КАК ПРОИЗОШЛИ ЗЕМЛЯ И ДРУГИЕ НЕБЕСНЫЕ ТЕЛА

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 
170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 

Откуда взялись Земля, Солнце, Луна и зве­зды? Всегда ли они были такими, какими мы их сейчас видим?

Люди интересовались этими вопросами с давних пор, но правильно ответить на них было невозможно, потому что для этого надо было сначала узнать, что же эти светила собой пред­ставляют, как они движутся, какова их физи­ческая природа.

В древности под влиянием религиозных уче­ний складывались легенды о сотворении мира. В разных странах и в разное время эти легенды были различны, но всегда в них высказывалась одна и та же мысль: мир создан по воле сверхъ­естественных сил — богов — и с тех пор не из­меняется, а существует таким, каким был создан и каким мы его видим.

В эти легенды люди верили, потому что не знали действительных причин явлений приро­ды. Ведь только в XVIII в. был открыт вели­кий закон природы о сохранении вещества и движения. Может меняться только состояние веществ: например, водяной пар превращается в воду или вода превращается в лед, а сами ве­щества остаются. То же происходит и с энер­гией: например, энергия движения воды на гидроэлектростанции превращается в электри­чество, которое приводит в движение машины, освещает улицы города и т. д. Энергия не унич­тожается, она только меняет свою форму.

Не понимая и не зная этого, но наблюдая, как человек своим трудом может создавать раз­ные предметы, люди считали, что и весь мир сделан каким-то существом, но, конечно, су­ществом необычайно могущественным. Так и поддерживались различные легенды и рели­гиозные мифы о сотворении мира.

Но постепенно, начиная с великого откры­тия Коперника, накоплялись знания о строе­нии солнечной системы и звездного мира. Эти знания со временем и послужили основой для создания научных гипотез о происхождении небесных тел.

Научное предположение о происхождении Земли и других небесных тел впервые выдвинул немецкий философ И. Кант. Это было в 1755 г. В конце того же века, не зная ничего о мыслях Канта, к сходному заключению пришел французский ученый Лаплас.

Кант и Лаплас обратили внимание на то, что Солнце горячее, а Земля холодная и по своему размеру много меньше, чем Солнце. В то же время Земля — лишь одна из планет. Все планеты обращаются вокруг Солнца почти по окружностям, в одну и ту же сторону и поч­ти в одной и той же плоскости. Это составляет основные отличительные черты солнечной си­стемы, которые должны быть объяснены в пер­вую очередь.

Кант и Лаплас утверждали, что в природе все непрерывно изменяется, развивается. И Зем­ля и Солнце раньше были не такими, какие они сейчас, а составляющее их вещество существо­вало совсем в другом виде.

Лаплас обосновал свою гипотезу более убеди­тельно. Он считал, что когда-то солнечной систе­мы не было, а была первичная разреженная и

раскаленная газовая туманность с уплотнением в центре. Она медленно вращалась, и размеры ее были больше, чем теперь поперечник орбиты самой удаленной от Солнца планеты.

Притяжение частичек туманности друг к дру­гу приводило к сжатию туманности, к уменьшению ее размеров. По известному из опытов закону механики, при сжатии вращающегося тела скорость его вращения возрастает.

Вы можете в этом убедиться сами. Сядьте на легко вращающуюся табуретку и вертитесь, держа в вытянутых руках какую-либо тяжесть. Если затем вы прижмете руки к груди, то вра­щение ваше ускорится.

Но когда тело вращается быстрее, возрас­тает центробежная сила. Например, если вы вращаете камень, привязанный к веревке, слиш­ком быстро, веревка может лопнуть и камень оторвется.

Так и при вращении туманности большое количество частичек на ее экваторе (которые вращались быстрее, чем у полюсов) отрывалось, или, точнее, отслаивалось, от нее. Вокруг ту­манности возникало вращающееся кольцо. Вме­сте с тем туманность, шарообразная вначале, вследствие центробежной силы сплющивалась у полюсов и становилась похожей на линзу. По этой же причине сплющивается стальной обруч, надетый на ось и вращаемый на центро­бежной машине.

Все время сжимаясь и ускоряя свое враще­ние, туманность постепенно отслаивала от себя кольцо за кольцом, которые вращались в одну и ту же сторону и в одной и той же плоскости.

Но газовые кольца не могли быть везде одинаково плотными. Наибольшее из сгущений в каждом кольце постепенно притягивало к себе остальное вещество кольца. Так каждое коль­цо превращалось в один большой газовый клу­бок, вращавшийся вокруг своей оси. После этого с ним повторялось то же, что с огромной первичной туманностью: он превращался в сравнительно небольшой шар, окруженный кольцами, опять сгущавшимися в небольшие тела. Последние, охладившись, становились спутниками больших газовых шаров, обра­щавшихся вокруг Солнца и после затвердения превратившихся в планеты. Наибольшая часть туманности сосредоточилась в центре; она не остыла до сих пор и стала Солнцем.

Гипотеза Лапласа была научной, потому что она основывалась на законах природы, из­вестных из опыта, и прежде всего на законе все­мирного тяготения, действительно существую­щем в природе.

Однако после Лапласа были открыты новые явления в солнечной системе, которые его тео­рия не могла объяснить. Например, оказалось, что планета Уран вращается вокруг своей оси не в ту сторону, куда вращаются остальные планеты. Были лучше изучены свойства га-

зов и особенности движения планет и их спут­ников. Эти явления также не согласовались с гипотезой Лапласа, 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. При этом некоторые ученые за рубе­жом, так или иначе связанные с религией, не­редко предлагали такие гипотезы, которые по возможности были согласованы с религиозными представлениями о сотворении мира. Такие гипотезы, в противоположность гипотезам науч­ным, материалистическим, не двигают науку вперед, а ведут ее в тупик.

