Походження Сонячної системи 2

РЕФЕРАТ

По дисципліні:

Концепція сучасного природознавства

на тему: "Походження Сонячної системи"

Формування Сонячної системи

В примітці до свого знаменитого трактату «Математичні початки натуральної філософії» Ньютон пише: "дивне розміщення Сонця, планет і комет може бути тільки творінням всемогутньої істоти", проте, не дивлячись на це зауваження великого Ньютона, вже в 1755 році на основі його ж законів руху відомий німецький філософ И. Кант (1724–1804) створив першу наукову гіпотезу походження Сонячної системи, яка отримала справжній розвиток тільки в 40‑х роках нашого сторіччя. В своїй книзі «Загальна природна історія і теорія неба» («Історія неба») Кант пише: «Всесвіт нескінченний у просторі та часі. Послідовне продовження миру на нескінченний час і простір здійснюється через утворення нових світів і загибель старих». Головна ідея гіпотези Канта полягає в тому, що зоряний мир відбувся з холодної дифузної матерії шляхом її конденсації навкруги центрів надмірної густини під дією сили тяжіння. Народження окремої зірки, наприклад Сонця, супроводилося виділенням з первинного «хаосу» газопилової туманності з центральним згущуванням (ядром), яке дало початок Сонцю; планети і їх супутники відбулися з решти маси такої туманності шляхом об'єднання частинок пилу і газу і почали потім рухатися в одній і тій же площині по кругових орбітах. Залишки речовини туманності дали початок кометам.

Згідно гіпотезі Лапласа, французького математика і астронома, первинне Сонце утворилося шляхом гравітаційного (тобто під впливом сили тяжіння) стиснення газопилової хмари. Той, що обертається протосолнце продовжував стискатися, а за законом збереження моменту кількості обертання швидкість його осьового обертання повинна була збільшитися і Сонце тому почало втрачати масу через відцентрові викиди своєї матерії. Таким чином, Сонце дало початок диску, з якого утворилися планети, що обертається. Гіпотеза Лапласа завдяки його імені як автора п'ятитомного трактату по небесній механіці стала широко відома. Проте критичні зауваження, виказані в 1861 році Ж. Бабине і в 1884 році М. Фуше, надовго загальмували розвиток гіпотез у дусі Канта і Лапласа. Одне із заперечень зводилося до питання: якщо планети і Сонце відбулися з однієї туманності, що обертається, то чому тоді кутовий момент обертання Сонця складає лише 2%. тоді як планетам «належать» 98%, а маса Сонця приблизно в 700 разів перевершує сумарну масу всіх планет? Трудність відповіді на це питання породила новий ряд нових космогонических гіпотез; одна з них пов'язана з приливною взаємодією Сонця і проходячої мимо зірки з великою масою, інша – із захопленням газопилової хмари Сонцем, що вже сформувалося, і т.д., які увійшли до ще більшої суперечності з даними спостережень оточуючого нас зоряного миру.

Тільки німецький фізик К. Вайцзеккер в 1943 році прийшов до висновку про необхідність розвитку космогоническихгіпотез в напрямі, запропонованому Кантом і Лапласом. Вайцзеккер застосував фізичну теорію турбулентності до розвитку первинної туманності і довів на цій основі можливість існування механізму перенесення кутового обертального моменту Сонця до планет: центральне тіло починає обертатися повільніше, а планета, що утворилася, – швидше.

Одночасно з Вайцзеккером гіпотезу Канта почали розвивати і інші учені, у тому числі академік О.Ю. Шмидт (1891–1956) в створеному їм відділі еволюції Землі Геофізичного інституту Академії наук. Головну увагу Шмідт звернув на еволюцію протопланетного хмари, залишивши осторонь проблему невідповідності кутового обертального моменту Сонця і орбітальних моментів руху планет. В основі його гіпотези лежала ідея об'єднання холодних пилових частинок в невеликі тіла – планетезимали. Шмідт показав, що газопилова хмара поле декількох оборотів навкруги Сонця зайняла обширну уплощенную діяльність у формі тора (бублика). У міру зіткнення пилових частинок один з одним і гальмування об газ вони гасили свої швидкості і починали осідати в екваторіальній області, де формували тонкий диск з підвищеною густиною. Потім цей диск розділився на дещо кільцевих «зон живлення», в яких шляхом об'єднання планетезималей, або процесу акумуляції, утворилися планети і їх супутники.

Дані геохімічних досліджень, проведених під керівництвом видатного радянського вченого академіка А.П. Виноградова (1895–1975), наводять до висновку про те, що в протопланетной туманності першими повинні утворюватися металеві (железонікелеві) ядра планет земної групи – Меркурія, Венери, Землі і марса. Отже, в хмарі відбуваються процеси перерозподілу первинної речовини і з'являються області з високим змістом металевого заліза. При цьому виникають сильні турбулентні рухи. Далі, після появи планетезималей з розмірами близько 1 км і більш, починаються процеси, пов'язані з взаємним тяжінням цих тіл і частинок матерії хмари. Чисельні експерименти дають можливість пояснити деякі закономірності, про які вже згадувалося. Виявилося, що залежно від початкового розподілу планетезималей, їх загальної маси і загального сумарного перетину можна отримати модель утворення планет на відстанях від Сонця, відповідних вищезгаданому закону Тициуса-боді. Це довели дослідження, виконані членом-кореспондентом Академії наук Т.М. Энеевим і його співробітниками. В хмарі, що містить декілька тисяч планетезималей, спочатку під впливом взаємних тяжінь утворюються так звані зони згущування, в яких надалі і йде процес планетообразовани