Происхождение Солнечной системы

Французский мыслитель Рене Декарт (1596 – 1650) обогатил не только новоевропейскую философию, но также и математику, физику, космогонию. Он предложил идею развития природы, построил теорию происхождения мира естественным путем. По Декарту, Бог – Творец материи, движения и его законов. Когда все это было создано, мир уже не нуждался в Божественном вмешательстве. Бог отошел от влияния на Свое Творение. Но созданного оказалось вполне достаточно, чтобы мир стал совершенствоваться, природа стала развиваться.

Создание классической механики подняло космогонию на новую ступень развития. Ньютон понимал, что действия одних только гравитационных сил недостаточно, чтобы объяснить устройство Вселенной. Во-первых, движение планеты вокруг Солнца можно разделить на две составляющие. Под действием гравитации планета должна устремляться к Солнцу, подобно тому как яблоко под тяжестью падает на землю. Однако орбитальное движение относит планету в перпендикулярном направлении. В результате сложения двух движений планета совершает обращение по орбите. Какова природа силы, устремляющей планету к Солнцу, для Ньютона было ясно. Это сила всемирного тяготения. А вот какая сила уносит планету по касательной к орбите, для Ньютона было мистической тайной, поскольку природа этой силы науке не известна. Он был вынужден обратиться к силе, более могущественной, чем гравитация. Ньютон считает, что она может проистекать только от Бога и поэтому допускает Божественный «первотолчок». Во-вторых, в движении планет могут происходить отклонения, вызванные возмущением, т.е. воздействием других планет, и время от времени планеты необходимо возвращать на прежнее место, уготованное им Творцом, и на это способен только Он.

Немецкий философ Иммануил Кант (1724 – 1804) не разделял учение Ньютона о «первотолчке». Он создал первую гипотезу происхождения Солнечной системы, которая не предполагала Божественного вмешательства.

Кант не соглашается с Ньютоном в том, что для объяснения орбитального движения планет необходим Божественный «первотолчок». Происхождение этого движения загадочно до тех пор, пока Солнечная система рассматривается вне исторического развития. Если допустить, что она сформировалась из облака пыли и газа, которое сгущалось под действием гравитации, то необходимость в Божественном вмешательстве отпадает.

Все же Кант верил в существование Бога, но допускал для Него только одну роль ‒ создание материи в виде первоначального хаоса и механических законов. Под действием различных природных сил появлялись неоднородности в распределении плотности материи, иными словами, появлялись сгущения и разрежения. Сгущения становились центрами притяжения для более легких образований, а сами, в свою очередь, устремлялись к более плотным сгущениям. Это стремление наталкивалось на противодействие, какое оказывает уплотненный газ. В результате вокруг сгущений возникали вихри, которые приводили к их относительному движению. Сгущения становились все более крупными, пока, наконец, не превратились в Солнце и планеты.

Подобный механизм образования Солнечной системы Кант распространил на всю Вселенную. Новые космические тела возникают на все более далеких расстояниях от первоначального центра, а в старых областях они постепенно разрушаются. Однако погибающие космические системы могут служить возрождению новых. На остывающие звезды падают замедлившие свое движение планеты и нагревают их.

Кант высказал немало пророческих идей: существуют двойные звезды, за Сатурном есть еще планеты Солнечной системы, кольцо Сатурна состоит из метеорных тел, у других планет тоже есть кольца.

Итак, Кант признавал естественное возникновение Солнечной системы из первоначально холодного облака пыли и газа. Прежде появилось Солнце, а впоследствии – планеты.

Кант показал, что понять настоящее природных систем можно, лишь изучая их прошлое.

Французский математик и физик Пьер Симон Лаплас (1749 – 1827) предложил гипотезу возникновения Солнечной системы, которая во многом походила на кантовскую, но была обоснована строгими математическими расчетами. Однако она содержала и некоторые отличия от своей предшественницы. По мнению Лапласа, первоначальная газовая туманность была очень горячей и быстро вращалась. Совместное действие законов механики приводило к возрастанию угловой скорости ее вращения. Это приводило к тому, что от нее отделялись кольца, которые охлаждались и сгущались, превращаясь в планеты. Таким образом, по гипотезе Лапласа, планеты возникли прежде Солнца.

Обе гипотезы, и Канта, и Лапласа, исходили из одной идеи: Солнечная система образовалась в результате естественной эволюции туманности. Поэтому иногда говорят о единой гипотезе Канта-Лапласа. Ее еще называют небулярной[28].

В настоящее время одной из наиболее авторитетных гипотез образования Солнечной системы является гипотеза русского ученого академика Отто Юльевича Шмидта (1891 – 1956). Он считал, что проблемы формирования небесных тел следует решать путем объединения данных таких наук, как астрономия, география, геология, геохимия и других. Согласно гипотезе Шмидта, Солнце образовалось прежде планет, а планеты сформировались из холодного газопылевого облака, которое окружало Солнце. Это облако на 98% состояло из водорода и гелия. Остальные элементы заключались в пылевых частицах. Хаотическое движение газа в облаке уступило место его обращению вокруг Солнца.

Частицы пыли под влиянием гравитации сформировали в центральной плоскости облака слой более высокой плотности. Плотность этого слоя возрастала, и при определенном критическом ее значении гравитационное воздействие этого слоя на соседние слои сравнилось с гравитационным воздействием Солнца. Этот сгусток пыли был неустойчивым и распался на менее крупные сгустки. Они сталкивались между собой и образовывали плотные тела. Самые крупные из них двигались по орбитам и оказались зародышами будущих планет. Эти зародыши притягивали к себе остальное вещество газопылевого облака. Постепенно сформировались девять больших планет, которые уже миллиарды лет движутся по устойчивым орбитам.

