Планеты и жизнь
Шрифт:
Через 40 лет после выхода в свет очерка Канта великий французский математик П. Лаплас в дополнении к "Изложению системы мира" ввел принципиальное предположение о том, что первичная туманность с самого начала медленно вращалась. Знаменитая книга Лапласа вышла в 1796 году.
Лаплас считал, что туманность была изначально горячей. По мере охлаждения она сжималась, а скорость ее вращения росла. С увеличением скорости вращения возрастали центробежные силы на экваторе туманности, что в конце концов привело к расслоению на кольца.
Из колец впоследствии образовались планеты
Такова в самых общих чертах гипотеза Канта - Лапласа. Эта схема хорошо объясняла, почему все планеты движутся в одном направлении и в одной плоскости. Вот поэтому в течение долгого времени теория Канта - Лапласа было общепринятой.
Однако эта стройная теория имела свои слабые стороны, которые отчетливо проявились к середине XIX века. В 1859 году Максвелл математически доказал, что превращение кольца в планету невозможно. Дополнительно к этому оказалось, что Солнце и планеты по схеме Канта - Лапласа должны вращаться совсем не так, как это происходит в действительности.
Здесь речь идет о так называемом угловом моменте вращающегося тела, который определяет полное количество вращательного движения. Оказалось, что Солнце обладает лишь 2 процентами от общего углового момента солнечной системы, а около 98 процентов приходится на долю планет-гигантов.
Почему львиная доля углового момента приходится именно на планеты, хотя их общая масса составляет около 0,001 массы Солнца? С этой задачей теория Канта - Лапласа справиться не могла.
Естественно, что ученые стали искать другие возможные пути возникновения нашей солнечной системы.
Появились идеи о так называемом катастрофическом образовании солнечной системы (здесь намеренно дается достаточно подробный исторический материал, чтобы читателю яснее стала грандиозная сложность проблемы образования солнечной системы).
Итак, гипотезы, связанные с катастрофой. Предположим, что миллиарды лет назад какая-то массивная звезда прошла сравнительно недалеко от молодого Солнца.
Что же могло произойти во время такого сближения?
Подобно океанским приливам, происходящим в системе Земля - Луна, приближение массивной звезды вызывало грандиозные приливы в огненной атмосфере Солнца. Высота этих приливов достигала многих тысяч километров. И, наконец, в точке максимального сближения произошла великая космическая катастрофа. Огромный поток вещества вырвался из Солнца и образовал сигарообразную нить раскаленного газа, которая впоследствии распалась на капли, подобно тому как облако пара, остывая, образует отдельные капли воды. Конечно, некоторая часть потока могла быть захвачена проходящей звездой, но часть вещества осталась в сфере гравитационного воздействия Солнца, и именно из этой части и образовались планеты.
Теорию катастроф обычно связывают с именем знаменитого английского астронома Д. Джинса, однако еще раньше профессор Т. Чемберлин выдвинул планетезимальную гипотезу, согласно которой крупные сгустки вещества выбрасывались во время извержений с поверхности Солнца, усиливающихся при сближении с другой звездой.
Выброшенное из Солнца вещество быстро остывало.
Из него возникало большое число отдельных тел, планетезималей, двигающихся независимо
Таковы в двух словах основные идеи, заложенные в теорию катастроф.
Но и здесь ученым пришлось столкнуться с фатальными препятствиями. Объяснить существующее в солнечной системе распределение углового момента можно, лишь предположив, что Солнце и звезда не прошли рядом, на расстоянии двух-трех миллионов километров друг от друга, а столкнулись! Возможно ли это?
В принципе да. Но вероятность такого события ничтожна. И тогда, если мы будем стоять на позиции теории катастроф, наша солнечная система представляет редчайшее исключение во Вселенной.
Сэр Д. Джине вычислил вероятность столкновения одной звезды с другой и нашел, что каждая звезда "имеет право" на столкновение один раз за 6-Ю17 лет, а возраст Вселенной "всего" около 1010 лет.
Эти цифры, конечно, сильный, но не решающий аргумент против теории катастроф. Вряд ли позиция, согласно которой маловероятное явление исключается из сферы рассмотрения, логична. Либо мы должны найти более приемлемое и правдоподобное объяснение какомулибо событию, либо любая, даже крайне невероятная гипотеза имеет право на существование и должна играть роль рабочей модели.
К счастью, появились более реалистичные гипотезы образования солнечной системы, чем теория извержений.
Это обстоятельство вселяет в нас надежду, что планетные системы не столь редкое, как это следовало из теории катастроф, явление во Вселенной.
Начало новому направлению в планетной космогонии было положено исследованиями советских ученых и в особенности работами школы академика О. Шмидта.
Значительный вклад в новую теорию был внесен также известным шведским физиком Г. Альвеном и английским астрофизиком Ф. Хойлом, о котором говорилось выше в связи с гипотезой о космических эпидемиях.
В известной мере новые теории явились возвращением к схеме Канта Лапласа. Но если теория Канта - Лапласа основывалась главным образом на законах механики, то новые теории впитали в себя все современные достижения астрофизики и электродинамики, что в конечном результате дало возможность устранить классический парадокс, связанный с распределением углового момента в солнечной системе.
Но мне в очередной раз придется огорчить читателя.
Даже сегодня существует как минимум пять более или менее "равноправных" теорий (заметим, именно теорий)
происхождения солнечной системы.
Поэтому будет полезным в ущерб строгости попытаться дать некоторую общую "синтетическую" картину образования Солнца и планет. Конечно, такой подход допускает определенный произвол (что, впрочем, в известной мере отражает состояние проблемы). Однако для нас важно иметь общую картину развития неорганического и органического мира. Поэтому мы перейдем к основным этапам истории Солнца и планет, как сегодня представляет себе этот процесс большинство ученых.
Меняя маски
1. Унесенный ветром
Фантастика:
боевая фантастика
попаданцы
рейтинг книги
