Подобные вопросы людей начали интересовать еще очень давно, но дать точный ответ на них весьма тяжело, т.к. для этого нужно сначала узнать, что представляют собой небесные светила и как они движутся.
 |
В XVIII в. был открыт закон природы о сохранении вещества и энергии его движения. Он означает, что меняться может только состояние веществ, а не сами вещества: например, лед может превращаться в воду, а вода в пар. Это касается и энергии движения: так к примеру, энергия движения воды на гидроэлектростанции превращается в электрический ток, который приводит в движение электроустановки, освещает дома и квартиры и т. д. Движение не уничтожается, оно просто меняет свою форму.
Не понимая природы вселенной, но наблюдая за тем, как человек создавать различные орудия с помощью труда, люди предполагали, что и весь мир создан каким-то существом, и это существо было очень могущественно. Так и появились разного рода легенды и мифы о сотворении мира.
Но постепенно накоплялись знания о строении солнечной системы и звездного мира. Эти знания и послужили основой для создания научных гипотез о происхождении небесных тел.
Научное предположение о том, как появилась Земля и других космические тела впервые выдвинул в 1755 г. немецкий философ И. Кант. Не ведая ничего о домыслах Канта в конце того же века, к подобному выводу пришел известный французский ученый Лаплас. Поэтому как правило говорят о научной гипотезе Канта и Лапласа, хотя в их гипотезах было большое количество разногласий.
Кант и Лаплас указали на то, что Солнце горячее, а Земля наоборот холодная, и размеры Земля гораздо меньше Солнечных. Также Земля лишь одна из планет. Все планеты вращаются вокруг Солнцем практически по окружностям. Их орбиты лежат в одной плоскости и планеты движутся в одну сторону. Это составляет главные отличительные черты солнечной системы, которые необходимо объяснить в первую очередь.
Кант и Лаплас пришли к выводу, что все в природе постоянно меняется, развивается. Солнце и земля изначально не были такими, как сейчас. Ранее составляющее их вещество существовало в совершенно другом виде.
Лаплас обосновал свою гипотезу более подробно и убедительно. Как же он представлял себе возникновение солнечной системы?
Когдато, говорил Лаплас, нашей системы не существовало. Была лишь газовая туманность с уплотнением в центре, которая была сильно разрежена и раскалена. Она вращалась, и размеры ее были огромны. Больше поперечника орбиты Плутонома.
Притяжение пылинок туманности друг к другу — притяжение, которым обладают все тела, приводило к сжатию этой туманности, и следовательно уменьшению ее размеров. По закону механики, при сжатии вращающегося тела скорость его вращения начинает возрастать.
Если тело вращается быстрее при этом увеличивается центробежная сила. Так, если вы вращаете привязанный к веревке брусок слишком быстро, веревка может порваться и брусок оторвется.
Так и, когда туманность вращается, огромное множество частичек на ее экваторе отрывалось от нее. Вокруг туманности образовалось кольцо, которое также вращалось. При этом туманность, которая была сначала круглой, из-за действия центробежной силы начала сплющиваться у полюсов, начала напоминать линзу.
Все время сжимаясь и ускоряя свое вращение, туманность отслаивала от себя кольцо за кольцом, которые вращались в одну и ту же сторону и в одной и той же плоскости.
Газовые кольца не были везде одинаково плотными. Самое плотное уплотнение в кольце начало притягивать к себе остальное вещество кольца. Каждое кольцо таким образом превращалось в один огромный клубок газа, который вращался вокруг собственной оси. Затем с ним повторялось то же, что и с большой первичной туманностью: из него начал образовываться небольшой шар, окруженный кольцами, которые также сгущались в небольшие тела. Которые затем, охладившись, становились спутниками огромных шаров газа, которые вращались вокруг Солнца, а затем стали планетами. Большая часть туманности находилась в центре, из нее и образовалось Солнце.
Гипотеза Лапласа была научной, потому что она основывалась на законах природы, известных из опыта. Законы тяготений и центробежной силы действительно существуют в природе.
После Лапласа были сделаны новые открытия в солнечной системе. Их его теория уже не в состоянии была объяснить. Так, например, было установлено, что планета Плутоном вращается вокруг собственной оси совсем в другую сторону, отличную от других планет. Свойства газов более лучше были изучены. Также были открыты новые особенности движения планет и их спутников. Эти явления версия Лапласа не могла объяснить, и от нее пришлось отказаться.
Развитие науки привело к более точному и глубокому знанию природы.
На смену гипотезе Лапласа выдвигались другие объяснения происхождения солнечной системы.
Ю.Шмидт (советский ученый) предложил гипотезу, согласно которой Земля и планеты не были раскаленными газами, на подобии Солнца и других звезд, а образовались из холодных, твердых частиц вещества.
