Современный взгляд на происхождение солнечной системы

Содержание

Введение

Наша Солнечная  система родилась из частиц пыли и газа, которых и сегодня много во Вселенной. Пылевые частицы взаимно притягиваются и со временем собираются в различных местах Вселенной в плотные облака. Одно из таких облаков, давшее жизнь нашей Солнечной системе, стало сжиматься, вращалось все быстрее и приняло сферическую форму. Потом под действием центробежных сил оно превратилось в диск. Почти все вещество облака сгустилось в центре этого диска в большой шар. Из-за возросшей силы тяготения шар начал сжиматься. В нем повысились давление и температура. Частицы пыли и газа уплотнялись и все быстрее вращались вокруг центра нового небесного тела. В конце концов шар начал пылать - так возникло Солнце. Произошло это примерно пять миллиардов лет назад.

Центробежная  сила, действующая на вращающиеся тела в противоположную от центра сторону, увеличивалась пропорционально увеличению скорости. Поэтому часть оставшегося вещества образовала вокруг Солнца кольцо, похожее на кольца Сатурна. В нем возникли крупные и небольшие вихри, в которых под воздействием силы тяготения космическое вещество вновь стало концентрироваться. По краям диска сформировались меньшие небесные тела, планеты и луны. Центробежная сила не позволила им упасть на формирующееся Солнце, которое продолжало сжиматься и становилось все горячее. Со временем температура внутри Солнца достигла многих миллионов градусов. Возникли условия, необходимые для жизни звезды. И она начала вырабатывать в своем горячем ядре атомную энергию [5].

Ученые установили, что Вселенная на 98 процентов состоит из простейших газов: из водорода (приблизительно на 73 процента) и гелия (на 25 процентов). Другие элементы: кислород, углерод, кремний и различные металлы (железо, никель, медь и золото) - составляют вместе около 2 процентов «вселенского материала».

Все объекты  различных стадий эволюции Солнечной системы наблюдаются во Вселенной и сегодня. Существует множество миров, одни только начинают путь своего развития, другие достигли зрелости нашего Солнца, третьи - это взрыв «сверхновой» - уже закончили эволюционное развитие, четвертые - «черные дыры» - формируют скрытую массу материального вещества Вселенной.

Земная жизнь  находится под влиянием и в  тесном взаимодействии с космосом. Прежде других об этом заговорили астрологи. Они объясняли происходящие изменения и строили прогнозы на будущее. Но не только астрологов интересовали космические ритмы. Многие ученые XIX—XX вв. — В. И. Вернадский, К. Э. Циолковский, А. Л. Чижевский, Н. Д. Кондратьев — вели наблюдения за ритмичным развитием биологической оболочки Земли, писали о ее связи с Солнцем, Луной и другими планетами. Часто исследователи пытались обосновать это взаимодействие с материалистической точки зрения [1].

Цель исследования – произвести обзор основных теорий происхождения солнечной системы.

Задачи работы:

1. Рассмотреть теории Бюффона, Канта, Лапласа, Джинса, Шмидта и др.;
2. Произвести обзор английских, немецких, русских и французских теорий;
3. Исследовать современный взгляд на происхождение солнечной системы.

Объект исследования – солнечная система.

Предмет исследования – основные теории о происхождении солнечной системы.

Структура работы – работа состоит из введения, семи глав, заключения и списка использованной литературы.

1. Теория Бюффона

В XVIII веке, когда  ученые все еще находились под  гнетом библейской теории о таких  событиях, как Всемирный потоп, было модным предполагать, что история Земли изобиловала страшными катастрофами. Почему бы одной суперкатастрофе не положить начало всему? Наибольшей популярностью пользовалось предположение французского натуралиста Жоржа Луи Леклерка де Бюффона о том, что Солнечная система сформировалась из обломков, появившихся в результате столкновения Солнца с кометой. Однако теория Бюффона исчезла, когда было обнаружено, что кометы не что иное, как пучки сверхтонкой пыли.

Видя, что все  планеты обращаются в одном направлении, с запада на восток, и в одной плоскости, вращаясь по орбитам, имеющим наклонение, не превосходящее 7,5 градусов, Бюффон заключил из этого единообразия, что они были приведены в движение одной и тою же причиною [3].

 По его мнению, Солнце, добела раскалённая и расплавленная масса, столкнувшись с кометой, задевшей его поверхность, получило толчок в косвенном направлении; это было причиною, что оторвавшийся кусок его был, силою толчка, отброшен в пространство и разделился на несколько частей. Части эти и образовали планеты, которые продолжали свои круговые движения вокруг Солнца под влиянием двойной, центробежной и центростремительной силы в направлении, данном им первым ударом.

