Происхождение Солнечной системы

Средняя школа 751Реферат по астрономии на тему Происхождение Солнечной системы ученика 11-А класса Бытенского Валентина Олеговича.Москва, 1996 год. Вот уже два века проблема происхождения Солнечнойсистемы волнует выдающихся мыслителей нашей планеты. Этой проблемой занимались,начиная от философа Канта и математика Лапласа, плеяда астрономов и физиков XIXи XX столетий.И все же мы до сих пор довольно далеки от решения этойпроблемы.Но за последние три десятилетия прояснился вопрос о путях эволюциизвезд.

И хотя детали рождения звезды из газово-пылевой туманности еще далеко неясны, мы теперь четко представляем, что с ней происходит на протяжениимиллиардов лет дальнейшей эволюции. Переходя к изложению различных космогоническихгипотез, сменявших одна другую на протяжении двух последних столетий, начнем сгипотезы великого немецкого философа Канта и теории, которую спустя несколькодесятилетий независимо предложил французский математик Лаплас.Предпосылки ксозданию этих теорий выдержали испытание временем.Точки зрения Канта и Лапласа в ряде важных вопросоврезко отличались. Кант исходил из эволюционного развития холодной пылевойтуманности, в ходе которого сперва возникло центральное массивное тело -будущее Солнце, а потом планеты, в то время как Лаплас считал первоначальную туманностьгазовой и очень горячей с высокой скоростью вращения.

Сжимаясь под действиемсилы всемирного тяготения, туманность, вследствие закона сохранения моментаколичества движения, вращалась все быстрее и быстрее.

Из-за большихцентробежных сил от него последовательно отделялись кольца. Потом ониконденсировались, образуя планеты.Таким образом, согласно гипотезе Лапласа, планетыобразовались раньше Солнца. Однако, несмотря на различия, общей важнойособенностью является представление, что Солнечная система возникла врезультате закономерного развития туманности. Поэтому и принято называть этуконцепцию гипотезой Канта-Лапласа .Однако эта теория сталкивается с трудностью.НашаСолнечная система, состоящая из девяти планет разных размеров и масс, обладаетособенностью необычное распределение момента количества движения междуцентральным телом - Солнцем и планетами.Момент количества движения есть одна из важнейшиххарактеристик всякой изолированной от внешнего мира механической системы.Именно как такую систему можно рассмотреть Солнце и окружающие его планеты.Момент количества движения можно определить как запас вращения системы.

Этовращение складывается из орбитального движения планет и вращения вокруг осейСолнца и планет.Львиная доля момента количества движения Солнечнойсистемы сосредоточена в орбитальном движении планет-гигантов Юпитера и Сатурна.С точки зрения гипотезы Лапласа, это совершеннонепонятно.

В эпоху, когда от первоначальной, быстро вращающейся туманностиотделилось кольцо, слои туманности, из которых потом сконденсировалось Солнце,имели на единицу массы примерно такой же момент, как вещество отделившегосякольца так как угловые скорости кольца и оставшихся частей были примерноодинаковы , так как масса последнего была значительно меньше основнойтуманности протосолнца , то полный момент количества движения кольца долженбыть много меньше, чем у протосолнца . В гипотезе Лапласа отсутствуеткакой-либо механизм передачи момента от протосолнца к кольцу.

Поэтому втечение всей дальнейшей эволюции момент количества движения протосолнца , азатем и Солнца должен быть много больше, чем у колец и образовавшихся из нихпланет.Но этот вывод противоречит с фактическим распределением количествадвижения между Солнцем и планетами.Для гипотезы Лапласа эта трудность оказаласьнепреодолимой.Остановимся на гипотезе Джинса, получившейраспространение в первой трети текущего столетия. Она полностью противоположнагипотезе Канта-Лапласа.

Если последняя рисует образование планетарных систем какединственный закономерный процесс эволюции от простого к сложному, то вгипотезе Джинса образование таких систем есть дело случая.Исходная материя, из которой потом образовалисьпланеты, была выброшена из Солнца которое к тому времени было уже достаточно старым и похожим на нынешнее при случайном прохождении вблизи него некоторойзвезды.

Это прохождение был настолько близким, что его можно рассматриватьпрактически как столкновение.Благодаря приливным силам со стороны налетевшейна Солнце звезды, из поверхностных слоев Солнца выброшена струя газа. Эта струяостанется в сфере притяжения Солнца и после того, как звезда уйдет от Солнца.Потом струя сконденсируется и даст начало планетам.

Если бы гипотеза Джинса была правильной, числопланетарных систем, образовавшихся за десять миллиардов лет ее эволюции, можнобыло пересчитать по пальцам. Но планетарных систем фактически много,следовательно, эта гипотеза несостоятельна. И ниоткуда не следует, чтовыброшенная из Солнца струя горячего газа может сконденсироваться в планеты.Таким образом, космологическая гипотеза Джинса оказалась несостоятельной.Выдающийся советский ученый О.Ю.Шмидт в 1944 годупредложил свою теорию происхождения Солнечной системы наша планетаобразовалась из вещества, захваченного из газово-пылевой туманности, черезкоторую некогда проходило Солнце, уже тогда имевшее почти современный вид.При этом никаких трудностей с вращением момента планет не возникало, так какпервоначально момент вещества облака может быть сколь угодно большим.

Начиная с1961 года эту гипотезу развивал английский космогонист Литтлтон, который внес внее существенные улучшения.

По обеим гипотезам почти современное Солнцесталкивается с более или менее рыхлым космическим объектом, захватывая частиего вещества. Тем самым образование планет связывается с процессомзвездообразования.