Введення в космогонію

Безумовно, погляд науки на те, яким же чином виникла Земля, Сонце і взагалі все-все-все, дещо відрізняється від того, як ці події описують, наприклад, в Біблії. Але у науки є право мати свою думку, давайте його поважати. І давайте, нарешті, дізнаємося про те, як це було. З наукової точки зору.

Ми не в змозі про справи настільки давно минулих днів розпитати кого-небудь з очевидців. Життя виникла пізніше, ніж утворилися Сонце і планети, що само по собі і не дивує нікого. У той же час, вчені мають цілком чітке уявлення про все, що сталося завдяки вивченню непрямих свідчень небесних тіл. Виявляється, все в Сонячній системі носить відбиток тих давніх звершень.

З давніх-давен відбувалися спроби окреслити народження Сонячної системи або, хоча б, Землі. Ці гіпотези, з часом, не витримували критики. Спостереження Сонця, Місяця, планет і Всесвіту взагалі говорило про неспроможність тієї чи іншої версії краще будь-якого живого свідка. Найбільша помилка, що ми пробачимо великим умам античного світу, полягало в тому, що вони вважали Землю центром світу, а часом, Землю зовсім навіть не кулясту. Важко чекати вірних суджень про походження Землі, Сонця, планет від людей, які не знають вірного "стану речей". В наш час, гіпотеза про народження Сонячної системи повинна пояснювати всі ті спостережувані факти, які накопичилися за століття. І далі ми опишемо обставини існування Сонця, Місяця, планет, їх супутників і малих тіл Сонячної системи, які обов'язково повинна не обійти увагою сучасна модель народження планетної системи.

Багато що з того, що зараз буде сказано, вже було порушено тут , Так що можете поцікавитися.

Отже, астрономічні спостереження говорять нам про те, що:

1. Всі планети і переважна число астероїдів обертаються навколо Сонця в одну сторону, здійснюючи свій шлях по майже кругових орбітах (останнє невірно для Плутона і Меркурія );

2. Всі планети, крім Венери , урану , і Плутона обертаються навколо своєї осі в ту ж сторону, в яку рухаються по своїй орбіті ;

3. Майже все супутники навколо своїх планет також дотримуються сталість обертання в одну сторону, однак, тут винятків набагато більше;

4. Орбіти планет розташовані поблизу однієї площини, близької до площини екватора Сонця;

5. Середні відстані від Сонця до планет підкоряються закону Тициуса-Боде , За винятком відстаней до Нептуна і Плутона;

6. Площини орбіт супутників, за кількома винятками, збігаються або близькі до площини екватора своїх планет;

7. Планети розділилися на дві групи: земну і гігантів, при цьому, перші менше за розмірами і масою, у них мало супутників, більше щільність, особливий хімічний склад і вони розташовані ближче до Сонця;

8. Планети земної групи, що мають тверду поверхню, за формою близькі до кулі; подібне ж властивість є і у планет-гігантів, які, однак, більше сплюснені біля полюсів і твердої поверхні не мають;

9. Б'ольшая частина астероїдів розташувалася між орбітами Марса і Юпітера , А також за орбітою Нептуна;

10. Майже всі комети мають витягнуті орбіти, іноді навіть параболічні і гіперболічні. Ці орбіти можуть бути по-різному орієнтовані в просторі;

11. На Сонці доводиться майже вся маса Сонячної системи, проте, момент кількості руху її майже весь "дістався" планет.

Наука, що займається питаннями освіти і існування небесних тіл, називається космогонією. Саме ця наука висуває гіпотези зародження і розвитку Сонячної системи - деякого зборів небесних тіл. Ці гіпотези називають космогонічними.

Від газопилового диска до планет

В середині 20-го століття Отто Юлійович Шмідт, радянський учений, виклав теорію, яка і до цього дня лежить в основі уявлень людини про походження планетної системи, нашої і будь-який їй подібної.

Надсилаючи Вас до цій сторінці , Ми не станемо тут поширюватися на тему виникнення навколо молодого Сонця газопилового диска. Обмовимося лише, що диск цей являв собою залишок того хмари, з якого виникло саме Сонце. Ще на ранніх стадіях виникнення цієї хмари воно набуло обертання, завдяки якому виник саме обертається сплюснутий диск, а не кулю.

Початковий диск на 98-99% складався з водню і гелію. Інші елементи були представлені в незначній кількості, проте саме з їх наявністю сьогодні пов'язують виникнення планет.

При охолодженні хмари тугоплавкі речовини (такі як залізо, кремній, титан, нікель, їх сполуки та ін.) Починали конденсуватися в пилинки. Конденсуватися означає переходити з газоподібного стану в тверде або рідке. Освіта роси, запотівання скла є наслідком конденсації водяної пари при охолодженні повітря. Але для конденсації таких газів як водень і гелій знадобилися б настільки низькі температури і високий тиск, що в природних умовах газопилової хмари такий конденсації ніколи б не сталося. Крім того, в допланетного хмарі не було відповідних умов для існування більшості речовин в рідкому стані, тому гази, важчі, ніж гелій і водень, відразу утворювали тверді частинки, минаючи рідку фазу. Так само, наприклад, ведуть себе пари води на Марсі.

