Планетезимальная теория - Вселенная - От плоской Земли до квазаров

Вселенная

От плоской Земли до квазаров
Главная


Земля


Солнечная система


Звезды


Галактика


Размеры Галактики


Другие галактики


Возраст Земли


Энергия Солнца


Типы звезд


Эволюция звезд


Взрывы звезд


Эволюция галактик


Удаляющиеся галактики


Наблюдаемая Вселенная


Начало Вселенной


Бомбардировка частицами


Фотоны большой энергии


Радиоастрономия


Окраины Вселенной



Планетезимальная теория

Когда к 1920 г. было твердо установлено, что возраст Земли исчисляется несколькими миллиардами лет, естественно, возник вопрос о возрасте Солнца. Если небулярная гипотеза давала правильную картину возникновения и развития солнечной системы, то отсюда следовало, что самыми старыми планетами были внешние, самыми молодыми — внутренние, а Солнце в своей нынешней форме было моложе любой планеты. Если принять возраст Земли в 4,7 миллиарда лет, то Солнце, согласно этой гипотезе, должно было быть несколько моложе 4,7 миллиарда лет, хотя, возможно, и не намного.
К несчастью, вопрос решался далеко не так просто, потому что небулярная гипотеза, господствовавшая на протяжении XIX в, вышла из моды уже в самом начале XX в.
Камнем преткновения для небулярной гипотезы явился момент количества движения. Согласно этой гипотезе, вначале существовало огромное скопление пыли и газа, обладавшее определенным запасом момента количества движения. Далее предполагался процесс постепенного сгущения, сопровождавшийся непрерывным увеличением скорости вращения всего облака, от которого затем одно за другим начали отделяться газово-пылевые кольца. Однако небулярная гипотеза даже не пыталась объяснить, как распределялся момент количества движения между кольцами, из которых образовывались планеты, и основной частью облака, продолжавшего сгущаться в Солнце.
В 1900 г. американский геолог Томас Краудер Чемберлин (1843—1928) очень тщательно изучил динамику вращающейся туманности. Он установил, что, если бы туманность выбрасывала кольца вещества с экватора и продолжала при этом сжиматься, практически весь момент количества движения остался бы у основной ее части, а кольцу досталась бы лишь ничтожная его часть. Если бы такое кольцо могло затем сгуститься в планету (процесс, как выяснилось, весьма сомнительный), то эта планета имела бы лишь очень малый момент количества движения. В конечном счете возникла бы такая солнечная система, в которой центральное светило — Солнце — содержало бы почти весь момент количества движения системы, а потому вращалось бы вокруг своей оси чрезвычайно быстро — с периодом в половину земных суток Момент же количества движения планет был бы так мал, что они вряд ли смогли бы удержаться на какой-нибудь постоянной орбите.
Однако эта картина не имеет ничего общего с подлинной картиной солнечной системы. На самом деле один Юпитер, на долю которого приходится примерно 0,1% массы солнечной системы, содержит полных 60% всего ее момента количества движения. Хотя диаметр Юпитера в 11 раз больше диаметра Земли, период вращения этой огромной планеты равен 10 час, т. е. он в два с лишним раза меньше земного. Прибавьте сюда остальные планеты и мелкие тела системы (все они вместе взятые содержат менее 0,1% ее массы), и окажется, что суммарный момент количества движения планет составляет 98% всего момента количества движения солнечной системы. На долю же Солнца, чья масса превышает 99,8% всей массы солнечной системы, приходится только 2% ее общего момента количества движения, и оно вращается вокруг своей оси с царственной медлительностью, делая один оборот за 24,65 суток.
Каким образом могла туманность передать в процессе сжатия почти весь свой момент количества движения отделившимся от нее крохотным кольцам? Чемберлин не мог найти этому правдоподобного объяснения. Он был вынужден сделать вывод, что момент количества движения был получен солнечной системой извне.
В 1906 г. Чемберлин совместно с американским астрономом Форестом Реем Мультоном предложил объяснение этого факта. Представьте себе для начала Солнце почти в нынешней его форме, но без планет. Возможно, оно и сгустилось из туманности, однако кольца от него не отделялись, а если и отделялись, то, не располагая достаточным моментом количества движения для того, чтобы остаться независимыми, постепенно упали на главное тело или рассеялись в пространстве. Как бы то ни было, Солнце пребывало в гордом одиночестве.
Представьте себе далее, что к Солнцу приблизилась какая-то звезда. Возникшие могучие силы тяготения вызвали бы на обеих звездах гигантские приливы. Возможно, из обеих звезд вырвались языки звездного вещества и образовали между ними временный «мост». Когда звезды проходили друг мимо друга, этот «мост» из звездного вещества неминуемо должен был начать быстро загибаться и приобрел бы момент количества движения за счет движения самих звезд.

Удаляясь, каждая звезда унесла с собой часть «моста», которая затем сгустилась в планеты. До сближения обе звезды вращались быстро и не имели планет, после сближения вращение их замедлилось, а вокруг них начали обращаться по орбитам планеты.
Возражения против небулярной гипотезы казались неопровержимыми, а теория Чемберлина — Мультона прекрасно ее заменяла. Она представлялась тем более привлекательной, что вместе с ней в астрономию входил почти биологический мотив. Ведь получалось, что планеты возникли как бы от брака двух звезд и что у Земли были отец и мать. Эта гипотеза царила почти 40 лет.

Рис. Планетезимальная гипотеза

Так как Чемберлин и Мультон считали, что вещество, вырванное из Солнца, быстро сгустилось в маленькие плотные тела — «планетезимали», которые в свою очередь слились в планеты, их гипотеза получила название планетезимальной.
В 1917 г. английские астрономы Джеймс Хопвуд Джипе (1877—1946) и Гарольд Джеффрис (род в 1891 г) разработали планетезимальиую гипотезу более подробно и высказали предположение, что «мост», возникший между звездами, имел сигарообразную форму. Из наиболее широкой средней части моста образовались гигантские планеты Юпитер и Сатурн, а за Сатурном и внутри орбиты Юпитера возникли небольшие планеты.

 
< Пред.