Происхождение планетных систем
Выяснение происхождения солнечной системы, то есть образования планет, и в частности Земли, связано с большими трудностями. Основная трудность заключается в том, что мы не знаем пока других подобных систем, хотя они и должны существовать. Действительно, если бы мы наблюдали другие солнечные системы, то, вероятно, среди них оказались бы системы, находящиеся на разных ступенях своего развития. Сравнивая их между собой, мы смогли бы восстановить историю возникновения и развития нашей солнечной системы.
Нельзя забывать и того, что планеты, подобные Земле, даже около ближайших звезд должны светиться так слабо, что и в гигантские современные телескопы их нельзя было бы видеть. Поэтому невидимость таких планет вовсе не является доказательством того, что в действительности они не существуют.
Все же получены данные о существовании невидимых нами очень крупных планет, обращающихся около некоторых звезд. Их присутствие обнаружено по небольшим периодическим отклонениям некоторых звезд от движения по прямой линии под действием притяжения невидимых тел значительно меньшей массы. Частая встречаемость таких систем показывает, что существование солнечных систем - явление не редкое.
В середине XVIII в. немецкий философ Кант впервые выдвинул научное предположение - гипотезу о возникновении солнечной системы. Сходную в некоторых отношениях гипотезу позднее независимо от Канта выдвинул французский ученый Лаплас. Кант считал, что солнечная система возникла из мелких твердых частиц, которые были холодными. Неоднородность хаоса этих частиц вызвала рост имевшихся в них сгущений, а столкновения их друг с другом превратили движения в круговые около наибольшего сгущения, ставшего позднее Солнцем. Меньшие сгущения, образовавшиеся вокруг него, стали планетами.
Лаплас предполагал, что солнечная система образовалась из большой вращающейся газовой туманности. При сжатии туманности в результате охлаждения вращение ее ускорялось, что привело к сплющиванию туманности. При дальнейшем возрастании скорости вращения вдоль экватора сокращающейся туманности начали отделяться одно за другим газовые кольца, сгустившиеся затем в шарообразные планеты. Сила тяготения к центру туманности проявляла себя как центростремительная сила.
При большой скорости вращения сила тяготения не смогла удержать частицы туманности на траектории вращения, и они, двигаясь по инерции (по касательной), стали удаляться от оси вращения. Это вначале вызвало сплющивание туманности, а впоследствии - отделение газовых колец на периферии сокращавшейся в размерах центральной части туманности, которая превратилась затем в Солнце.
Современные данные говорят о том, что планетные системы по целому ряду причин не могли образоваться так, как допускали Лаплас и Кант. Но показанная Кантом и Лапласом возможность постепенного возникновения и развития небесных тел из других форм материи явилась важной поддержкой материалистического объяснения развития Вселенной. К настоящему времени советские ученые развили материалистические идеи Канта об образовании планет из холодных мелких частичек и из газа, основываясь на точном знании законов механики, физики и химии.
Подробнее всего картина происхождения солнечной системы из газово-пылевого облака разработана академиком О. Ю. Шмидтом.
Советские ученые доказали, что вращавшееся вокруг Солнца большое облако, состоявшее из газа и пыли, должно было принять сплошную форму в результате соударений частиц и движения их в газово-пылевой среде. Вследствие взаимных столкновений частицы объединялись в сгущения. Притяжение более мелких частиц большими сгущениями должно было вызывать рост таких сгущений' за счет окружающего вещества. Орбиты сгущений, образовавшихся из сплющенного облака, должны были стать почти круговыми и лежащими почти в одной плоскости. Сгущения явились зародышами планет, в которые они превратились, вобрав в себя почти все вещество из промежутков между их орбитами (Рисунок 110).
Рисунок 110 - Образование планет из газово-пылевого диска.
Доказано, что расстояния между возникшими планетами с учетом закона тяготения должны правильно увеличиваться с удалением от Солнца, как это мы наблюдаем на плане солнечной системы.
Менее ясно происхождение газово-пылевого облака, когда-то окружавшего Солнце. По мнению О. Ю. Шмидта и разделяющих его воззрения ученых, Солнце могло захватить своим притяжением часть такого, еще большего облака, из которого оно ранее само возникло в результате сгущения. Академик В. Г. Фесенков находит более вероятным, что из подобного вращающегося облака возникло путем сгущения само Солнце и что планеты возникли из вторичных сгущений в этом облаке. В дальнейшем, по его расчетам, Солнце сильно уменьшилось в размерах и охладилось до современного состояния.
В настоящее время объяснение всех подробностей строения солнечной системы, исходя из имеющихся гипотез, дать пока нельзя. Это будет сделано в ходе дальнейшего развития науки.