Бюффон не задаётся вопросом о происхождении комет  и Солнца. Он считал кометы телами, не принадлежащими Солнечной системе. Кроме того, он, как мы теперь знаем, ошибочно полагает, что Солнце и кометы являются твёрдыми телами. При скользящем столкновении гигантской кометы с таким Солнцем, последнее должно было приобрести вращение и потерять часть своей массы, которая, расплавившись при ударе, смогла бы образовать вращающиеся вокруг Солнца тела. При этом все будущие планеты должны приобрести то движение, которое и наблюдается в Солнечной системе: в одном направлении, в плоскости, близкой к плоскости экватора Солнца. Как мы видим, Бюффон попытался объяснить наиболее значимые особенности существования нашей планетной системы.

По Бюффону, спутники планет образовались ещё на той стадии, когда сами планеты  были жидкими и имели значительную скорость вращения вокруг собственной оси. Из-за быстрого вращения от экваторов планет должны были отделяться частицы вещества, которое и пошло на образование спутников. Как мы увидим, в других космогонических гипотезах эта идея отрыва вещества от быстро вращающихся тел не останется не замеченной

 Таким образом, планеты могли быть частями раскалённого солнечного вещества и, следовательно, были вначале так же раскалены. Для охлаждения и уплотнения своего каждая из них употребила время, соответственное её величине, и жизнь появилась на их поверхности, как только то позволила их температура [3].

 Вследствие постепенного понижения внутреннего жара Земли, она должна в определённое время дойти до состояния полного охлаждения; жидкая масса должна быть окончательно заморожена, а воздух, всё более и более сгущающийся, кончит тем, что исчезнет совершенно. Понижение температуры, сделав жизнь невозможной, приведёт к уменьшению, а потом и к полному уничтожению всякой органической жизни. Охлаждение, начавшись с полюсов, постепенно распространится на всю Землю, до самого экватора.

 Таково, по Бюффону, нынешнее положение Луны: она меньше Земли и теперь уже превратилась в мир угасший, из которого жизнь исключена навеки. Само Солнце со временем будет постигнуто тою же судьбою. По расчётам Бюффона, Земля в 74.000 лет дошла до настоящей своей температуры, а через 93.000 лет она увидит конец существования всей организованной Природы [3].

 Теория Бюффона, опровергнутая новыми научными открытиями, почти совсем оставлена теперь по следующим причинам [11]:

 1. Кометы долго считались твёрдыми телами, столкновение с которыми могло привести к разрушению планеты. При такой гипотезе предположение Бюффона не представляло ничего невозможного. Но теперь известно, что кометы состоят из газообразной материи, хотя и сгущённой, но настолько ещё прозрачной, что сквозь их ядро можно легко видеть звёзды средней величины. В этом состоянии они представляют меньше сопротивления, чем Солнце, и удар, настолько сильный, чтобы отбросить часть солнечной массы, с их стороны невозможен.

 2. Раскалённое состояние Солнца - также гипотеза, ничем пока не подтверждённая и скорее даже опровергаемая наблюдениями. Хотя в наше время и не пришли ещё к полному знанию природы Солнца, но могущественные средства наблюдения дозволяют уже хорошо изучать его. Теперь в науке считается общепринятым, что Солнце есть шар, составленный из твёрдой материи и окружённый светящейся атмосферой, фотосферой, не приходящей в соприкосновение с его поверхностью.

 3. Во время Бюффона знали только шесть планет, известных в древности: Меркурий, Венеру, Землю, Марс, Юпитер и Сатурн. С тех пор их открыли ещё много, из которых три главные: Юнона, Церера и Паллада имеют орбиты с наклонением в 13, 10 и 34 градусов, что не согласуется с предположением о движении, происходящем от единовременного толчка.

 4. Расчёты же Бюффона об охлаждении Земли признаны совершенно ничтожными с тех пор, как Фурье открыл закон об уменьшении теплоты. Не 74.000 лет нужны были Земле, чтобы дойти до настоящей своей температуры, а целые миллиарды лет.

