¿Qué tan rápido giraba la Tierra directamente después de que se formó la Luna?

No estamos seguros de que la hipótesis del Impacto Gigante de la formación de la Luna sea correcta. Si asumimos que lo es, todavía no sabemos qué tan rápido giraba la Tierra justo después de la colisión.

Conservacion de energia

Si pudiéramos suponer que la energía se conservó desde entonces hasta ahora, podríamos calcular la energía actual del sistema Tierra/Luna y luego estimar la velocidad de rotación de la Tierra cuando la Luna estaba en una órbita cercana. Se puede ver un intento anterior de esto en las revisiones de edición para esta pregunta. Desafortunadamente, no podemos asumir que la energía se conservó ya que algo se perdió por el calentamiento de las mareas .

Conservación de AM (momento angular)

Si asumimos que la AM se conserva, según Asphaug 2014:

Si de alguna manera se juntan en un solo lugar,$\vec{L}_{EM}$equivaldría al momento angular de un planeta de la masa de la Tierra girando con un período de ~5 h, un valor anómalamente grande que Cameron & Ward (1976) tomaron para indicar un impacto gigante.

Aquí,$\vec{L}_{EM}$es el momento angular combinado del sistema Tierra/Luna.

Si la Luna se formó justo fuera del límite de Roche de la Tierra de 2,9$R \oplus$, presumiblemente, la tasa de rotación de la Tierra sería un poco más lenta que 5 horas. Desafortunadamente, no podemos asumir que la AM del sistema Tierra/Luna se conserva. Hay varias formas en que el sistema Tierra/Luna se ha desprendido de AM:

1. La rotación de la Tierra se está desacelerando debido a su propia interacción de mareas con el Sol. https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_acceleration#Effect_of_the_Sun
2. A medida que aumentaba el tamaño de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, pasó por varias resonancias con otros cuerpos del Sistema Solar, incluido Venus a unos 49$R \oplus$. El sistema Tierra/Luna pierde momento angular al pasar por cada una de las resonancias. Entre 6 y 8$R \oplus$, el perigeo lunar estaba en precesión sincrónica con la órbita de la Tierra alrededor del Sol, lo que se conoce como resonancia de eveción. Las estimaciones de la cantidad de AM arrojada durante la evasión varían del 10 % al 50 % (nuevamente mencionado por Asphaug ).
3. No se cree que las eyecciones de masa solar y otros impactos alteren significativamente la AM de la Tierra/Luna desde su formación.

¿Existe un rango de velocidades de rotación de la Tierra posibles?

Bloqueo et. Al propone la posibilidad de que el impacto que creó la Luna impartiera tanta energía que el sistema resultante excediera el límite de corotación (CoRoL), que es el sistema AM más caliente y más alto posible. Teorizan que el resultado sería un toro de gas vaporizado que gira rápidamente llamado sinestia en lugar de un planeta. Aquí hay una figura de su artículo:

Hablan de que la sinestia se contrae y pierde impulso angular de forma similar a cómo se cree que el disco de acreción de nuestro sistema solar perdió impulso cuando se formaron el Sol y los planetas.

Puede que no tenga sentido pensar en la duración de un día para una sinestia. Sin embargo, si la Tierra se fusionó a partir de una sinestia, StephenG calculó que la velocidad de rotación más rápida posible para la Tierra produciría un día más rápido correspondiente en un poco menos de 1,5 horas: ¿Por qué la rotación de la Tierra no nos arroja de la superficie? .

En conclusión, si la Luna se formó a partir de un impacto gigante, un día terrestre probablemente fue entre 1,5 horas y un poco más de 5 horas después de que la Tierra se volviera a fusionar.