Происхождение Солнечной системы

    АЛМАТИНСКИЙ  ФИЛИАЛ НЕГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО  УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ « САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОФСОЮЗОВ»

 

 

Факультет: Экономический 

Кафедра Экономики и  управления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Концепция современного естествознания»

на тему: " Происхождение Солнечной системы"  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Выполнил:  

     студент 2 курса

экономического факультета,

дневного отделения, 

группа №  202                                                                        

 Иванов Д.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2013

Содержание:

ЕДЕНИЕ……………………………………………………………..1

космогонические ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ

СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

1. Небулярные гипотезы………………………………..........……………...5  
2. Гипотезы захвата………………………………………..........…………..6   

ПРОИСХОЖДЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

 

1. Происхождение астероидов ………………….....................…….……...7 
2. Происхождение спутников ………………………………............………9 
3. Происхождение планет земной группы …………….….......................11
4. Происхождение комет …………………………………..........…….......12
5. Происхождение Солнца …………………………………......……...…..13  

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………............14

Список использованной литературы.................................................................15

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………...........

космогонические ГИПОТЕЗЫ

ПРОИСХОЖДЕНИЯ

  СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

Космогония -  наука, изучающая  происхождение  и  развитие небесных  тел,  например планет  и  их  спутников, Солнца, звёзд, галактик. Астрономы  наблюдают космические тела на различной стадии развития, образовавшиеся недавно и в далёком прошлом, быстро "стареющие" или почти  "застывшие" в  своём развитии. Сопоставляя многочисленные данные наблюдений с  физическими процессами, которые могут происходить при различных  условиях в  космическом пространстве, учёные пытаются объяснить, как возникают небесные тела. Единой, завершённой теории образования звёзд, планет  или галактик  пока не существует.

 Проблемы, с которыми  столкнулись учёные, подчас трудно  разрешимы. Решение вопроса о происхождении  Земли  и  Солнечной системы в целом значительно затрудняется тем, что других подобных систем мы пока не наблюдаем. Нашу солнечную систему  не  с  чем  пока ещё  сравнивать, хотя  системы, подобные ей, должны быть достаточно  распространены и их возникновение должно быть не случайным, а  закономерным явлением.  В настоящее время при проверке той или иной гипотезы о происхождении Солнечной системы в значительной мере основывается на  данных  о  химическом составе и возрасте пород Земли и других тел Солнечной системы.  Наиболее точный метод определения возраста пород состоит в подсчёте отношения  количества  радиоактивного  урана  к количеству свинца, находящегося в данной породе. Скорость этого процесса известна точно, и её нельзя изменить никакими способами. Самые древние горные породы имеют возраст несколько миллиардов лет. Земля в целом, очевидно, возникла несколько раньше, чем земная кора. Все космогонические гипотезы можно разделить на несколько групп: небулярные (Канта, Лапласа и др., к ним же относится и гипотеза О. Ю. Шмидта), гипотезы захвата, выброса и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Небулярные  гипотезы

 

Все космогонические  гипотезы можно разделить на несколько  групп: небулярные (Канта, Лапласа и  др., к ним же относится и гипотеза О. Ю. Шмидта), гипотезы захвата, выброса и др. Небулярные гипотезы, а их больше всего, можно, в свою очередь разделить на две подгруппы. Согласно первой из них Солнце и все тела Солнечной системы: планеты, спутники, астероиды, кометы и метеорные тела - образовались из единого газово-пылевого, или пылевого облака. Согласно второй Солнце и его семейство имеют различное происхождение, так что Солнце образовалось из одного газово-пылевого облака (туманности, глобулы), а остальные небесные тела Солнечной системы - из другого облака, которое было захвачено каким-то, не совсем понятным, образом Солнцем на свою орбиту и разделилось каким-то, еще более непонятным образом на множество самых различных тел (планет, их спутников, астероидов, комет и метеорных тел) имеющих самые различные характеристики: массу, плотность, эксцентриситет, направление обращения по орбите и направление вращения вокруг своей оси, наклонение орбиты к плоскости экватора Солнца (или эклиптики) и наклон плоскости экватора к плоскости своей орбиты.

В середине XVIII века немецкий философ И. Кант предложил  свою  теорию образования Солнечной  системы, основанную на законе всемирного тяготения. Она предполагала возникновение  Солнечной  системы  из  облака  холодных пылинок, находящихся  в  беспорядочном хаотическом движении. В  1796 году французский учёный П. Лаплас подробно описал гипотезу  образования Солнца  и планет из уже вращающейся газовой туманности. Лаплас  учёл характерные основные черты Солнечной системы, которые должна была  объяснить любая  гипотеза о её происхождении.

Существует гипотезе Джинса, полностью противоположная гипотезе Канта-Лапласа. Если последняя рисует образование планетарных систем как единственный закономерный процесс эволюции от простого к сложному, то в гипотезе Джинса образование таких систем есть дело случая.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 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? 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, очень 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 нелегкая задача для природы.

 

ПРОИСХОЖДЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

1. Происхождение астероидов

 

Астероиды, как  и ледяные планеты, происходят из комет, но их происхождение из комет  весьма значительно отличается от происхождения  из комет ледяных планет. Если ледяные планеты происходят из комет на периферии Солнечной системы за последней планетой-гигантом Нептуном, то астероиды происходят из комет вблизи Солнца, ближе первой из планет-гигантов Юпитера.

