Живший две тысячи лет назад римский философ Сенека считал, что Земля вышла из моря. В его представлении Земля вначале была полностью покрыта водой, и в этой воде были растворены все элементы. Вода была горячая и яростно бурлила. Со временем планета остыла, воды улеглись, растворенные частицы осели и образовались материки.
Через тысячу лет, в средние века, историю происхождения Земли пересмотрел Данте. Он согласился с Сенекой в том, что Земля вышла из воды, но полагал, что она поднялась из нее под влиянием звезд, «притяжением, подобно тому, как магнит притягивает железо».
Пятьсот лет спустя Жорж-Луи Бюфон высказал предположение, что Земля произошла от Солнца: некая сomete fatale (роковая планета) — огромная, с длинным огненным хвостом комета, — проносясь через межзвездное пространство, врезалась прямо в Солнце. Столкновение вызвало взрыв, выбросивший в пространство шарообразные клубы раскаленных газов. Одни шары упали обратно на Солнце, другие исчезли, но девять больших шаров вышли на постоянные орбиты вокруг Солнца, Эти расплавленные сферы вскоре начали изучать тепло и, постепенно остывая, превратились в планеты, такие, какими мы их знаем сейчас.
В 1900 году два американских ученых, Томас Чемберлен и Форест Мултон, высказали предположение, что столкновения могло и не быть. Комету они заманили звездой, так как к этому времени уже было известно, что кометы представляют собой лишь струй пыли и газа. Чемберлен и Мултон полагали, что сила притяжения звезды, проходившей близко от Солнца, могла возбудить приливную волну высотой в сотни, тысячи или даже миллионы миль. Если предположить, что звезда была в десять раз больше Солнца, то она должна была подойти к нему на расстояние в 20 миллионов миль (что в пятьдесят раз больше расстояния от Луны до Земли) для того, чтобы вызвать такой гигантский прилив. По мнению этих ученых, приливная волна под действием силы притяжения поднималась все выше и выше, пока не стала походить на разбивающуюся морскую волну. Тогда вторгшаяся звезда сорвала ее вершину, подобно тому как ветер срывает и уносит пенистые гребни волн. Огромные «горячие капли» оказались втянутыми в звезду, приливная же волна упала обратно на Солнце. Но девять «горячих капель» получили от этих двух небесных тел импульс вращения и начали обращаться вокруг Солнца.
В 1960 году возник новый вариант теории мироздания. Английский ученый Вульф-сон считает что все планеты одновременно, на протяжении двенадцати часов, были оторваны от Солнца звездной подошедшей к нему на расстояние 4 миллионов миль (примерно а семнадцать раз большее, чем расстояние от Земли до Луны). Эта заезда, мчавшаяся со скоростью 60 миль в секунду, возбудила ряд приливных волн, гребни которых были сорваны и унесены в пространство силой всемирного притяжения. Плутон, Уран, Сатурн и Юпитер отрывались по мере приближения звезды к Солнцу, астероиды отделились, когда звезда подошла совсем близко, а Марс, Землю, Венеру и Меркурий звезда отрывала, когда проходила мимо.
Все это не более чем теории. Что происходило на самом деле, никому неизвестно, потому что никто при этом не присутствовал. Теория — это правая рука науки. Она преподносит нам тщательно продуманную картину того, что, по мнению ученых, имело место в действительности. Левая рука науки — это наблюдение. С его помощью ученые ставят опыты, собирают данные, подтверждающие или опровергающие теорию.
Астрономы начади искать в небе опровержения или подтверждения теории столкновения. Они узнали, что самая большая из планет, Юпитер, обращается вокруг Солнца в течение двенадцати лет, а вокруг своей оси — за десять часов (таким образом, на Юпитере год длится двенадцать земных лет, а сутки — десять земных часов). Это означает, что Юпитер обладает значительным запасом вращательной энергии. Установлено, что и другие планеты имеют достаточный запас энергии. фактически на долю планет приходится 97% всей вращательной энергии солнечней системы, на самое же Солнце, имеющее период вращения 27 дней, остается всего лишь 3%. Но если планеты действительно были отторгнуты от Солнца разрушительным действием другой звезды, то Солнце должно было бы обладать гораздо большим запасом энергии и вращаться со скоростью семи оборотов в час, а планеты в таком случае были бы просто брызгами, сорванными с гребня приливной волны, сама же волна и с нею большая часть энергии вернулась бы на Солнце.
