Космогонические гипотезы образования Земли и Солнечной системы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гипотеза Джинса

В 1919 году английский астрофизик Дж. Джинс выдвинул гипотезу, согласно которой все объекты  солнечной системы образовались из вещества Солнца, которое было вырвано  из него в результате близкого прохождения  рядом ним какой-то звезды. Вырванное  вещество изначально двигалось по очень  вытянутой траектории, но, со временем, в результате сопротивления среды, состоявшей из мелких капелек того-же солнечного вещества, орбиты крупных сгустков стали почти круговыми. Исходя из этой гипотезы следовало, что образование планетных систем вокруг звезд является чрезвычайно редким событием, поскольку большинство звезд в галактике не испытывают таких сближений ни разу за всё время своего существования.

С физической точки зрения гипотеза Джинса оказалась  несостоятельной. Экспериментальные  данные показывают, что удельный момент количества движения, заключенный в  Солнце на порядок меньше, чем таковой  для планет. Расчеты Н.Н. Парийского подтвердили, что вещество, вырванное из Солнца должно было либо упасть обратно на него, либо увлечься вырвавшей его звездой.

 

 

 

 

 

 

 

Гипотезы Фесенкова

Академик  В. Г. Фесенков, являясь противником космогонической теории О. Ю. Шмидта, сам создал несколько гипотез образования Солнечной системы, ни одна из которых не, однако, не была детально проработана.

Так в одной  из ранних гипотез В. Г. Фесенков предполагал, что планеты образовались из газовых масс, отделившихся от Солнца при его вращении. Сделать такое предположение позволяло то, что в то время предполагалось, что все звезды рождаются горячими, но, со временем, сбрасывают часть своего вещества, уменьшают температуру, перемещаясь по главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Рассела.

К середине 50-х годов положение теории Шмидта о том, что планеты сформировались из холодной газо-пылевой среды, стало общепризнанным. На основе этого В. Г. Фесенков предположил, что планеты образовались из холодного газо-пылевого облака, окружавшего то облако, из которого образовалось Солнце, уже обладающего избыточным запасом вращения. Истечении вещества в экваториальной плоскости образующегося Солнца увеличило плотность газо-пылевой среды в этой плоскости, что позволило образоваться зародышам планет, плотностью около 10-5 г/см3. Образование планет должно было начаться с периферии солнечной системы.

 

 

 

 

 

 

Гипотеза  О.Ю.Шмидта

Космогоническая теория Шмидта известна как теория «холодного» образования Земли  и других планет Солнечной системы  из газопылевого облака, окружавшего  Солнце.

Его теория отличается от предшествующих, рассматривавших  образование планет из раскаленных  газовых сгустков. Согласно гипотезе Шмидта, Земля образовалась из холодных твердых тел и сначала была относительно холодной.

Этот процесс условно можно  разделить на два этапа: сначала  из пылевого компонента облака образовались "промежуточные" тела размером в  сотни километров. Как это происходило? Шмидт считал, что во вращающемся  газово-пылевом облаке пыль под действием  гравитации опускалась к центральной  плоскости – образовался пылевой  субдиск. Затем в пылевом слое плотность достигла критических размеров и в результате гравитационной неустойчивости этот субдиск распался на множество пылевых сгущений. Сгущения сталкивались между собой и одновременно в результате этого объединялись и сжимались – в результате образовались компактные тела астероидных размеров. Это был первый этап.

Второй этап: из роя "промежуточных" тел и  из обломков сформировались планеты. Сначала  они двигались по круговым орбитам  в плоскости породившего их пылевого слоя. Они росли, сливаясь друг с  другом. Планеты изначально были холодными. Разогревание этих планет произошло  позже в результате сжатия, а также  поступления солнечной энергии. Разогрев Земли сопровождали массовые излияния лав на поверхность в  результате вулканической деятельности. Благодаря этому излиянию сформировались первые покровы Земли. Из лав выделялись газы. Они образовали первичную атмосферу, в которой еще не было кислорода. Больше половины объема первичной атмосферы составляли пары воды, а температура ее превышала 100°С. При дальнейшем постепенном остывании атмосферы произошла конденсация водяных паров, что привело к выпадению дождей и образованию первичного океана. Это произошло около 4,5-5 млрд. лет назад. Позднее началось формирование суши, которая представляет собой утолщенные, относительно легкие части литосферных плит, поднимающихся выше уровня океана.

Гравитационное  взаимодействие "промежуточных" тел усиливалось по мере их роста, постепенно изменяло их орбиты. При  объединении многих тел в планеты  произошло усреднение индивидуальных свойств движения отдельных тел, и поэтому орбиты планет получились почти круговыми. Самые крупные планеты - Юпитер и Сатурн - на основной стадии аккумуляции вбирали в себя не только твердые тела, но и газы.

Одним из главных  доводов в пользу этой гипотезы является дефицит на Земле, Венере и Марсе  тяжелых инертных газов неона, аргона, криптона и ксенона по сравнению  с их солнечным и космическим  обилием.

В чем была ценность гипотезы Шмидта? Она позволила  объяснить распределение момента  количества движения между Солнцем  и планетами, объясняла наблюдаемую  закономерность в распределении  планет Солнечной системы, согласовывалась  с оценкой возраста Земли по возрасту горных пород.