Завдяки відносно великій масі, порошинки прагнули придбати більш стійкий рух, переміщаючись до центру диска. Поступово утворився тонкий пиловий диск всередині товстого газопилового. З охолодженням хмари, число і розміри пилинок росли, щільність пилового диска збільшувалася, а інша частина початкового диска ставала все розрідження. Зрештою, пиловий диск став у багато разів тонше свого діаметра.

Склад цього пилового диска був неоднаковий в різних його частинах і залежав від відстані до Сонця. Внутрішні прогріті Сонцем області складалися майже тільки з пилинок тугоплавких речовин. З віддаленням від центрального світила температура падає, і все більше речовин могло утворювати тверді частинки. Водяна пара, наприклад, судячи з сучасним дослідженням, могли активно переходити в лід тільки десь в районі орбіти Юпітера. З віддаленням від Сонця падала також і щільність диска. У той же час, сонячний вітер видуває легкі молекули газу з внутрішніх частин Сонячної системи швидше, ніж із зовнішніх. Через це газ незабаром майже покинув близькі до Сонця області.

Поступове охолодження хмари сприяло утворенню незліченної кількості з'єднань, здебільшого входили до зростаючі пилинки. За законами фізики, гази "охочіше" конденсуються саме на вже існуючих порошинки і менш "охоче" утворюють нові.

На час, коли завершилося освіту тонкого пилового диска, його щільність в десятки разів перевищувала щільність навколишнього газу. Розміри твердих частинок досягли декількох сантиметрів. Диск став, як кажуть, гравітаційно нестійким: випадкові ущільнення в ньому не розсіювалися, а навпаки зростали, а розрідження - спустошувалися за рахунок збільшення ущільнень. Цей процес завершився утворенням мільйонів тел розміром в декілька кілометрів. Такі тіла і стали зародками планет. Їх назвали планетезималями. Склад їх був неоднаковий, у відповідність з температурними умовами і щільністю початкового диска, які, нагадаємо, залежали від відстані до Сонця.

Протягом наступних кількох сот мільйонів років йшов зростання найбільших допланетних тел, що супроводжувалося руйнуванням малих. Малі допланетного тіла також викидалися з Сонячної системи гравітаційним впливом масивних планетезималей.

Зростання майбутнього Юпітера йшов швидше за все: він перебував в тій області Сонячної системи, де вже утворювалися крижані водні частинки. Вони-то і сприяли швидкому початкового росту гіганта. Другою важливою обставиною зростання Юпітера, яка дала йому перевагу перед іншими планетами-гігантами, було ближче його розташування до Сонця, де щільність пилового диска була вище. зародки Сатурна , Урана і Нептуна через меншу щільність диска в районах їх утворення відстали в рості від Юпітера. Юпітер встиг увібрати в свою атмосферу величезну кількість газу, поки той ще не був розсіяний сонячним вітром. Сьогодні ми бачимо, що Юпітер більше всіх інших планет разом узятих по масі.

Планети земної групи, хоча і утворювалися в найщільнішою частини допланетного диска, не змогли стати самими масивними планетами Сонячної системи. Близько до Сонця через високу температуру і щільних потоків сонячного вітру тверді частинки утворювалися без особливого ентузіазму. А важкі речовини (залізо і кремній) в початковому хмарі, як ми пам'ятаємо, були в явній меншості.

Так Сонячна система отримала маленькі планети навколо Сонця, що складаються, в основному з кремнію, заліза і їх з'єднань. Серед цих планет тільки Венера і Земля мають достатні масами, щоб утримувати біля себе атмосферу, та й то складається лише з важких газів, молекули яких не так моторні. Тому Місяць і Меркурій майже не мають газової оболонки, а Марс майже всю її вже втратив.

Планети-гіганти мають тверді ядра в 2-3 маси Землі і потужну газову оболонку. Після того, як зародки цих планет досить виросли, щоб утримувати молекули газу, вони створили собі газову одяг. Так як газу з кожним роком ставало все менше, атмосфери планет-гігантів розвинулися по-різному. Першим виріс зародок Юпітера, йому і дісталося більше за інших. На час, коли потрібну масу знайшов Сатурн, газу залишилося значно менше, і тепер Сатурн втричі поступається по масі Юпітера. Уран і Нептун ще в шість разів бідніші своїми атмосферами. У той же час, атмосфери гігантів відрізняються і за хімічним складом. Поки на самоті швидко ріс Юпітер, Сонце ще не встигло витіснити легкі гелій і водень з його околиць. Відстав на десятки мільйонів років Сатурн придбав атмосферу з більш значним вмістом важких газів: гелію і водню залишалося небагато. Уран і Нептун взагалі встигли до шапкобрання: лише десята частина їх атмосфер доводиться на легкі гази, зате вдосталь аміак, метан і все та ж вода.