Если принять теорию столкновения, то Вселенная представляется хаосом, в котором звезды то и дело налетают друг на друга и раскалываются на части. Но если в космосе действительно царит такое оживленное движение, то планеты, видимо, рискуют погибнуть таким же образом, каким возникли. Впрочем, астрономы уверяют, что особенно бояться нечего. Звезды сталкиваются друг с другом чрезвычайно редко, столь редко, что именно малая вероятность их столкновения и служит главным аргументом против этой теории. Звезды настолько рассеяны в космическом пространстве, что опасность их столкновения или хотя бы просто сближения едва ли возникает даже раз в несколько миллионов лет.
Когда у ученых накапливается слишком много возражений против той или иной теории, они, естественно, начинают искать другую, лучше согласующуюся с фактами. Такая теория была выдвинута в 1796 году французским математиком Пьером Лапласом и немецким философом Эммануилом Кантом. Оба они считали, что планеты образовались одновременно с Солнцем, из того же материала, без вмешательства какого-либо небесного тела.
Лаплас ведет начало мироздания от вращающейся звезды, которую страшный взрыв расколол на части и разметал во все стороны на миллиарды миль. Вращательное движение звезды сообщилось большой туманности, состоящей из частиц газов и пыли, и вся масса начала медленно вращаться. Постепенно клубящаяся масса стала отдавать тепло в пространство, охлаждаться и сжиматься. Точно так же, как акробат или конькобежец в пируэте прижимает руки к телу, чтобы увеличить скорость вращения, так и туманность, сжимаясь, ускоряла свое движение. При этом она сплющилась, приняла форму блюдца и наконец достигла такой скорости, что от ее наружного края оторвался слой вещества, образовавший газовое кольцо. С потерей энергии вращение туманности несколько замедлилось, но так как она продолжала сжиматься, то бег ее снова ускорился и от нее снова оторвалось кольцо. В конце концов туманность уменьшилась до теперешнего объема Солнца. Лаплас полагал, что пылевые частицы этих колец, притягиваясь друг к другу силой тяжести, образовали твердые тела — планеты.
Эта описательная теория была вначале принята большинством ученых, несмотря даже на то, что Лаплас не дал ей полного математического обоснования. Шестьдесят лет спустя английский физик Джемс Кларк Максвелл подверг эту теорию математическому анализу и пришел к выводу, что сила притяжения этих колец была недостаточна для того, чтобы собрать воедино широко рассеянные частицы. Вместо того чтобы превратиться в планеты, они должны были навеки остаться в этом состоянии, как диски Сатурна, состоящие из бесчисленных частиц газа и пыли. Эти частицы вращаются вокруг Сатурна, но они слишком рассеяны, чтобы слиться в спутник.
В наши дни ученые отказались от представлений о катастрофических столкновениях и разрушительных взрывах. Они склоняются к теориям, рассматривающим события как упорядоченное становление, которое длилось очень долго и для определения которого лучше всего подходит понятие «эволюция». Мы знаем, что межзвездное пространство не пусто, но содержит разреженные облака, состоящие из очень рассеянных частиц пыли и газов. Эти туманности содержат примерно те же вещества и в тех же пропорциях, что и Солнце, и другие звезды, то есть на 99% состоят из водорода и гелия; 1 % приходится на более тяжелые элементы. Планеты состоят преимущественно из тяжелых элементов, а Земля — из кислорода, кремния и железа.
Опираясь на новые данные, немецкий физик Карл фон Вейцзекер и американский астроном, голландец Джеральд Купье, отклоняют возражения, выдвигаемые против теории Канта — Лапласа. Они предполагают, что Солнце первоначально сгустилось из холодного облака межзвездного вещества, или туманности. Основная часть этого облака превратилась в Солнце, гораздо большее, чем теперешнее, и в то время еще холодное и темное, а часть туманности, около 6%, осталась за его пределами и протянулась на 3,5 миллиона миль (расстояние между Солнцем и Плутоном). До сих пор неизвестно, как эта система начала вращаться, но, раз начавшись, вращение поддерживалось продолжающимся сжатием.
