Гипотезы возникновения Солнечной системы Солнечная система

Солнце – единственная звезда Солнечной системы, вокруг которой обращаются другие тела.

Солнце — плазменный шар (плотность — 1,4 г/см3), хорошо нагретый (температура поверхности 6000°). Имеет корону, в которой находятся факелы, протуберанцы. Излучение Солнца — солнечная активность — имеет цикл 11 лет. При максимуме солнечной активности на Солнце особенно много пятен.

Источником солнечной энергии, по-видимому, являются термоядерные реакции превращения водорода в гелий, о чем свидетельствует наличие этих элементов в солнечной хромосфере. Первым теоретические расчеты необходимой для ядерной реакции температуры произвел Артур Эддингтон. Немецкий физик Ганс Бете (Нобелевская премия 1967 г.) рассчитал реакции термоядерного синтеза гелия из водорода на Солнце, но прямых подтверждений пока нет, так как отсутствуют данные о внутреннем строении Солнца.

Скорость движения Солнца вокруг оси галактики — 250 км/сек. Солнечная система совершает один полный оборот вокруг галактического центра за 180 млн/лет. Ближайшие к Солнцу звезды Проксима-Центавра и Сириус.

Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг Солнца.

Солнечная система состоит из 9 планет: Меркурия, Венеры, Земли, Марса,/Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона. Все планеты движутся в одном направлении, в единой плоскости (за исключением Плутона) по почти круговым орбитам. От центра до окраины Солнечной системы (до Плутона) 5,5 световых часов. Расстояние от Солнца до Земли 149 млн. км, что составляет 107 его диаметров.

            Возраст    солнечной    системы,    зафиксированный    по    древнейшим

метеоритам, около 5 млрд. лет. Общепринята гипотеза, по которой Земля и все планеты сконденсировались из космической пыли, расположенной в окрестностях Солнца. Предполагается, что частицы пыли состояли из железа с примесью никеля, либо из силикатов, в состав которых входит кремний. Газы тоже присутствовали, и они конденсировались, образуя органические соединения, в состав которых входит углерод. Затем образовались углеводороды (соединения углерода с водородом) и соединения азота.

Вопросами происхождения планет Солнечной системы занимается наука космогония. Полного и исчерпывающего ответа на этот вопрос наука не дает.

К настоящему времени известны многие гипотезы о происхождении Солнечной системы. Рассмотрим некоторые из этих гипотез.

Гипотеза И. Канта

Иммануил Кант - (1724 – 1804) — великий немецкий философ, профессор университета в Кёнигсберге (современный Калининград, Россия). В 1747 – 1755 гг. разработал гипотезу о происхождении Солнечной системы из первоначальной туманности, которую изложил в книге «Всеобщая естественная история и теория неба». В 1794 г. был избран почётным иностранным членом Петербургской академии наук.

Немецкий учёный Иммануил Кант предположил, что Солнечная система произошла из гигантского холодного пылевого облака. Частицы этого облака находились в постоянном беспорядочном движении, взаимно притягивали друг друга, сталкивались, слипались, образуя сгущения, которые стали расти и со временем дали начало Солнцу и планетам.

Гипотеза П. Лапласа

Пьер Симон Лаплас - (1749–1827) — французский учёный. Самостоятельно изучал математику, механику и астрономию, в которой достиг наибольших успехов.  Он подробно исследовал движение небесных тел (Луны, Юпитера, Сатурна) и дал ему научное объяснение. Его гипотеза о происхождении планет просуществовала в науке почти столетие. Был членом французского Географического общества.

Пьер Лаплас, французский астроном и математик, предложил свою гипотезу, объясняющую образование и развитие Солнечной системы. По его мнению, Солнце и планеты возникли из вращающегося раскалённого газового облака. Постепенно остывая, оно сжималось, образуя многочисленные кольца, которые, уплотняясь, создали планеты, а центральный сгусток превратился в Солнце.

Несмотря на такое различие между двумя рассматриваемыми гипотезами, обе они исходят от одной идеи – Солнечная система возникла в результате закономерного развития туманности. И поэтому такую идею иногда называют гипотезой Канта–Лапласа.

Эта гипотеза получила название небулярной (от лат nebula - туманность) гипотезы Канта-Лапласа. Поскольку формирование колец и планет происходило в условиях вращения туманности и действия центробежных сил, эта гипотеза называется еще и ротационной (лат. rotatio - вращение).

Гипотеза Д. Джинса

Джеймс Хопвуд Джинс - (1877 – 1946) — английский физик и астрофизик. С середины 1910-х годов интересы Джинса сосредоточились на астрофизике. В 1914 – 1916 годах он занимался задачей о равновесии жидких вращающихся масс и проанализировал пути эволюции быстро вращающегося жидкого тела. Один из выводов, к которому пришёл Джинс, состоял в том, что планетная система может образоваться из вращающейся массы газа.

Гипотеза Канта-Лапласа не могла объяснить также и тот факт, что момент количества движения (кинетический момент) планет почти в 50 раз больше момента количества движения Солнца, а это противоречит закону сохранения кинетического момента. Для разрешения этого противоречия появились так называемые «катастрофические гипотезы», к которым относится приливная гипотеза Джинса.

