Планеты и жизнь - [10]

Глава III РОЖДЕНИЕ ПЛАНЕТ

В древности были известны пять планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Платон полагал, что все светила находятся на сферах, расположенных вокруг Земли. На ближайшей сфере — Луна, далее Солнце, еще дальше остальные планеты и потом звезды. Уже в те далекие времена многие философы считали, что Луна светит отраженным светом Солнца, в то время как Солнце являет собой «чистейший огонь». Заметим, что современник царя Ксеркса греческий философ Анаксагор был уверен, что на Луне есть дома, холмы, долины.

По крайней мере, в отношении холмов и долин Анаксагор не ошибся.

В течение последних двухсот лет были открыты еще три наиболее удаленные от Земли планеты — Уран (1781 год), Нептун (1846 год) и Плутон (1930 год). Плутон настолько далек от Земли, что луч света или радиосигнал идет до него около пяти часов.

Таким образом, солнечное семейство планет состоит из родительского светила и девяти потомков — планет.

Возникает естественный вопрос. Как образовалась эта стройная система небесных тел? Когда она возникла?

Что будет с ней в дальнейшем? Есть ли еще в нашей Галактике подобные системы?

Следует подчеркнуть, что в солнечной системе слишком много закономерных процессов, чтобы она могла возникнуть чисто случайным образом. Каковы же эти закономерности?

Прежде всего планеты, включая астероиды, обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении, а их орбиты лежат почти в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики. Форма орбит близка к круговой. Более того, плоскости планетных орбит почти полностью совпадают с плоскостью экватора Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг своей оси в том же направлении, что и планеты.

Это несколько упрощенная, но в целом верная картина солнечной планетной системы. Наука, которая занимается объяснением ее закономерностей, называется планетной космогонией, а вопрос, как могла возникнуть система, подобная солнечной, составляет главную, самую трудную и вдобавок к этому нерешенную проблему космогонии.

По-видимому, одна из самых старых гипотез о возникновении солнечной системы была выдвинута шведским ученым и богословом Э. Сведенборгом и развита знаменитым немецким философом И. Кантом в его очерке «Общая естественная история неба или теория устройства мироздания», который был опубликован в 1755 году.

Следуя идеям Сведенборга, Кант предположил, что до образования планет и Солнца существовала огромная рассеянная туманность (у астрономов принято говорить, диффузная туманность). Эта туманность обязательно должна была вращаться, чтобы из нее могло возникнуть центральное тело — Солнце и планеты. Конечно, прав был «сторонник» движения Диоген и ошибался Платон, утверждавший, что движения нет.

Кант не сумел правильно объяснить причину вращения первичной туманности. Он предполагал, что сначала туманность была неподвижной, а движение ее возникло из местных «локальных» вращений. Но если по какой-то причине и появлялись местные вращения, то половина их должна была быть направлена в одну сторону, например, по часовой стрелке, а половина — в другую. Поэтому местные вращения никогда не могли послужить причиной возникновения общего вращения туманности.

Через 40 лет после выхода в свет очерка Канта великий французский математик П. Лаплас в дополнении к «Изложению системы мира» ввел принципиальное предположение о том, что первичная туманность с самого начала медленно вращалась. Знаменитая книга Лапласа вышла в 1796 году.

Лаплас считал, что туманность была изначально горячей. По мере охлаждения она сжималась, а скорость ее вращения росла. С увеличением скорости вращения возрастали центробежные силы на экваторе туманности, что в конце концов привело к расслоению на кольца.

Из колец впоследствии образовались планеты и спутники.

Такова в самых общих чертах гипотеза Канта — Лапласа. Эта схема хорошо объясняла, почему все планеты движутся в одном направлении и в одной плоскости. Вот поэтому в течение долгого времени теория Канта — Лапласа было общепринятой.

Однако эта стройная теория имела свои слабые стороны, которые отчетливо проявились к середине XIX века. В 1859 году Максвелл математически доказал, что превращение кольца в планету невозможно. Дополнительно к этому оказалось, что Солнце и планеты по схеме Канта — Лапласа должны вращаться совсем не так, как это происходит в действительности.

Здесь речь идет о так называемом угловом моменте вращающегося тела, который определяет полное количество вращательного движения. Оказалось, что Солнце обладает лишь 2 процентами от общего углового момента солнечной системы, а около 98 процентов приходится на долю планет-гигантов.

Почему львиная доля углового момента приходится именно на планеты, хотя их общая масса составляет около 0,001 массы Солнца? С этой задачей теория Канта — Лапласа справиться не могла.

Естественно, что ученые стали искать другие возможные пути возникновения нашей солнечной системы.

Появились идеи о так называемом катастрофическом образовании солнечной системы (здесь намеренно дается достаточно подробный исторический материал, чтобы читателю яснее стала грандиозная сложность проблемы образования солнечной системы).