АСТРОНОМИЯ

 

Происхождение планет. Гипотезы Канта, Лапласа и Джинса.

 

 

В XVIII в. в результате успехов ньютоновской механики установилось представление

о Вселенной как о неизменной системе космических тел, управляемой точными

законами природы. В этой системе не было места для божественного произвола, за

исключением начального момента "акта творения". Считалось, что сложный механизм

Вселенной был запущен один раз ("начальный толчок"), а дальше уж он "шел" сам

собой без каких-либо изменений. Первые попытки рассмотреть эволюцию космических

тел были сделаны Бюффоном (1749 г) и Кантом (1755 г.). Кант высказал

предположение, что Солнечная система образовалась из облака газа и пыли. В

центре облака возникло Солнце, в периферийных частях - планеты. Эта картина,

по-видимому, в общих чертах правильна, но в то время она не поддавалась

детальной разработке, так как не существовало еще атомной теории, термодинамики,

кинетической теории газов, сведений о космическом обилии элементов и многих

других необходимых данных.

В 1796 г. Лаплас в популярной форме высказал идею о том, что в процессе

образования планет может играть большую роль вращение туманности. В самом деле,

пусть элемент массы т сжимающейся сферической туманности вращается с угловой

скоростью по орбите, радиус которой r. Если момент количества движения этого

элемента

I = mwr2

остается постоянным, то w возрастает при сжатии туманности. Пусть полная масса

туманности M. Тогда на элемент m действуют сила тяжести

и центробежная сила

 


 

Центробежная сила при сжатии растет быстрее, чем сила тяжести, и при их

равенстве возникает так называемая ротационная неустойчивость, при которой

туманность сплющивается, принимая форму чечевицы, и с ее экватора отделяется

вещество. Из выброшенного вещества вокруг туманности образуются плоские кольца,

похожие на кольца Сатурна. Лаплас полагал, что газ, выброшенный из туманности,

впоследствии конденсируется в планеты. В современных космогонических

представлениях сохранились определенные элементы гипотез Канта и Лапласа (идея

совместного образования Солнца и планет из единой первичной туманности, роль

ротационной неустойчивости), так что они упоминаются здесь не только ради

исторического интереса.

Как уже говорилось, в солнечной системе 98% момента количества движения

принадлежит планетам и только 2% Солнцу. А если момент количества движения

отнести к единице массы (эта величина называется удельным угловым моментом), то

различие получается уже не в 50, а в 50 000 раз. Гипотезы Канта и Лапласа этого

объяснить не могли. В самом деле, в первичной туманности перед началом сжатия

все элементы равноправны и имеют одинаковые угловые скорости. Английский ученый

Джинс в начале нынешнего столетия предложил другую космогоническую гипотезу,

которая как будто бы позволяла обойти эту трудность. В гипотезе Джинса

предполагается, что Солнце, как и другие звезды, сформировалось без планетной

системы, а планетная система появилась только в результате катастрофы: другая

звезда прошла рядом с Солнцем настолько близко, что вырвала из его недр часть

вещества. В результате конденсации этого вещества образовались планеты.

Можно показать, что вероятность достаточно близкого прохождения двух звезд очень

мала и за время существования Галактики в ней могло образоваться лишь очень

небольшое количество планетных систем, может быть, даже всего одна - наша

Солнечная система. Этот вывод сам по себе заставлял усомниться в правильности

гипотезы Джинса, однако его, строго говоря, нельзя рассматривать как решительное

возражение. Более тщательное рассмотрение гипотезы Джинса позволило выявить

другие аргументы, которые неопровержимо доказывают ее несостоятельность.

Удельный угловой момент выброшенного из Солнца вещества не может быть больше,

чем угловой момент проходящей рядом звезды. Расчет показывает, что для

образования Солнечной системы было бы необходимо, чтобы Солнце и другая звезда

встретились со скоростью около 5000 км/сек, а это гораздо больше, чем

параболическая скорость в Галактике (300 км/сек). В Галактике звезд, со

скоростями, большими параболической, очень мало.

Спектральный анализ показывает, что содержание лития и дейтерия на Солнце

гораздо меньше, чем на Земле. Литий и дейтерий "выгорают" в результате ядерных

реакций, и если на планетах их больше, то это означает, что планетное вещество

отделилось от солнечного еще до того, как в последнем начались ядерные реакции.

Наконец, был рассмотрен вопрос о конденсации газового волокна, вырванного из

недр Солнца. Температура газа в таком волокне должна быть очень высокой,

несколько сотен тысяч градусов. Внутри Солнца газовое давление уравновешивается

весом вышележащих слоев, а если газ с такой температурой будет выброшен наружу,

он быстро рассеется, если только еще быстрее не остынет. Было подсчитано, что

для разлета выброшенного газа будет достаточно нескольких часов, а для остывания

необходимо несколько месяцев.

 

 Курс общей астрономии >>> 

 

Смотрите также:

 

Физико-математические науки. Астрономия

Астрономия. Для развития астрономии этого периода характерно возникновение особой отрасли, пограничной с физикой,—астрофизики. В астрономии использовались ...
www.bibliotekar.ru/istoria-tehniki/15.htm

 

 Астрономия. Самые-самые... Звезды, кометы, метеориты, галактики ...

Лекселя. Наименьшее расстояние до Земли было достигнуто 1 июля 1770 г. и составило 0015 астрономических единицы (т.е. 2244 миллиона километров или около 3 ...
bibliotekar.ru/kkSamye.htm

 

 Астрономия. Вселенная, Галактика, Звёзды, планеты, астероиды ...

Таковы, например, природа атома и элементарных частиц, генетика, астрономия. Здесь мы хотим рассказать об одной "безумной" попытке объяснить, как произошла ...
bibliotekar.ru/ne_odinoka.htm

 

 БРОКГАУЗ И ЕФРОН. Полярная звезда. Астрономия

Прецессия. П. звезда играет большую роль в практической астрономии (см.), где пользуются ее близостью к полюсу и медленностью суточного движения для ...
bibliotekar.ru/bep/259.htm

 

 Астрономия. Свинцовые звёзды

Новые наблюдения сообщены группой Бельгийских и Французских астрономов, использующих спектрометр Coude Echelle на 3.6-метровом телескопе ESO в обсерватории ...
bibliotekar.ru/iiSvinc.htm

 

 Неизвестная Вселенная

Древние астрономы пытались (в основном безуспешно) определить (но еще не доказать! .... Радиоастрономия и внеатмосферная рентгеновская астрономия приоткрыли ...
bibliotekar.ru/kkNeizVselennaya.htm

 

 Майя - одинокие гении. Календарь и астрономия индейцев майя

Астрономы майя проводили наблюдения за небесными светилами из каменных обсерваторий, которые были во многих городах — Тикале, Копане, Паленке, Чичен-Ице.. ...
www.bibliotekar.ru/1kalmaya.htm

 

 Древний Рим. МАТЕМАТИКА, АСТРОНОМИЯ, ГЕОГРАФИЯ И ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ...

Основные астрономические и метеорологические представления Рать ней империи изложил римский автор времени Августа Манилий в дидактической поэме ...
bibliotekar.ru/polk-20/15.htm

 

 астрономия индейцев майя

АСТРОНОМИЯ МАЙЯ. Но майя занимались не только счетом дней и созданием концепции времени. Они также были опытными астрономами. ...
bibliotekar.ru/maya/t9.htm