 5. Бюффон принимал в соображение только центральную теплоту земного шара, совершенно теряя из виду теплоту солнечных лучей, а теперь признано на основании научных данных самой строгой точности и основанных на наблюдениях, что вследствие толщины земной коры внутренний жар давно уже имеет самое незначительное влияние на температуру её внешней оболочки. Изменения, происходящие в температуре атмосферы, периодичны и происходят преимущественно от действия солнечных лучей. Эта причина постоянна, а подземный жар ничтожен и уменьшение его не может произвести на земной поверхности заметных изменений. Чтобы Земля сделалась необитаемой вследствие общего охлаждения, нужно, чтобы погасло Солнце.

2. Теория И. Канта

Через несколько лет после появления во Франции гипотезы Бюффона, а точнее в 1755-м году, в Германии известный философ Иммануил Кант, будучи ещё молодым домашним учителем, выпустил книгу «Всеобщая естественная история и теория неба, или исследование о составе и механическом происхождении всего мироздания, построенное на основе принципов Ньютона». До 1791-го года книга оставалась неизвестной, тем более Кант не поставил своего имени на титульном листе, оставив сочинение анонимным [5].

Кант приписывает  Богу лишь создание самой материи и наделение её наблюдаемыми свойствами. Всё остальное развитие Мира происходит без участия Творца.

Кант считал, что первоначально материя была сильно разряжена и составляла так  называемый Хаос. Подобное начало, надо сказать, встречалось и в древнегреческих философских трудах. Хаос Канта состоял из мелких пылевых частиц (сейчас бы сказали «метеорных»), находящихся в покое. Этот покой мог быть лишь в самом начале, сразу после создания Хаоса Богом. После этого отправного момента материя приходит в движение, подчиняясь законам Ньютона. Более массивные частицы начинают из окружающего их пространства притягивать к себе легкие пылинки. Так в Хаосе появились первые сгущения материи.

Эти сгущения росли  и объединялись в большие шары, из которых и образовались звёзды. Кант понимал, что, следуя только этой логике, он должен был завершить развитие Мира образованием только одного шара. Поэтому он наделил частицы материи ещё и свойством упругости: при столкновении частицы могли отскакивать друг от друга, меняя направление движения друг друга.

В процессе этих столкновений, как полагал Кант, вблизи каждого большого тела случайным образом должно начать преобладать одно направление движения. Как считал философ, двигаясь по параллельным траекториям, частицы меньше сталкиваются. Таким образом, вблизи каждого шара небольшое количество вещества вовлекается во вращение вокруг центрального тела. Траектории частиц проходят через центр большого шара и лежат в плоскости его экватора: центральное тело раскручивается в ту же сторону, что и большая часть частиц. Так у звёзд могут появиться планеты, а у планет - спутники, причём вращение всех тел одной системы (такой, как Солнечная) происходит в одном направлении.

Происхождение колец Сатурна Кант объяснил слишком  быстрым начальным вращением планеты, от которой под действием центробежных сил отделилась часть вещества (центробежная сила - это та самая сила, которая тянет нас при повороте любого транспорта в противоположную повороту сторону). Как видим, здесь гипотеза Канта в чём-то перекликается с идеями Бюффона. По мнению Канта, известный всем из библейской истории большой потоп был следствием разрушения Богом водяного кольца, которое образовалось у Земли [8].

Все звёзды в  Мире должны остыть, но упавшие на них планеты, объединение нескольких звёзд, наконец, падение их на центрально мировое Солнце разогреет всё вещество и породит новые клубы Хаоса. Так, в общих чертах, выглядит идея круговорота материи во Вселенной.

Основной ошибкой Канта  является неверное представление о  возникновении вращательного движения из прямолинейного. Такое не может произойти само по себе в замкнутой системе, которой является Хаос Канта. Для того, чтобы это движение началось, нужно воздействие извне, а ни какое материальное тело, ни Творец такого влияния на Хаос не оказывали. Частицы Хаоса Канта и впрямь должны были собраться, в итоге, в одно Мировое Солнце, без планет, спутников и колец.

Изначальный «строительный материал» Вселенной состоял не из пылинок, а из водорода, гелия и излучения. То же касается тех облаков, из которых, по современным представлениям, рождаются планетные системы: содержание пыли в допланетных облаках было невелико. Никак не объясняет Кант и то, каким образом вновь должен образовываться Хаос из остывшей материи. Неверны и его мысли об образовании колец Сатурна и, уж конечно, идея о всемирном потопе.

Гипотеза Канта, однако, впервые предположила образование  Солнца и планет из туманности. Такие  гипотезы называют небулярными («туманностными»). Одна из небулярных гипотез в наше время является общепринятой. Идеи же самого немецкого философа не имели верных предпосылок и точного математического объяснения [10].