В начале прошлого столетия английский учёный Джеймс Джинс выдвинул гипотезу, которая так объясняла образование планетной системы: когда-то вблизи Солнца пролетала другая звезда, которая своим тяготением вырвала из него часть вещества. Сгустившись, оно дало начало планетам.

Гипотеза Х. Альвена. 

Ханнес Улоф Йёста Альвен (1908-1995) – шведский физик и астрофизик,

профессор Высшей технической школы в Стокгольме, член Шведской академии наук, иностранный член АН СССР. В 1934 году преподавал физику в университете Уппсалы и в 1940 году стал профессором по теории электромагнетизма и электрических измерений в Королевском технологическом институте в Стокгольме. В 1970 г. за исследования в области магнитогидродинамики X. Альвену была присуждена Нобелевская премия, а в 1971 г. за выдающиеся достижения в области естественных наук – Золотая медаль имени М. В. Ломоносова.

Из гипотез происхождения солнечной системы наиболее известна электромагнитная гипотеза шведского астрофизика X. Альвена, усовершенствованная Ф. Хойлом. Альвен исходил из предположения, что некогда Солнце обладало очень сильным электромагнитным полем. Туманность, окружавшая светило, состояла из нейтральных атомов. Под действием излучений и столкновений атомы ионизировались. Ионы попадали в ловушки из магнитных силовых линий и увлекались вслед за вращающимся светилом. Постепенно Солнце теряло свой вращательный момент, передавая его газовому облаку.

Слабость предложенной гипотезы заключалась в том, что атомы наиболее легких элементов должны были ионизироваться ближе к Солнцу, атомы тяжелых элементов—дальше. Значит, ближайшие к Солнцу планеты должны были бы состоять из наилегчайших элементов — водорода и гелия, а более отдаленные—из железа и никеля. Наблюдения говорят об обратном.

Гипотеза Ф. Хойла

Фред Хойл (1915 —2001) — известный британский астроном и космолог. Член Лондонского королевского общества (1957), иностранный член Национальной академии наук США (1969). Автор нескольких научнофантастических романов.

Чтобы преодолеть эту трудность, английский астроном Ф. Хойл предложил новый вариант гипотезы. Солнце зародилось в недрах туманности. Оно быстро вращалось, и туманность становилась все более плоской, превращаясь в диск. Постепенно диск начинал тоже разгоняться, а Солнце тормозилось. Момент количества движения переходил к диску. Затем в нем образовались планеты. Если предположить, что первоначальная туманность уже обладала магнитным полем, то вполне могло произойти перераспределение углового момента.

Гипотеза О. Шмидта

Отто Юльевич Шмидт - (1891–1956) родился в городе Могилёве. Окончил Киевский университет. Долгие годы работал в Московском университете. О. Ю. Шмидт был крупным математиком, географом, астрономом, участвовал в организации дрейфующей научной станции «Северный полюс–1». Его именем названы остров в Северном Ледовитом океане, равнина в Антарктиде, мыс на Чукотке.

Наш соотечественник, известный учёный Отто Юльевич Шмидт, в 1944

г. предложил свою гипотезу образования планет. Он полагал, что миллиарды лет назад Солнце было окружено гигантским облаком, которое состояло из частичек холодной пыли и замёрзшего газа. Все они обращались вокруг Солнца. Находясь в постоянном движении, сталкиваясь, взаимно притягивая друг друга, они как бы слипались, образуя сгустки. Постепенно газовопылевое облако сплющивалось, а сгустки стали двигаться по круговым орбитам. Со временем из этих сгустков и образовались планеты нашей Солнечной системы.

Современные представления о возникновении Солнца и планет

Сегодня учёные предполагают, что Солнце и планеты возникли одновременно из межзвёздного вещества — частиц пыли и газа. Это холодное вещество постепенно уплотнялось, сжималось, а затем распалось на несколько неравных сгустков. Один из них, самый большой, дал начало Солнцу. Его вещество, продолжая сжиматься, разогревалось. Вокруг него образовалось вращающееся газово-пылевое облако, которое имело форму диска. Из плотных сгустков этого облака возникли планеты, в том числе и наша Земля.

В настоящее время ученые склоняются к различным вариантам небулярной гипотезы. Получены интересные результаты на численных моделях с использованием мощных ЭВМ. Ожидается, что новый свет на загадку образования Солнечной системы прольют дальнейшие исследования планет земной группы и планет-гигантов с помощью автоматических космических станций.

Солнечная система и ее происхождение изучаются во многих известных институтах мира.

Проходящие ежегодно международные конгрессы включают в программу обязательное обсуждение этого вопроса, а в дискуссиях уже неоднократно принимали участие ведущие российские специалисты из Геофизического института при Академии наук. Углубленным исследованиям по теме «Солнечная система и ее происхождение» отводится важное место, а средства для их проведения выделяются из государственного бюджета.

Наступит момент, и благодаря неустанным трудам ученых завеса тайны приоткроется, чтобы население Земли смогло узнать еще больше о происхождении нашей удивительной планеты.