Материалистическая наука утверждает, что вещество существует вечно и вечно развивается без вмешательства несуществующих божеств. Опровергая псевдонаучные гипотезы, советские ученые наряду с прогрессивными учеными дру­гих стран упорно работают над решением труд­нейшего вопроса о происхождении солнечной системы и Земли.

Известный советский ученый акад. О. Ю. Шмидт (1891 —1956) предложил гипотезу, в разработке которой приняли участие астро­номы, геофизики, геологи и другие ученые. В своей гипотезе О. Ю. Шмидт, основываясь на ряде данных науки, пришел к выводу, что Земля и планеты никогда не были раскаленны­ми газовыми телами, подобными Солнцу и звез­дам, а должны были образоваться из холодных, твердых частиц вещества.

Если допустить, что некогда вокруг Солнца существовало колоссальное облако из газа и пыли, то в дальнейшем, по расчетам О. Ю. Шмид­та и его сотрудников, должно было происходить следующее. Бесчисленные частицы первона­чально двигались беспорядочно. Затем их орбиты делались круговыми и располагались примерно в одной и той же плоскости. При этом направление вращения частиц в какую-либо определенную сторону со временем начинало преобладать, и в конце концов все частички стали вращаться в одну и ту же сторону.

Так вместо первоначального беспорядочного движения частиц возникло стройное движение их всех в одном направлении. А это значит, что все газово-пылевое облако стало вращаться в одном определенном направлении. Если же у частичек вначале не оказалось бы такого пре­имущественного направления, по которому вра­щалось большинство их, то из них планеты об­разоваться не могли бы.

Но в результате столкновений частичек при первоначальном беспорядочном движении энер­гия их движения частично переходила в тепло и рассеивалась в пространство. До некоторой степени сходно с этим теряет свою энергию движения (т. е. уменьшает свою скорость) ру­жейная пуля, нагревающаяся при преодолении 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 когда частички собрались к одной пло­скости, расстояния между ними стали меньше и частички начали сильнее притягивать друг друга. Они объединялись, уплотнялись, при­чем особенно быстро росли в размере и в ве­се крупные частички. Они и притягивали к се­бе сильнее, и столкнуться с ними было легче.

Постепенно большая часть пылинок в блиноподобном облаке таким путем собралась в несколько гигантских комков вещества, ко­торые стали планетами. Ком — будущий Юпи­тер — «пожирал» страшно много вещества из про­странства между его орбитой и орбитой буду­щего Марса. Он мешал частичкам соединиться в этом пространстве в крупные тела и при­тягивал их к себе. По другую же сторону от будущего Юпитера, но значительно дальше от Солнца образовался вскоре другой крупный ком — будущий Сатурн, который «соперничал» с зародышем Юпитера в поглощении мелких частиц.

В результате всего этого между Марсом и Юпитером не возникло большой планеты, а об­разовалось много мелких и разрозненных: воз­никли астероиды, или малые планеты. Впро­чем, они могли образоваться и в результате того, что возникшая все же здесь сравнительно небольшая планета по какой-то причине рас­палась на части. Так, по крайней мере, предпо­лагают некоторые ученые.

О. Ю. Шмидту удалось рассчитать, что в се­редине планетной системы должны были воз­никнуть самые крупные планеты, а ближе к Солнцу — более мелкие и далее всего от него — тоже мелкие, такие, как Плутон. За Плутоном могут быть планеты крупнее его, но едва ли мы откроем там гигантские планеты, подобные Юпитеру и Сатурну. Чем больше возникающая планета, тем больше вещества она должна во­брать в себя из «окрестностей». Эта гипотеза позволила О. Ю, Шмидту, а потом акад. В. Г. Фесенкову и другим ученым теоретически обосновать существующие расстояния между планетами и Солнцем и между планетами. Раньше никому из астрономов сделать это не удавалось. Точно так же О. Ю. Шмидту впервые уда­лось доказать расчетами, что при косом паде­нии частичек на зародыши планет последние станут вращаться непременно в ту же сторону,

Зародыши планет, особенно крупных, долж­ны были окружаться скопищами мелких частиц (т. е. облаками пыли и газа), из которых воз­никали спутники планет, подобно тому как са­ми планеты возникали из газово-пылевого об­лака, окружавшего Солнце.

При собирании пыли и газа в планеты про­исходило одно важное явление, о котором рань­ше тоже не догадывались. Вследствие нагре­вания Солнцем пылинок из них выделялись газы. Наиболее легкие и летучие из них, в осо­бенности водород, навсегда рассеивались в пространство. Этому помогало давление солнеч­ных лучей. Точно так же солнечные лучи отталкивают газовые частицы кометных хвос­тов. Но так было лишь вблизи Солнца, которое прогревало толстый слой пыли до некоторой глубины.

На расстоянии до Юпитера и еще дальше солнечные лучи не проникали сквозь толстый слой пыли в блинообразное облако, и там водо­род уцелел. При сильном холоде, который был в этой «дальней» части облака, водород намер­зал на пылинках, оседал на них, подобно инею, покрывающему на рассвете в осеннее утро хо­лодную поверхность камней.

Таким образом, 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 плот­ность дальних планет гораздо меньше, чем плот­ность планет, близких к Солнцу.