Известный немецкий философ Иммануил Кант (XVIII век) считает­ся создателем первой научной гипотезы о происхождении Солнечной системы. По мнению И. Канта, Солнечная система возникла из ог­ромного облака мелких твердых холодных частиц, взаимно притя­гивающих друг друга. В этом хаотическом облаке, как считал Кант, должны были рано или поздно образоваться отдельные сгущения, постепенно уплотняющиеся за счет падающих на них новых частиц. Самое большое из сгущений стало Солнцем, а меньшие — планетами.

Гипотеза Канта с современной точки зрения выглядит весьма наивной. Она не могла объяснить различные особенности Солнечной системы, поэтому не получила широкого распространения, хотя ее основная идея — конденсация планет из холодного распыленного вещества — используется и в современной космогонии — разделе естествознания, изучающем происхождение и развитие космических тел.

Гипотезу Канта сменила выдвинутая известным французским ученым Лапласом (XVIII век) гораздо более обоснованная гипоте­за. Лаплас предполагал, что Солнце и планеты образовались из огромной раскаленной вращающейся газовой туманности. Под влиянием холода окружающего ее мирового пространства туман­ность сжималась, при сжатии угловая скорость ее вращения увели­чивалась, а сама туманность постепенно сплющивалась. Благодаря большой скорости вращения туманности от нее вдоль ее экватора одно за другим начали отделяться газовые кольца, которые затем сгустились в планеты. Что же касается центрального сгустка туман­ности, то он постепенно превратился в Солнце. Гипотеза Лапласа просуществовала около полутора веков. Как и гипотеза Канта, она сыграла большую положительную роль в естествознании, так как на ее примере была доказана возможность объяснять происхожде­ние небесных тел без помощи сверхъестественных сил.

В начале XX века гипотеза Лапласа была подвергнута справед­ливой критике, которая показала ее несостоятельность с точки зре­ния науки нашего века. В частности, было доказано, что от вра­щающейся газовой туманностн газ будет отделяться непрерывно, а не в виде колец, и если бы даже отделились газовые кольца, то он: рассеялись бы в пространстве, а не сгустились в планеты.

После крушения гипотезы Лапласа некоторые зарубежные уче­ные пытались выдвинуть разнообразные гипотезы о происхождении Земли и планет. Однако все эти гипотезы очень быстро вступали в противоречие с фактами и отвергались как несостоятельные. Лишь с 1943 г. советские ученые начали вносить некоторую ясность в этог очень сложный вопрос. Трудность космогонических проблем обуслов­лена колоссальной продолжительностью жизни небесных тел, т.е. их пребыванием в характерном для них состоянии. Так, возраст Земли близок к 5 млрд. лет.

Исследование ископаемых растений показало, что излучение Солнца за сотни миллионов лет практически не изменилось. Это зна­чит, что возраст Солнца намного превышает возраст Земли. Так как Солнце еще весьма далеко от погасания и его самосвечение бу­дет продолжаться еще по крайней мере миллиарды лет, продолжи­тельность жизни Солнца и многих звезд должна измеряться многи­ми миллиардами лет.

По сравнению со всеми этими сроками продолжительность жиз­ни не только отдельного человека, но и всего человечества в целом кажется мигом. Телескоп был изобретен всего лишь три с полови­ной века назад, а ведь только с помощью телескопа стало возмож­ным изучение физической природы небесных тел. Эволюционные из­менения небесных тел, несомненно, происходят, но во многих слу­чаях так медленно, что непосредственно заметить их мы не в состоянии. В этом основная трудность космогонических проблем. Есть, однако, и другие затруднения. В частности, планетная система известна нам лишь в единственном экземпляре. Планетные системы других звезд пока недоступны непосредственному наблюдению. Сле­довательно, сравнить между собой несколько планетных систем, на­ходящихся на разных стадиях развития, и сделать вывод о их про­исхождении современная космогония не может.

Несмотря на все эти трудности, научная космогония прогрессив­но развивается. Как и всякая наука, она идет от гипотезы к гипо­тезе, сохраняя все ценное от каждой из них. Характерно, что космо­гонические гипотезы постепенно усложняются и стремятся объяснить возможно больше наблюдаемых фактов. Нет сомнения, что со вре­менем будут созданы строго и всесторонне обоснованные научные теории, подобные, например, теории эволюции органического мира на Земле.

Начиная с 1943 г. группа советских ученых во главе с акад. О. Ю. Шмидтом разработала стройную космогоническую гипотезу, основанную на новейших достижениях современного естествознания.

