№04 апрель 2026

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Выбрать дату в календареВыбрать дату в календаре

Страницы: 1
КАК ЗАРОЖДАЛАСЬ СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА
X Руслан Шестаков.
@Происхождение Солнечной системы.
   Не прошло и 100 лет после изобретения телескопа, а учёным уже казалось, что им в общем-то понятно устройство Солнечной системы. Поэтому астрономы ХVIII века были абсолютно уверены, что наше светило всегда господствовало на небесах, а вокруг него расположены в одной плоскости, приблизительно совпадающей с плоскостью солнечного экватора, планеты, которые движутся и вращаются  в одну сторону по круговым эллиптическим орбитам, подчиняясь законам Кеплера и Ньютона. Им было ясно, что Солнце и породило свою планетную свиту. Спорили только о том, какой космогонический механизм правильнее. Одни, вслед за Свеаборгом, Кантом и Лапласом придерживались небулярной гипотезы о совместном образовании Солнца и планет из одного и того же исходного газопылевого облака. Другие предпочитали катастрофическую гипотезу Бюффона об активном вмешательстве в процесс рождения планет постороннего силового центра.
   Ныне обе эти классические гипотезы оказались в полном тупике. Они совершенно не способны объяснить ряд странных фактов, большая часть которых обнаружена сравнительно недавно.
   Экватор самого Солнца, как и экватор Меркурия, - ближайшей к нему планеты, наклонён к плоскости вращения Солнечной системы под углом 7°15´ (7° - для Меркурия).  Однако, Солнце вращается медленно (оборот в месяц). Медленно вращаются Меркурий и Венера (соответственно,- 58,65 сут и  243 сут). Оси вращения Юпитера и Венеры почти перпендикулярны к диску Солнечной системы,  их экваторы лежат в плоскости их орбит: 177° (или 3°) у Венеры, и 3,1° у Юпитера. Однако, Венера вращается попятно (т. е. по часовой стрелке) вращению по орбите. Диаметр её почти сопоставим с земным (12100 км). На Земле, экватор которой наклонён к общей плоскости системы под углом 23°27´, стрелка полюса указывает на Полярную звезду. На Марсе (25°), Сатурне (26,4°) и Нептуне (29°)- в тот же район неба. На Марсе период вращения вокруг оси сопоставим с земным (23 ч 56 мин 4 сек) – 24 ч 37 мин 23 сек. Марс имеет два спутника – Фобос и Деймос: первый диаметром 20-25 км, второй – 13 км. Планеты-гиганты стремительно крутятся, – их сутки вдвое короче земных: Солнце крутилось бы тоже как Юпитер, если бы сжалось до его размеров.  У Юпитера на экваторе сутки длятся 9 ч 50 мин, у Сатурна  – 10 ч 14 мин, у Урана – 10,8 ч, у Нептуна – 15,8 ч; плотности ненамного отличаются от плотности Солнца (1,4 г/см3): 1,3 г/см3 – у Юпитера, 0,6 г/см3 – у Сатурна, 1,3 – у Урана и 1,6 – у Нептуна. Из всех планет один лишь Уран вращается вокруг своей оси, как бы лёжа на боку, причём также попятно, как и Венера. Поэтому орбиты его спутников, вращающихся попятно, почти перпендикулярны общей плоскости остальных светил. Маленький диск Урановой системы будто закручен в обратную сторону и вставлен торчком (98°) в большой  диск Солнечной системы. Задом - наперёд (против обычного хода вращения системы) движутся четыре спутника Юпитера (в т. ч. один крупный – Ганимед), два – Сатурна (Титан и Феба) и один (крупнейший) – Нептуна (Тритон). Некоторые из спутников планет-гигантов, а также спутник Земли – Луна, схожи с планетами-карликами. Ряд их имеет атмосферу (Ио у Юпитера, Титан у Сатурна, Тритон у Нептуна). Загадочен и плохо изучен небольшой Плутон, имеющий спутник Харон. Он дважды пересекает орбиту Нептуна, и, возможно, находится на пределе гравитационного радиуса Солнца или же испытывает гравитационное воздействие со стороны более далёкого от Солнца небесного тела.