Гипотеза Шмидта не учитывает влияние электромагнитного взаимодействия на формирование Солнечной системы.

Важнейшие положения темы № 4 «Современные представления

о Солнечной системе»

В Солнечную систему входят звезда Солнце и все небесные тела, которые вокруг него обращаются. Это планеты и их спутники, кометы, астероиды, метеориты, межпланетная среда.

Источником солнечной энергии являются термоядерные реакции, которые протекают при температуре порядка 15 млн. градусов. Одна из них – синтез ядер водорода с образованием ядер гелия.

Планета – небесное тело на орбите вокруг звезды или компактной звезды, оказавшееся достаточно массивным, чтобы обрести округлую форму, но недостаточно массивным для начала термоядерного синтеза, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей.

Это определение дал Международный Астрономический Союз (МАС) в 2006 году. В соответствии с ним, Плутон потерял статус планеты. Хотя у него достаточная масса, чтобы обрести округлую форму, он пока еще не смог освободиться от планетезималей. Плутон считается карликовой планетой. В Солнечной системе 8 планет и 5 карликовых планет.

Планеты Солнечной системы можно разделить на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. Основанием для деления являются внутреннее строение и размеры. К планетам земной группы относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они имеют сопоставимые размеры и плотность, похожее внутреннее строение и химический состав. К планетам-гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они значительно превышают планеты земной группы по размерам и массе. Видимо, у них нет твердой поверхности, подобной поверхности планет земной группы.

Комета – небольшое, состоящее изо льда небесное тело, принадлежащее Солнечной системе и обращающееся по собственной орбите вокруг Солнца.

Когда комета приближается к Солнцу, часть ее ледяной поверхности тает под его лучами, и вокруг нее образуется кóма ‒ аура из газа и пыли. Солнечный свет оказывает на нее давление, и кома вытягивается в хвост, который всегда направлен от Солнца. За орбитой Плутона находится пояс Койпера, а на периферии Солнечной системы ‒ облако Орта. Они представляют собой огромные скопления кометных ядер.

Астероид – небольшое планетоподобное небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца.

По размерам астероиды значительно меньше планет. Они представляют собой каменные глыбы, не имеюшие какой-либо геометрической формы. Большинство астероидов составляют пояс, расположенный между орбитами Марса и Юпитера.

Метеорит – твердое тело космического происхождения, упавшее на поверхность Земли.

Метеорное тело врывается в атмосферу Земли с большой скоростью. Оно так сильно разогревается, что горит и светится. От начальной массы в десятки и сотни тонн от него остаются килограммы и даже граммы.

Для объяснения движения планет Исаак Ньютон допускал Божественный «первотолчок». Иммануил Кант создал первую гипотезу происхождения Солнечной системы, которая не нуждалась в Божественном вмешательстве. Кант предполагал, что она сформировалась из облака пыли и газа, которое сгущалось под действием гравитации. Пьер Симон Лаплас предложил гипотезу происхождения Солнечной системы, которая во многом походила на кантовскую, но была обоснована строгими математическими расчетами. Обе гипотезы, и Канта, и Лапласа, исходили из одной идеи: Солнечная система образовалась в результате естественной эволюции туманности. Поэтому иногда говорят о единой гипотезе Канта-Лапласа. Согласно современным представлениям, планеты Солнечной системы образовались из холодного газопылевого облака, окружавшего Солнце миллиарды лет назад. Такая точка зрения наиболее последовательно отражена в гипотезе российского ученого, академика Отто Юльевича Шмидта.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие небесные тела входят в состав Солнечной системы?

2. Назовите источник солнечной энергии.

3. Что такое планета?

4. Почему Международный Астрономический Союз лишил Плутона статуса планеты.

5. Что такое планетезимали?

6. Перечислите планеты земной группы.

7. Перечислите планеты-гиганты.

8. Что такое комета?

9. Как образуются кома и хвост кометы?

10. Что такое облако Оорта?

11. Почему хвост кометы всегда направлен в сторону, противоположную Солнцу?

12. Что такое астероид?

13. Какой размер имеет граница, отделяющая астероид от метеорита?

14. Чем отличается метеорит от метеорного тела?

15. Опишите идею развития природы, высказанную Рене Декартом.

16. Опишите гипотезу происхождения Солнечной системы, предложенную Иммануилом Кантом.

17. Опишите гипотезу происхождения Солнечной системы, предложенную Пьером Симоном Лапласом.

18. Что есть общего и в чем заключается различие между гипотезами Канта и Лапласа?

19. Опишите гипотезу происхождения Солнечной системы, предложенную Отто Юльевичем Шмидтом.

Контрольные вопросы

1. Чем планета отличается от звезды?

2. Почему Меркурий и Луна практически не имеют атмосферы?

3. Почему на Меркурии наблюдается резкое различие между температурами освещенной и неосвещенной сторон?

4. Почему на поверхности Венеры огромная температура?

5. Почему в атмосфере Венеры и Марса значительно больше углекислого газа, чем в атмосфере Земли?

6. Почему хвост кометы всегда направлен в сторону, противоположную Солнцу?

7. Почему кометы вблизи поверхности Юпитера могут разрываться на части?

Date: 2015-07-24; view: 657; Нарушение авторских прав