Сторінка
1
Вивченням Сонячної системи займалися різні вчені, починаючи від грецьких філософів до астрономів і фізиків XXI століття. Але й сьогодні, коли науково-технічний прогрес дозволяє запускати супутники на Марс, походження Сонячної системи залишається загадкою. Але цілком можливо, що вчені в найближчому майбутньому з'ясують питання, пов'язані з народженням Сонячної системи, тому що за останні три десятиліття прояснилися деякі моменти еволюції зір. Хоча залишаються нерозкритими деталі народження зір з газопилової туманності, але вже уявляється загальна картина того, що з нею відбувається протягом мільярдів років подальшої еволюції.
Космогонічні гіпотези
Космогонія — розділ астрономії, що вивчає походження й розвиток небесних тіл (Сонця, планет та їхніх супутників, зір, галактик) і їхніх систем. Астрономи спостерігають космічні тіла на різних стадіях розвитку: що утворилися зовсім недавно й у далекому минулому, що швидко «старіють» або майже застигли у своєму розвитку. Зіставляючи численні дані спостережень із фізичними проце-сами; що можуть відбуватися за різних умов у космічному просторі, вчені намагаються пояснити, як і з чого утворюються небесні тіла. Єдиної, завершеної теорії утворення зір, планет або галактик дотепер не існує. Проблеми, із якими стикалися вчені, часом важко піддаються вирішенню. Наприклад, вирішення питання про походження Землі і Сонячної системи загалом значно ускладнюється тим, що інших подібних систем учені поки не знайшли. Нашу Сонячну систему досі немає з чим порівнювати, хоча подібні їй системи повинні бути досить поширеними, а їхнє виникнення має бути не випадковим явищем, а закономірним.
Сьогодні всі гіпотези про походження Сонячної системи значною мірою грунтуються на даних про хімічний склад і вік порід Землі й інших тіл Сонячної системи. Найбільш точний метод визначення віку порід полягає в підрахунку відношення кількості радіоактивного урану до кількості свинцю, що знаходиться в цій породі. Швидкість такого утворення відома точно, і її неможливо змінити жодним чином. Проби порід показали, що найбільш давні з них нараховують кілька мільярдів років. Земля як якась субстанція виникла, мабуть, трохи раніше, ніж земна кора.
Якщо розглядати різні космогонічні гіпотези, що висувалися протягом останніх двох сторіч, то особливої уваги заслуговують гіпотези німецького філософа Канта й теорія, яку через кілька десятиліть незалежно запропонував французький математик Лаплас. Передумови до створення цих теорій досить цікаві і витримали іспит часом.
Погляди Канта й Лапласа щодо важливих питань різко відрізнялися. Кант запропонував свою теорію утворення Сонячної системи, що грунтується на законі всесвітнього тяжіння. Філософ виходив з еволюційного розвитку холодної пилової туманності, упродовж якого спочатку виникло центральне масивне тіло, яке в перспективі мало б стати тим, що ми називаємо Сонцем, а потім планети. Лаплас зі свого боку докладно описав гіпотезу утворення Сонця і планет із туманності, яка вже обертається. Він вважав первісну туманність не пиловою, а газовою, дуже гарячою і з високою швидкістю обертання. Стискаючись під дією сили всесвітнього тяжіння, туманність, унаслідок закону збереження моменту кількості руху, набирала обертів й оберталася чимраз швидше й швидше. Через високу швидкість і великі відцентрові сили, що виникають при швидкому обертанні в екваторіальному поясі, від газоподібного тіла послідовно відокремлювалися кільця. Потім у результаті високотемпературної конденсації у них тугоплавких «породоутворюючих» елементів утворилися планети. Спираючись на- гіпотезу Лапласа, мимоволі напрошується висновок, що планети утворилися раніше, ніж Сонце. Однак, незважаючи на розходження між теоріями Канта і Лапласа, загальною й важливою особливістю є уявлення, шо Сонячна система виникла в результаті закономірного розвитку газопилової туманності. Тому цю концепцію прийнято називати «гіпотезою Канта—Лапласа».
Однак ця теорія відповідає не на всі питання. Загальновідомо, що наша Сонячна система складається з дев'яти планет, різних за розмірами і масою. Усім також відомо, що всі суб'ядерні частки мають свій момент обертання (спін). Лаплас припустив, що обертальний рух — природжена властивість матерії. Труднощі полягають у незвичайному розподілі моменту кількості руху Сонячної системи між центральним тілом — Сонцем — і планетами. Момент кількості руху — одна з найважливіших характеристик будь-якої ізольованої від зовнішнього світу механічної системи. Сонце й планети можна розглянути саме як таку систему. Момент кількості руху можна визначити як «запас обертання» системи. Це обертання складається з орбітального руху планет і обертання навколо осей Сонця й планет. Левина частка моменту кількості руху Сонячної системи зосереджена в орбітальному русі планет-гігантів Юпітера й Сатурна.
З погляду гіпотези Лапласа, це зовсім незрозуміло. В епоху, коли від первісної туманності, шо швидко оберталася, відокремилося кільце, шари туманності, з яких потім у результаті конденсації утворилося Сонце, мали (на одиницю маси) приблизно такий самий момент, як речовина кільця, що відокремилося (кутові швидкості кільця й частини, що залишилися, були приблизно однакові). Через те шо маса останнього була значно меншою від основної туманності (прото-сонця), то повний момент кількості руху кільця повинен бути набагато меншим, ніж у протосонця. У гіпотезі Лапласа відсутній який-небудь механізм передачі моменту від протосонця до кільця. Тому протягом усієї подальшої еволюції момент кількості руху протосонця, а потім і Сонця повинен бути набагато більшим, ніж у кілець і планет, що утворилися з них. Але цей висновок суперечить фактичному розподілу кількості руху між Сонцем і планетами.
Для гіпотези Лапласа ці труднощі виявилися нездоланними. На зміну цій гіпотезі почали висуватися інші. Зупинимося на гіпотезі Джинса, яка поширилася в першій третині минулого століття. Вона цілком протилежна до гіпотези Канта—Лапласа. Якщо остання малює утворення планетарних систем як єдиний закономірний процес еволюції від простого до складного, то в гіпотезі Джинса утворення таких систем є справою випадку і становить собою рідкісне явище.
Завантажити реферат1 2