   Интересно распределяются плотности планет «земной группы»: 5,6 г/см3 у Меркурия (диаметр – 4900 км), 5,2 г/см3 – у Венеры, 5,5 г/см3 – у Земли (диаметр – 12756 км), 4 г/см3 – у Марса (диаметр – 6800 км). А у наиболее крупных спутников Юпитера плотности уменьшаются по мере удаления от планеты: у Ио – 3,3 г/см3(сопоставимо с плотностью Луны), 3 – у Европы, 1,9 – у Ганимеда, 1,8 – у Каллисто.  Плотности дальних спутников близки к плотности воды (льда).
   Наконец, между орбитами Марса и Юпитера, а также за орбитой Нептуна, существуют пояса астероидов (из последнего могут происходить и Плутон с Хароном), история возникновения которых неясна.
   Оказалось, например, что малые планеты (астероиды) различаются между собой по своим оптическим свойствам. В кольце астероидов можно выделить как минимум две группы объектов – светлые и тёмные (к которым относятся и спутники Марса). Но что самое удивительное,- доля тёмных объектов возрастает с увеличением расстояния от Солнца, поскольку они по своим физическим характеристикам не могли, как считается, образоваться вблизи Солнца. И наоборот,- чем ближе к Солнцу, тем выше процент светлых тел. Трудно, конечно, представить себе взрыв, который бы так красиво упорядочил куски гипотетической планеты по орбитам вокруг Солнца. Трудно, но можно! Не исключено что это – остатки планеты, разрушенной при столкновении, или же приливными силами Солнца при попятном её вращении. Т. е. пояс астероидов – возможно, древнейшее кольцевое образование в Солнечной системе, подобное кольцам Сатурна, Урана и Нептуна, а также Юпитера, у которого недавно обнаружено кольцо.  
   Гипотеза  О. Ю. Шмидта пытается объяснить возникновение астероидов влиянием Юпитера, который на заре рождения планет (якобы, около 4 млрд. лет назад), увеличившись (?!), стал эффективно «раскачивать» орбиты ближайших к нему планетезималей и выкидывать их из своей зоны вращения с такой силой, что они «простреливали» внутренние области рождающейся Солнечной системы, вплоть до орбиты современного Меркурия (за Меркурием, ближе к Солнцу, существует малая, десятая планета (астероид) Солнечной системы с диаметром примерно 800 км). Конечно, больше всего доставалось соседнему району – будущему поясу астероидов. Часть тел из этого района была вообще выброшена при столкновениях, а у оставшихся очень сильно возросли относительные скорости. Стал преобладать процесс дробления. Таким образом могли  возникнуть и кометы. Это т. н. классическая гипотеза, в которой сегодня легко заметить много противоречий. Метеориты, происходящие из пояса астероидов, состоят в основном из веществ трёх видов: металлов (Ni, Fe), силикатов (т. н. каменные (их большинство), или хондриты (углистые хондриты такого же элементарного состава, что и Солнце)), и сульфидов. Всё это говорит в пользу существования на данной орбите древней планеты, имевшей металлическое ядро.
X * X * X *
   Развивая небулярную гипотезу, очень авторитетные зарубе
КАК ЗАРОЖДАЛАСЬ СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА
X Руслан Шестаков.              
@Происхождение Луны и земной коры.
  Классические  гипотезы происхождения  Луны укладываются в три основные теории: отделение, двойная аккреция (срастание) и захват. Основываются они на известных и бесспорных фактах:
   
1. Во многих отношениях лунный грунт подобен находкам во внешних слоях (мантии) Земли. В нем очень мало тяжелых элементов – железа, никеля, золота. Поэтому средняя плотность их около 3 г/ см3 – как у пород земной мантии. Средняя плотность самой Земли гораздо больше – около 5,5 г,/см3, т.к. Земля имеет массивное железное ядро. Количество таких элементов как кобальт и хром в лунных образцах  также мало отличается от пород  земной мантии. Таким образом, Луна, диаметром в 1700 км, выглядит как кусок мантии Земли.
2. Из-за влияния  приливов, возникающих на Земле под действием Луны, наш спутник движется, всё более удаляясь от нас – примерно на 4 см каждый год. Таким образом, поскольку  Луна удаляется от Земли, значит, в прошлом она была к ней ближе (примерно на 140 тыс.км.). Есть версия о том что, возможно, Земля отпустит  ее лишь на некоторое расстояние, а затем снова притянет, в результате чего через 4 млн. лет Луна окажется так близко, что все кратеры на ее поверхности можно будет пересчитать без бинокля.
