaft zwischen Erde und Mond. Wir suchten alle nach neuen Ideen. Aber es gab keine besseren Ideen. Alle anderen Ideen hatten noch größere Schwachstellen.
Only the Earth and Moon are twins. When I started working on the origin of the Moon, there were scientists that wanted to reject the whole idea of the giant impact. They didn't see any way for this theory to explain the special relationship between the Earth and the Moon. We were all trying to think of new ideas. The problem was, there weren't any better ideas. All of the other ideas had even bigger flaws.
Also hielten wir weiter an der Kollisionstheorie fest. Ein junger Forscher meines Teams schlug vor, die Geschwindigkeit der Rotation der Kollision zu erhöhen. Bei schnellerer Erdumdrehung, vermischt sich vielleicht mehr Material. Was den Mond erklären könnte. Der Mars-große Impaktor wurde auserkoren, weil dieser den Mond und die Länge der Erdentage erklärte. Die Leute mögen diesen Teil des Modells wirklich gerne. Aber was, wenn etwas Anderes die Länge der Erdentage bestimmt? Dann gäbe es viele mögliche Einschläge, die den Mond entstehen lassen konnten. Ich war neugierig auf die Ergebnisse, also versuchte ich schneller rotierende Kollisionen zu simulieren. Dabei fand ich heraus, dass Scheibe und Planet, die gleiche Zusammensetzung haben können. Wir waren ziemlich aufgeregt.
So we were trying to rescue the giant impact theory. A young scientist in my group suggested that we try changing the spin of the giant impact. Maybe making the Earth spin faster could mix more material and explain the Moon. The Mars-sized impactor had been chosen because it could make the Moon and make the length of Earth's day. People really liked that part of the model. But what if something else determined the length of Earth's day? Then there would be many more possible giant impacts that could make the Moon. I was curious about what could happen, so I tried simulating faster-spinning giant impacts, and I found that it is possible to make a disk out of the same mixture of materials as the planet. We were pretty excited.
Vielleicht konnten wir so, den Mond erklären. Leider fanden wir auch heraus, dass das sehr unwahrscheinlich ist. Meistens unterschied sich die Scheibe vom Planeten. Es schien, als brauchte es einen astronomisch großen Zufall, um den Mond genau so entstehen zu lassen. Es fiel jedem schwer zu akzeptieren, dass die spezielle Verbindung von Erde und Mond, ein Unfall war. Die Kollisionstheorie war noch immer problematisch.
Maybe this was the way to explain the Moon. The problem is, we also found that that's just not very likely. Most of the time, the disk is different from the planet, and it looked like making our Moon this way would be an astronomical coincidence, and it was just hard for everyone to accept the idea that the Moon's special connection to Earth was an accident. The giant impact theory was still in trouble,
Und wir versuchten noch immer, den Mond zu erschaffen. Dann kam der Tag, an dem ich meinen Fehler erkannte. Mein Student und Ich werteten die Daten, des schnell rotierenden Einschlags aus. An diesem Tag schauten wir nicht nur auf den Mond, sondern auch auf den Planeten. Die Energie des Einschlags, erhitzte den Planeten so stark, dass er teilweise verdampfte. Aber die Daten zeigten keinen Planeten. Es sah wirklich seltsam aus. Der Planet war auf eigenartige Weise mit der Scheibe verbunden. Ich war super aufgeregt,
and we were still trying to figure out how to make the Moon. Then came the day when I realized my mistake. My student and I were looking at the data from these fast-spinning giant impacts. On that day, we weren't actually thinking about the Moon, we were looking at the planet. The planet gets super-hot and partially vaporized from the energy of the impact. But the data didn't look like a planet. It looked really strange. The planet was weirdly connected to the disk. I got that super-excited feeling
vielleicht konnte etwas echt Falsches, etwas wirklich Interessantes sein. In allen Berechnungen hatte ich angenommen, dass die Scheibe vom Planeten getrennten wäre. Indem wir die Beschaffenheit der Scheibe berechneten, testeten wir, ob daraus der Mond entstehen könnte. Aber es sah nicht mehr ganz so einfach aus. Wir machten den Fehler zu glauben, der Planet würde stets aussehen wie ein Planet.
when something really wrong might be something really interesting. In all of my calculations, I had assumed there was a planet with a separate disk around it. Calculating what was in the disk as how we tested whether an impact could make the Moon. But it didn't look that simple anymore. We were making the mistake of thinking that a planet was always going to look like a planet.