Если сделать предположение, что раньше вокруг Солнца находилось огромное облако из газа и пыли, то в последствии, по выводам О. Ю. Шмидта, начало бы происходить следующее: большое множество при своем движении начало бы сталкиваться друг с другом и поэтому стремились двигаться так, чтобы друг другу не мешать. Значит необходимо, чтобы их траектории находились почти в одной плоскости и были круговыми. Если они будут вращаться вокруг Солнца по различным окружностям, то перестанут сталкиваться друг с другом.
При этом направление вращения в какую-либо определенную сторону со временем начнет преобладать, и в конце концов все частицы станут вращаться в одну и ту же сторону.
Так вместо беспорядочного движения частиц, которое преобладало вначале, должно было появиться стройное движение этих частиц в одном направлении. Это говорит о том, что все газово-пылевое облако начнет вращаться в строго определенном направлении. Если бы частички не вращались в таком направлении, по которому двигалось большинство из них, то и планеты не могли бы образоваться.
В результате столкновений этих частиц пыли и газа, когда они изначально двигались беспорядочно, энергия их движения постепенно переходила в тепло. В какой-то мере это напоминает ружейную пулю, которая нагревается во время полета преодолевая сопротивления воздуха.
Потеря движения сталкивающихся частичек, как показывают расчеты, вела к тому, что шарообразное облако постепенно сплющивалось и наконец стало по форме похожим на блин.
Но как только частички начали приближаться к одной плоскости, расстояния между ними начали становиться все меньше и меньше и они стали притягиваться друг к другу. Сначала они объединялись, затем начали уплотняться, при этом быстрее всего начали расти в размере и в весе более крупные частички, которые начали притягивать к себе сильнее и столкнуться с ними было легче.
Со временем большая часть пылинок облака склеилась в несколько огромных комков вещества, из которых затем образовались планеты. Так будущий Юпитером «пожирал» огромное количество вещества со стороны Солнца. А с другой стороны от будущего Юпитера, появился другой крупный ком — это будет потом Сатурн, который также поглощал гигантское множество частиц с другой стороны.
Поэтому рядом с Юпитером, ближе к Солнцем, не возникло большой планеты, а образовалось много мелких и разрозненных: возникли астероиды, или малые планеты.
Правда они могли появиться и из-за того, что возникшая на этом месте малая планета из-за чего-нибудь распалась на части. Так полагают некоторые ученые.
О. Ю. Шмидт установил, самые крупные планеты должны были образоваться именно в центре планетарной системы, а ближе к Солнцу и дальше от него — более мелкие (например, Плутон). За Плутоном вряд ли можнор будет открыть крупные планеты, такие как Юпитер или Сатурн. Чем будет крупнее образовавшаяся планета, тем больше количество вещества она начнет поглощать. Такая версия помогла О. Ю. Шмидту, а потом В. Г. Фесенкову и другим ученым обосновать существующие расстояния планет от Солнца, а также расстояния между планетами.
Так же О. Ю.Шмидт доказал своими расчетами, что при косом падении частичек на образовавшиеся планеты, последние будут вращаться обязательно в том же направлении, в каком они вращаются вокруг Солнца. Только очень далеких планет вращение может принять обратное направление, вызванное действиями косых ударов.
Зародыши планет, как правило крупных, должны быть окружены огромными полчищами мелких частиц (т. е. облаками пыли и газа). Из этих частиц впоследствии появились спутники планет на подобии того, как и планеты образовались из газово-пылевого облака, которое окружало когда-то Солнце.
При собирании пыли и газа в планеты происходило одно важное явление, о котором раньше тоже не догадывались. Оказывается вследствие нагревания Солнцем пылинок из них выделялись газы. Наиболее легкие и летучие из них, в особенности рассеивались в пространство навсегда, чему помогало давление солнечных лучей, точно так же, как солнечные лучи отталкивают газовые частицы кометных хвостов. Но так было лишь вблизи Солнца, которое прогревало толстый слой пыли до некоторой глубины.
Дальше, где находится Юпитер, солнечные лучи не проникали сквозь толстый слой пыли в блинообразное облако, и там водород уцелел. При сильном холоде, который был в этой части облака, водород намерзал на пылинках, оседал на них, подобно инею, покрывающему на рассвете в осеннее утро холодную поверхность камней.
Поэтому в состав планет, формирующихся вблизи Солнца, например в состав Земли, водород почти не вошел, а вдали от Солнца гигантские планеты, наоборот, оказались очень богатыми водородом. Поэтому в среднем вещество, из которого состоят дальние планеты, гораздо легче, чем вещество планет, близких к Солнцу.