.
Меню сайта
|
Как произошли Земля и другие небесные телаКак произошли Земля и другие небесные телаОткуда 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 газов 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, в какую они обращаются вокруг Солнца, как это и есть в действительности. Только для самых далеких планет вращение под действием косых ударов может принять обратное направление. 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.
|
ПОИСК
Block title
|