An diesem Tag wurde mir klar, dass solch ein Einschlag etwas völlig Neues hervorbrachte.
On that day, I knew that a giant impact was making something completely new.
Ich hatte schon Heureka-Erlebnisse.
I've had eureka moments.
Dies, war keiner davon. (Lachen) Ich hatte keine Ahnung, was los war. Ich hatte dieses seltsame Objekt vor mir und die Aufgabe, es zu verstehen.
This was not one of them. (Laughter) I really didn't know what was going on. I had this strange, new object in front of me and the challenge to try and figure it out.
Was tun, wenn man mit dem Unbekannten konfrontiert wird? Wo soll man anfangen? Wir haben alles hinterfragt: Was ist ein Planet? Wann ist ein Planet, nicht länger ein Planet? Wir spielten mit neuen Ideen. Wir mussten unsere alten Denkmuster loswerden. Und weil wir nur spielten, konnte ich alle Daten verwerfen, alle Regeln der realen Welt und meinen Geist frei walten lassen. Indem wir gedanklich Platz schafften, konnten wir verrückte Ideen ausprobieren, um sie dann in die reale Welt zurückzuholen und zu testen. So konnte ich lernen. Beim Spielen, lernten wir so viel. Ich kombinierte Laborexperimente mit Computermodellen. Dabei zeigte sich, dass die Erde, nach den meisten Kollisionen, so heiß wurde, dass sie ihre Oberfläche verlor. Es gab nur eine dicke Gaswolke, die mit zunehmender Tiefe dichter wurde. Die Erde ähnelte dem Jupiter. Es gab nichts, worauf man stehen konnte. Und das war nur ein Teil des Problems. Ich wollte das ganze Problem verstehen. Ich konnte die Aufgabe nicht loslassen. Ich wollte wissen was in Kollisionen wirklich passierte. Es dauerte fast zwei Jahre, in denen wir Ideen verwarfen und neue entwickelten,
What do you do when faced with the unknown? How do you even start? We questioned everything: What is a planet? When is a planet no longer a planet anymore? We played with new ideas. We had to get rid of our old way of thinking, and by playing, I could throw away all of the data, all of the rules of the real world, and free my mind to explore. And by making a mental space where I could try out outrageous ideas and then bring them back into the real world to test them, I could learn. And by playing, we learned so much. I combined my lab experiments with computer models and discovered that after most giant impacts, the Earth is so hot, there's no surface. There's just a deep layer of gas that gets denser and denser with depth. The Earth would have been like Jupiter. There's nothing to stand on. And that was just part of the problem. I wanted to understand the whole problem. I couldn't let go of the challenge to figure out what was really going on in giant impacts. It took almost two years of throwing away old ideas and building new ones
bis wir die Daten verstanden und die Verbindung zum Mond begriffen. Ich entdeckte eine neue Art von Himmelskörper. Er ist kein Planet. Er besteht aus Planeten. Ein Planet ist ein Himmelskörper, dessen Eigengravitation stark genug ist, um eine annähernd runde Form zu bilden. Alles dreht sich gemeinsam. Je schneller er rotiert und je heißer er wird, desto größer wird der Äquator, bis er seinen Kipp-Punkt erreicht. Über den Kipp-Punkt hinaus, formt sich das gesamte Material am Äquator zu einer Scheibe. Jetzt hat er alle Regeln eines Planeten gebrochen. Es kann sich nicht mehr alles gemeinsam drehen.
that we understood the data and knew what it meant for the Moon. I discovered a new type of astronomical object. It's not a planet. It's made from planets. A planet is a body whose self-gravity is strong enough to give it its rounded shape. It spins around all together. Make it hotter and spin it faster, the equator gets bigger and bigger until it reaches a tipping point. Push past the tipping point, and the material at the equator spreads into a disk. It's now broken all the rules of being a planet. It can't spin around together anymore,
Seine Gestalt verändert sich weiter und wird immer größer; der Planet ist zu etwas ganz Neuem geworden. Wir gaben unserer Entdeckung diesen Namen: Synestia. Wir benannten sie nach der Göttin Hestia, der griechischen Göttin des Herdes und des Heimes, weil wir finden, dass die Erde dazu geworden ist. Die Vorsilbe bedeutet: "alles zusammen", um die Verbindung des gesamten Materials zu betonen.
its shape keeps changing as it gets bigger and bigger; the planet has become something new. We gave our discovery its name: synestia. We named it after the goddess Hestia, the Greek goddess of the hearth and home, because we think the Earth became one. The prefix means "all together," to emphasize the connection between all of the material.