Между орбитами каждых двух соседних планет-гигантов расположены пояса комет, подобных астероидному поясу, расположенному между орбитами Марса и Юпитера. При этом количество и совокупная масса второго кометного пояса, расположенного между орбитами Сатурна и Урана, возможно, превосходит количество и совокупную массу комет первого кометного пояса, расположенного между орбитами Юпитера и Сатурна, в несколько раз. Точно также третий кометный пояс, расположенный между орбитами Урана и Нептуна, возможно, превосходит в несколько раз второй кометный пояс.

Возникновение кометных поясов между орбитами планет-гигантов связано с тем, что эксцентриситеты планет все более уменьшаются в процессе их эволюции, и вследствие этого между ними возникают бреши, свободные промежутки, так, что ближняя к Солнцу из двух планет в афелии, при наибольшем удалении от Солнца, уже не достигает той точки, которой достигали ранее она и соседняя планета в перигелии, при наибольшем приближении к Солнцу.

Если кометы при их больших эксцентриситетах движутся по своим орбитам так, что  они пересекаются между собой и если ледяные планеты с их меньшим эксцентриситетом движутся по орбитам так, что афелий одной ледяной планеты и перигелий другой, более отдаленной от Солнца и соседней с первой, соприкасаются или почти соприкасаются друг с другом, то планеты-гиганты с их малым эксцентриситетом обращаются вокруг Солнца таким образом, что между их орбитами возникают большие свободные промежутки. Но природа не терпит пустоты, и свободную брешь сразу же занимают тысячи комет.

Вообще, кометы размещаются в Солнечной системе везде, не только в свободных промежутках между орбитами планет-гигантов, но и недалеко от них. Но все они скоро исчезают, захватываясь планетами, в сферу действия которых они попадают. Поэтому длительное существование большинства комет вблизи орбит планет является невозможным. Рано или поздно их пути пересекутся, что закончится для комет прекращением их существования. Но в зоне планет-гигантов положение для части комет изменяется, ибо посредине между орбитами планет-гигантов с их малыми эксцентриситетами возникают бреши, в которых кометы могут находиться более продолжительное время, в течение всего галактического лета. Многие из них при этом увеличиваются, захватывая другие, более мелкие кометы и увеличивая за их счет свои размеры и массы.

Казалось бы, каждая комета, приблизившись к орбите планеты, должна либо упасть на ее поверхность, либо перейти с околосолнечной орбиты на околопланетную, либо, наконец, резко изменить свою орбиту и уйти из Солнечной системы по гиперболической орбите. Однако, на самом деле, все происходит несколько иначе. Существование астероидного пояса между орбитами Марса и Юпитера и тот факт, что мелкие астероиды в нем расположены не только дальше больших астероидов от Солнца, но и ближе, говорит о том, что мелкие тела Солнечной системы могут при благоприятных обстоятельствах обгонять более крупные небесные тела.

Конечно, не все  мелкие тела могут обогнать более  крупные. Многие из них будут при  обгоне захвачены крупными телами, но и многие из мелких тел могут  благополучно миновать эту опасную для них зону.

Из всех характеристик  небесных тел некоторые являются либо более благоприятными, либо менее  благоприятными для выживания небесных тел во время обгона ими крупных  тел. К этим характеристикам относятся  относительное торможение, эксцентриситет и наклонение орбиты небесного тела к плоскости солнечной системы.

Чем большим  является относительное торможение небесного тела, тем быстрее оно  приближается к Солнцу и тем быстрее  пройдет через опасную зону, т.е. через орбиту планеты. При равных плотности и расстоянии от центрального тела у двух тел относительное торможение тем больше, чем меньше его масса, поэтому более мелкие тела, при прочих равных условиях, имеют больше шансов благополучно обогнать планету. Поэтому кометы могут обгонять планеты-гиганты, а ледяные планеты, по-видимому, нет. А из комет больше шансов имеют более мелкие кометы. Еще легче пройти через опасную зону метеорным телам.

Из двух одинаковых комет, имеющих разные эксцентриситеты, легче, по-видимому, пройти через орбиту планеты-гиганта или ледяной планеты той, которая имеет меньший эксцентриситет, поскольку она занимает меньше места в плоскости и объеме Солнечной системы. А из двух комет, имеющих разные наклонения орбит, легче пройти через опасную зону, при прочих равных условиях, той, которая имеет большее наклонение орбиты к плоскости орбиты обгоняемой ею планеты.

Во время  обгона кометами планет происходи т  отбор (можно сказать: «дарвиновский  естественный отбор», распространенный на небесные тела) тех небесных тел, которые обладают большим числом благоприятных характеристик. Именно этим можно объяснить тот факт, что между орбитами планет-гигантов нет крупных тел, соизмеримых с Землей, Тритоном или Плутоном. Они, по-видимому, не могут благополучно миновать опасную зону, которую легко проходят кометы, особенно те из них, которые имеют малые размеры и массу и, следовательно, большое относительное торможение, малый эксцентриситет и большое наклонение орбиты.