   Однако, имеется и противоположное мнение (специалисты по компьютерному моделированию из Калифорнийского технологического института в Пасадене (США), во главе с проф.Питером  Вольтером) -  о том, что Луна  медленно приближается к Земле, притормаживая вследствие поднятия и опускания земной коры на 0,5 м. в сутки, из-за чего через несколько млн. (или млрд.) лет  может упасть на Землю
    Астроном Дж. Х. Дарвин (сын Ч.Дарвина) предполагал, что Луна образовалась в районе Тихого  океана, и его впадина – это колоссальный «шрам», оставшийся на  теле Земли после рождения ее спутника – Луны. Исходным  пунктом гипотезы было влияние приливного трения Земли на лунную орбиту. Расчеты показали, что прежде  Земля и Луна находились гораздо ближе друг к другу, и, таким образом, они когда-то составляли одно целое. Поэтому появилось предположение, что  Луна оторвалась от Земли в ту эпоху, когда Земля была жидким расплавленным шаром, и вращалась гораздо быстрее, чем сегодня.  Воздействие приливных сил, по этой версии, оторвало от Земли огромный кусок вещества. Так, якобы, родилась Луна и возникла впадина Тихого океана. В солнечной системе нет аналогов нашей Земле, имеющей такой большой, и столь близко расположенный спутник, каким является Луна.
    Гипотеза  отделения несостоятельна, в первую очередь, поскольку полностью  жидкой Земли не было никогда, а, следовательно, - слишком вязка, чтобы разорваться  на части. Как показало компьютерное моделирование, если бы Земля начала ускоряться, с ее экватора стали бы вылетать потоки вещества, замедляющие это вращение и возвращающие планету к состоянию равновесия. Если бы даже Земля обладала  низкой вязкостью, - примерно как у воды, то произошло бы не разделение на два тела, а, скорее, -  выбрасывание спиральных рукавов и колец, состоящих из обломков. Однако, поскольку в такие кольца выбрасывается гораздо больше вещества, чем содержится его в Луне, она, таким образом, могла бы  образоваться  лишь из малой части кольца. И, кроме того, речь не может идти об образовании Луны из мантии. Остается вопрос:  как «закрутить» Землю до такого состояния (таким импульсом обладают только  нейтронные звезды-пульсары, имеющие гораздо большую плотность)?  Правда, предполагалось, что Земля могла расплавиться за счет энергии радиоактивных изотопов, когда тяжелые элементы скапливались в центре, а легкие всплывали на поверхность, в результате чего скорость вращения Земли могла сильно увеличиться. Но эта версия не проверена. Во-вторых,  скорость  вращения, вернее момент импульса  обоих тел должен оставаться приблизительно одинаковым при увеличении лунной орбиты. Значит, он должен был быть примерно таким же, как сейчас, и тогда, когда Луна была очень близко от Земли.
   Другая классическая гипотеза, – модель двойной аккреции, согласно  которой Луна  сформировалась из кольца,- в данной модели, по-видимому, неосуществима. Основная проблема состоит в том, что тела, поступающие в  скопление, вращающиеся вокруг Земли, имеет равные шансы выхода на орбиту с любым направлением обращения. В случае столкновения друг с другом их орбитальные моменты импульса будут уничтожаться, т.е. они останутся на орбите и упадут на Землю.
    Обе модели страдают тем, что невозможно объяснить, откуда берется столь большой момент импульса.
    Третья модель – захват, предполагает, что если Луна образовалась где-нибудь в другом месте Солнечной системы, она могла быть захвачена Землей на какую-либо  орбиту, а последующая  эволюция должна была переместить эту орбиту в ее нынешнее положение. Однако, с точки зрения гипотезы захвата нельзя объяснить низкую плотность Луны. Согласно этой гипотезе, ее плотность должна быть такой же, как у планет земной группы – Меркурия, Земли, Марса, т.е. довольно высокой. Более т ого, захватить  Луну на земную орбиту не так-то легко. Такой захват может быть осуществлен только приливными силами, но эти столь слабы, поэтому необходимо, чтобы Луна «стартовала» с орбиты, очень близкой к орбите Земли. Это крайне маловероятно, т.к. Луна не могла сформироваться так близко от Земли и перед этим не столкнуться  с ней  или,  наоборот, не быть далеко отброшенной от нее  «гравитационной пращой».
          В 1847 г. Французский астроном Э.Рош, показал, что если жидкий или  газообразный спутник летит по круговой орбите, которая расположена слишком  близко к Земле, он будет разорван приливными силами.
Страницы: 1
Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie и рекомендательные технологии. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie и рекомендательных технологий на вашем устройстве. Подробнее