Eine Synestia entsteht, wenn Hitze und Rotation
A synestia is what a planet becomes
einen Planeten aus den Grenzen seiner runden Form hinaus schieben.
when heat and spin push it over the limit of a spheroidal shape.
Möchten Sie gerne eine Synestia sehen? (Jubel) In dieser Verbildlichung einer meiner Simulationen, dreht sich die junge Erde noch schnell, von einer früheren Kollision. Sie ist deformiert, aber unser Planet ist noch am Wasser an seiner Oberfläche erkennbar. Durch die Energie des Aufpralls, verdampft die Oberfläche, das Wasser, die Atmosphäre, und alle Gase vermischen sich in nur wenigen Stunden. Wir fanden heraus, dass eine Synestia sich in vielen Kollisionen bilden kann. Aber diese brennenden, hellen Objekte leben nicht sehr lange. Sie erkalten, schrumpfen und werden wieder zu Planeten.
Would you like to see a synestia? (Cheers) In this visualization of one of my simulations, the young Earth is already spinning quickly from a previous giant impact. Its shape is deformed, but our planet would be recognizable by the water on its surface. The energy from the impact vaporizes the surface, the water, the atmosphere, and mixes all of the gases together in just a few hours. We discovered that many giant impacts make synestias, but these burning, bright objects don't live very long. They cool down, shrink and turn back into planets.
Während sich Gesteinsplaneten, wie die Erde bildeten, verwandelten sie sich wahrscheinlich mehrmals in Synestias. Eine Synestia gibt uns neue Ansätze, über den Ursprung des Mondes nachzudenken. Wir behaupten, dass der Mond im Inneren einer riesigen, gasförmigen Synestia entstand. Der Mond bildete sich aus Tropfen flüssigen Magmas, die am verdampften Gestein kondensierten. Die besondere Verbindung von Erde und Mond besteht, weil sich der Mond in der Erde formte, als die Erde eine Synestia war. Der Mond könnte jahrelang, versteckt im Inneren der Synestia, seine Bahnen gezogen haben. Der Mond erschien im Orbit der Synestia, als diese sich abkühlte und schrumpfte. Die Synestia wurde erst zum Planeten Erde, nachdem sie noch über viele Jahrhunderte abkühlte. In unserer neuen Theorie, entstand nach der Kollision eine Synestia, diese Synestia teilt sich in zwei neue Körper, in die Erde und den Mond, deren Isotope identisch sind. Synestias bilden sich im ganzen Universum.
While rocky planets like Earth were growing, they probably turned into synestias one or more times. A synestia gives us a new way to solve the problem of the origin of the Moon. We propose that the Moon formed inside a huge, vaporous synestia. The Moon grew from magma rain that condensed out of the rock vapor. The Moon's special connection to Earth is because the Moon formed inside the Earth when Earth was a synestia. The Moon could have orbited inside the synestia for years, hidden from view. The Moon is revealed by the synestia cooling and shrinking inside of its orbit. The synestia turns into planet Earth only after cooling for hundreds of years longer. In our new theory, the giant impact makes a synestia, and the synestia divides into two new bodies, creating our isotopically identical Earth and Moon. Synestias have been created throughout the universe.
Das haben wir nur herausgefunden, weil wir unsere Phantasie befragten. Was übersehe ich alles, in der Welt um mich herum? Was verbirgt sich sonst noch hinter meinen Vermutungen. Wenn Sie das nächste Mal zum Mond hochschauen,
And we only just realized that by finding them in our imagination: What else am I missing in the world around me? What is hidden from my view by my own assumptions? The next time you look at the Moon,
denken Sie daran: Das, was Sie zu wissen glauben, führt Sie vielleicht zu einer wirklich erstaunlichen Entdeckung. (Applaus)
remember: the things you think you know may be the opportunity to discover something truly amazing. (Applause)