По гипотезе Шмидта, наше Солнце много миллиардов лет назад было окружено исполинским «протопланетным» облаком, со­стоящим из холодной пыли и частичек замерзших газов. Составляю­щие облако частицы вещества обращались вокруг Солнца. Их было много, они часто сталкивались, и при столкновении часть их энергии безвозвратно излучалась в форме тепла. В конце концов, теряя энергию и испытывая взаимное тяготение, частицы, падая друг на друга, как бы «слипались», образуя постепенно растущие сгущения — за­родыши будущих планет. При этом «протопланетное» облако посте­пенно сплющивалось, а конденсирующиеся «протопланеты» приобре­тали все более и более круговые орбиты. Последний процесс был вызван тем, что при «слипании» частиц «протопланетного» об­лака элементы их .орбит (величины, характеризующие форму, размеры орбит и их положение в пространстве) осреднялись, поэтому чем крупнее получалась планета, тем больше ее ор­бита походила на окружность. Прошло очень много времени, прежде чем «протопланетное» облако «сгустилось» в современные планеты.

Таким образом, по гипотезе Шмидта, наша Земля и другие планеты сконденсировались из множества твердых холодных частиц и, следовательно, никогда не были целиком в огненно-жидком, рас­каленном состоянии.

Дальнейшая эволюция Земли выразилась в перемещениях со­ставляющих ее масс вещества. Тяжелые массы спускались к центру Земли, выдавливая на ее поверхность более легкие породы. Этот процесс перераспределения масс происходит и сейчас, выражаясь в грозном явлении землетрясений.

В поверхностных слоях Земли, где скопились радиоактивные вещества, выделялось и выделяется (при радиоактивном распаде) значительное количество тепла. В недрах Земли образуются очаги расплавленного вещества, откуда через жерла вулканов на земную поверхность извергается лава.

Гипотеза Шмидта объясняет основные закономерности Солнеч­ной системы — формы, размеры и расположение планетных орбит, распределение планет в пространстве в связи с их массой и многое другое. В частности, она сумела объяснить разделение планет на две группы — планеты земного типа и планеты-гиганты. Первые образовались из близких к Солнцу частей «протопланетного» обла­ка. В этом случае под действием солнечного тепла частички льдов (воды, метана, аммиака), входящих в состав облака, испарились (точнее, сублимировались), и планеты получились небольшие, со­стоящие в основном из тугоплавких элементов. Вдалеке от Солнца условия благоприятствовали формированию огромных планет, со­стоящих в основном из легких элементов.

О. Ю. Шмидту удалось теоретически объяснить закон планет­ных расстояний, т. е. связь радиуса орбиты планеты е ее номером (в порядке удаления от Солнца). По мнению О. Ю. Шмидта, «протопланетное» газово-пылевое облако было захвачено Солнцем при его движении вокруг центра нашей звездной системы Галактики. Хотя на частном примере О. Ю. Шмидт показал принципиальную возможность захвата, сама идея о захвате «протопланетного» обла­ка теоретически была плохо обоснована, и эта часть гипотезы Шмидта оказалась самой слабой.

В рамках гипотезы Шмидта плохо разработан вопрос о проис­хождении спутников планет, например Луны, которая обладает от­носительно большой массой и вместе с Землей образует двойную планету. Остались необъясненными обратное вращение Венеры, по­ложение оси вращения Урана и ряд других деталей, пусть второ­степенных, но требующих все-таки объяснения.

Более существенно то, что осталась непонятной главная особен­ность Солнечной системы — «неестественное» распределение момента количества движения между Солнцем и планетами. Солнце враща­ется вокруг оси очень медленно, и потому из общего «запаса дви­жения» (т. е. момента количества движения) Солнечной системы на его долю приходится лишь 2 %. Откуда у планет остальные 98 % «запаса движения» — неясно.

Для расслоения Земли на тяжелое ядро и более легкие внеш­ние оболочки требуется, чтобы вязкость первичного ее вещества (а значит, и ее температура) была значительной. Расчеты показыва­ют, что одна радиоактивность такой разогрев дать не может. После­дователи О. Ю. Шмидта (в частности, В. С. Сафронов) полагают, что на первичную Землю падали тела астероидных размеров (до 1000 км в поперечнике) и их удары разогрели внешние слои первич­ной Земли до 1500 °С.

Надо заметить, что это объяснение малоубедительно. Во-первых, оно количественно пока плохо обосновано, а во-вторых, неясно, от­куда взялись бомбардирующие Землю тела астероидных размеров, если Земля и планеты уже в основном сформировались, т. е. вещест­во «протопланетного» облака было исчерпано.

В гипотезе Шмидта Солнцу отводилась в основном чисто меха­ническая роль — динамического центра Солнечной системы. Между тем в настоящее время почти все космогонисты пришли к выводу, что происхождение Земли и планет следует рассматривать в тесной связи с происхождением Солнца.

Похожие статьи:

1. Наблюдение планет земной группы
2. О движениях земной коры
3. Система Ипсилон Андромеды
4. Земля и ее спутник Луна
5. Как отличить планеты от звезд