Но еще  раз напомним: цель космогонических  гипотез - объяснить однообразие  движения и состава небесных тел. Они исходят из понятия о первоначальном состоянии материи, заполняющей  всё пространство, которой присущи известные свойства, вызывающие все дальнейшие эволюции.

Гипотезы захвата

Очевидно что небулярная гипотеза Шмидта, а равным образом и все небулярные гипотезы, имеют целый ряд неразрешимых противоречий. Желая избежать их, многие исследователи выдвигают идею индивидуального происхождения как Солнца, так и всех тел Солнечной системы. Это так называемые гипотезы захвата.

Согласно этим гипотезам, время от времени в пределы  Солнечной системы входят небесные тела извне, т. е. из других частей Галактики, из других галактик и из межгалактического  пространства. Под влиянием различных факторов: притяжения Солнцем и планетами, столкновения с другими блуждающими небесными телами или астероидами и кометами Солнечной системы, либо при прохождении через газово-пылевое облако, в котором как раз находится Солнечная система при своем обращении вокруг центра Галактики - под влиянием этих факторов инородные тела тормозятся и, погасив скорость своего движения, становятся пленниками Солнца или одной из планет Солнечной системы, перейдя с гиперболической орбиты на эллиптическую. Однако, избежав целого ряда противоречий, свойственных небулярным гипотезам, гипотезы захвата имеют другие, специфические противоречия, не свойственные небулярным гипотезам. Прежде всего, возникает серьезное сомнение, может ли крупное небесное тело, такое, как планета, особенно планета-гигант, так сильно затормозиться, чтобы перейти с гиперболической орбиты на эллиптическую. Очевидно, ни пылевая туманность, ни притяжение Солнца или планеты не могут создать такой силы тормозящий эффект. Остается столкновение. Но не разлетятся ли вдребезги на мелкие куски две планетозимали при своем столкновении, так сказать, лоб в лоб, центрально? Ведь под влиянием притяжения Солнца, вблизи которого должно произойти столкновение, они разовьют большие скорости, в десятки км в секунду. Можно предположить, что обе планетозимали рассыплются на осколки и частично упадут на поверхность Солнца, а частично умчатся в космическое пространство в виде большого роя метеоритов. И только, быть может, несколько осколков будут захвачены Солнцем или одной из его планет и превратятся в их спутники - астероиды.

Второе возражение, которое  выдвигают оппоненты авторам  гипотез захвата, относится к  вероятности такого столкновения. По расчетам, выполненным многими небесными  механиками, вероятность столкновения двух крупных небесных тел вблизи третьего, еще более крупного небесного  тела, ничтожна мала, так что одно столкновение может произойти за сотни миллионов лет. А ведь это столкновение должно произойти очень «удачно», т. е. столкнувшиеся небесные тела должны иметь определенные массы, направления и скорости движения и столкнуться они должны в определенном месте Солнечной системы. И при этом они должны не только перейти на почти круговую орбиту, но и остаться целыми и невредимыми. А это, согласитесь сами, нелегкая задача для природы. Кроме того, можно поставить и такой вопрос авторам гипотез захвата: а имеются ли в космическом пространстве блуждающие, «бездомные» небесные тела, да еще такие крупные, как планеты-гиганты? Если имеются, то почему они до сих нор не столкнулись с одной из многочисленных в Галактике звезд, мимо которых они двигались в течение миллиардов лет? И как возникли блуждающие планеты-гиганты в космическом пространстве? Можно предположить, что скорее всего все небесные тела мирового пространства движутся по эллиптическим орбитам вокруг того иди иного центрального тела: планеты, звезды, центра галактики и т. д. А это в огромной степени уменьшает вероятность столкновения двух крупных небесных тел вблизи третьего, еще более крупного тела.

Но допустим все же, что  захват произошел. Тогда возникает  ряд вопросов. Почему все захваченные  планеты и большинство других небесных тел Солнечной системы  обращаются вокруг Солнца в одном  направлении и почти в одной плоскости? Почему они имеют почти круговые орбиты? Почему вблизи Солнца располагаются небольшие планеты земной группы, а вдали - планеты-гиганты? Почему в межпланетных расстояниях имеется определенная закономерность? Почему одни планеты вращаются вокруг своей оси в прямом направлении, а другие (Венера, Уран) - в обратном? Гипотезы захвата не дают ответа на эти вопросы, по крайней мере на все.

Что же касается захвата  блуждающих планетозималей без столкновения, за счет одной лишь силы гравитационного притяжения (при помощи третьего тела), то такой захват либо невозможен, либо его вероятность ничтожна мала, настолько мала, что такой захват можно считать не закономерностью, а редчайшей случайностью. А между тем в Солнечной системе имеется большое количество крупных тел: планет, их спутников, астероидов и больших комет, что опровергает гипотезы захвата.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания.

2. Горелов А.А. Концепции современного естествознания.

3. Концепции современного естествознания. Ред. Лавриненко В.Н., Ратников В.П.

4. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания.

5. Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание.

6. Грушевская Т.Г. , Садохин П.П. Концепции современного естествознания.

7. Концепции современного естествознания. Ред. Романов А.Н.

8. Суханов А.Д., Голубева О.Н. Концепции  современного естествознания.

9. Wikipedia.org – свободная энциклопедия.