Виникнення супутників планет

В ході утворення планет планетезимали і менші частки стикалися один з одним. Якщо таке зіткнення відбувалося поблизу майбутньої планети, то зіткнулися тіла (незалежно від їх розмірів) могли настільки сильно втратити свою швидкість, що їх рух навколо Сонця ставало неможливим. Потрапляючи під вплив масивної планети, вони залучалися в обертання навколо неї. Так близько великих планет утворювався обертається рій частинок. Його доля нагадувала долю пилового диска.

Більшість частинок впало на планету, як і більшість тіл допланетного диска впало на Сонце. Але деяка частка речовини пішла на освіту супутників планет, як і в разі допланетного диска не обійшлося без утворення планет. Історія повторювалася в менших масштабах. Ось тільки освіту супутників йшло швидше. Супутники так само вважають за краще орбіти, що лежать в площині екватора планети, як і планети, вважають за краще рухатися навколо Сонця, не віддаляючись сильно від площини сонячного екватора. У цій площині орбіти найбільш гравітаційно стійкі.

Супутники іноді стикалися з-за того, що під впливом планети і Сонця, їх орбіти починали перетинатися. Деякі з існуючих зараз супутників цілком можуть являти собою "повторні" тіла, зруйновані в минулому і які зібралися в єдине ціле знову. Руйнування супутників при взаємних зіткненнях або зіткненнях з іншими тілами призвело і до того, що сьогодні деякі пари або навіть трійки супутників обертаються по одній орбіті. Приклад - Телесто, Каліпсо і Тефия (супутники Сатурна).

Супутники Меркурія і Венери, могли або не існувати зовсім, або давно в минулому впасти на планету, або, теж не виключено, покинули околопланетную орбіту під впливом Сонця. Десь навіть виникала теорія про те, що Меркурій - в минулому, супутник Венери.

Місяць виникла з навколоземного масивного рою частинок. Ось тільки освіту його сприймається вченими неоднозначно. Деякі дотримуються загального погляду на освіту супутників планет, інші вважають, що Місяць зібралася з тієї речовини, яка була викинута з поверхні Землі при зіткненні нашої планети в ті небезпечні часи з великим, що не менше Марса, тілом.

Супутники Марса настільки сильно нагадують собою типові астероїди, що у вчених виникла спокуса вважати їх і справді астероїдами, захопленими Марсом. Благо Марс дійсно розташований поруч з поясом астероїдів, про які мова ще попереду. Але все це ще вимагає досліджень і доказів.

Катастрофи, такі як зіткнення двох масивних тіл, на початку життя планетної системи були рідкісною подією. Але велика кількість носяться туди-сюди тел, все ж, робили такі зіткнення в тисячі і мільйони разів більше ймовірними, ніж в наші дні. Можливо, свій відбиток залишили зіткнення в тому, що Уран обертається на боці разом зі своїми супутниками і кільцями, а Венера обертається в зворотну сторону. В протилежну звичайному напрямку сторону обертається навколо своєї осі Тритон, деякі супутники інших планет настільки ж недосконалі. Деякі з зовнішніх супутників планет-гігантів, можливо, були захоплені цими планетами, коли пролітали необережно близько. Такі прибульці, наприклад, супутник Юпітера Феба, часто обертаються навколо планети у зворотному напрямку.

Кільця планет - залишки того самого речовини, яке йшло на будівництво супутників. Також ці кільця можуть поповнюватися час від часу руйнуванням якогось дрібного супутника, які потрапили під потужне приливної вплив планети. Відбуваються виверження на Іо також вносять свій внесок в існування слабо вираженого кільця Юпітера.

Освіта астероїдів

Пояс астероїдів утворився там, де не змогла народитися планета. По сусідству раніше встиг вирости гігант-Юпітер, він-то і заважав часткам зібратися воєдино. Раніше в поясі астероїдів було набагато більше речовини. Однак, з часом, через зіткнень, впливу Сонця і Юпітера пояс помітно порідшав. Загальної маси астероїдів не вистачить і на нову Місяць.

Освіта комет

Комети є тими крижаними тілами, які залишилися без роботи при розвитку планет. Гравітаційним впливом молодих планет-гігантів кометні ядра були викинуті далеко за межі орбіти Плутона, де і утворюють хмару Оорта. Там їх може бути мільярди. Орбіти комет представляють, тим самим, витягнуті еліпси. За законами Кеплера подавляюще більшу частину часу кометні ядра проводять саме далеко від планет і Сонця. Лише ненадовго вони наближаються до центру Сонячної системи. Потрапивши під впливу все тих же гігантів, комети можуть перейти на менш витягнуті орбіти. Так з'являються періодичними комети.

Походження метеорних тіл

Одні метеорні тіла утворилися і утворюються при руйнуванні комет, інші метеорні тіла є архаїчними залишками того хмари, з якого виникали планети, треті - осколками астероїдів.

Так, в загальних словах, утворилася Сонячна система, якщо довіряти сьогоднішнім знань. У цю теорію можуть бути, в подальшому, внесені поправки. Можливо, що все, що ми виклали тут, і невірно. Чітке розуміння такої можливості і рухає розвиток науки. Так чи інакше, геологічні дослідження (піддані всілякої критики) показують, що планета Земля виникла 4,5 мільярда років тому. З тих пір багато води утекло ...