Туманность приняла форму диска и вращалась, как крутящееся блюдце. Так как не все части туманности обладали одинаковой силой тяжести, то она разбилась на шарообразные образования, или отдельности, частицы которых находились в возмущенном движении. Отдельности уменьшались ближе к центру туманности, то есть к Солнцу, и увеличивались по мере приближения к наружному ее краю. Они образовали вращающиеся кольца, располагавшиеся в виде пяти концентрических ожерелий, каждое из которых состояло из пяти «бус». Солнце же, в центре быстро вращающихся ожерелий, оставалось холодным.
Наружная часть каждого ожерелья, или кольца, находилась примерно на таком же расстоянии от центра Солнца, на каком сейчас находятся планеты. Каждое из них обращалось с разной скоростью, но больших столкновений между кольцами, или отдельностями, не происходило. Только там, где внутренний край одного кольца сближался с наружным краем соседнего, ячейки соприкасались, как шестерни, и пылевые частицы на их краях сталкивались.
При столкновении двух одинаковых частиц обе они разбивались и превращались в пыль. Но если маленькая частица сталкивалась со значительно большей, то она внедрялась в нее, увеличивая ее объем. Частицы, увеличившиеся таким путем, начинали притягивать меньшие; в результате все маленькие частицы исчезли и появились огромные глыбы материи. Примерно за сто миллионов лет все тяжелые элементы, присутствовавшие в виде мелкой пыли, скопились в местах сближения колец и образовали глыбы величины планет. Видимо, именно этим взаимным положением колец объясняется тот факт, что каждая планета находится примерно в два раза дальше от Солнца, чем следующая за ней по направлению к Солнцу. Иначе говоря, Земля в два раза дальше от Солнца, чем Венера, Марс в два раза дальше, чем Земля, и т. д.
Между тем Солнце сжалось до своей теперешней величины и стало ярким и светящимся. Достигнув этой стадии, оно начало изливать потоки радиации. (То что эта радиация оказывает давление, показали изменения а орбите спутника «Эхо-1, очевидно, вызванные им ) Этим же объясняется и образование хвостов у комет: это тонкие оболочки газа и пыли, сорванные с тела кометы и развеянные по небу.
Согласно теории Вейцзекера — Купье, планеты вначале были очень похожи на гигантские кометы. Земля,
например, была в 1800 раз больше а диаметре, чем сейчас, потому что она была окружена густой оболочкой водорода и гелия, не участвовавших в построении планеты. Силой солнечной радиации эти газы были вытянуты в колоссальные хвосты и в конце концов совершенно сметены с ближайших планет, от Меркурия до Марса. Наружные планеты, от Юпитера до Нептуна, расположены дальше, и возможно, что те затемняющие туманности, которые их сейчас окружают, состоят из газообразного вещества, оставшегося после рождения солнечной системы.
Эта теория гораздо более полно объясняет нашу солнечную систему, чем все предшествующие, но и ее не все ученые принимают целиком.
Остается еще много сомнений и вопросов, не получивших ответа, но ведь, в сущности, именно это и служит стимулом к новым исследованиям. В этой теории важно одно: исходя из того, что все звезды образовались таким же образом, как и Солнце, она дает возможность предположить, что у многих из них имеются собственные планетные системы. Они слишком малы и темны, чтобы их можно было увидеть в наши телескопы, но астрономы считают, что в одной только галактике Млечного Пути может быть до ста тысяч таких планет, как Земля. А так как поле зрения наших телескопов охватывает около десяти миллионов галактик, то возможно, что во Вселенной вращается десять триллионов «Земель». Но если наша планета, а может быть, и условия на ней не единственные в своем роде, то, значит, и жизнь, такая, какой мы ее знаем, может существовать и во многих других местах Вселенной!
• Автор совсем не упоминает новейшую концепцию возникновения планет, в том числе и нашей Земли, так называемым «холодным» способом, путем накопления космических тел. Создателем этой теории был советский академик О Ю. Шмидт. Сейчас эта теория получает все большее и большее признание. Согласно этой теории, процессы атомного распада радиоактивных элементов должны были обусловить вторичный разогрев Земли и переход ее в расплавленное состояние. При этом, по теории зонной плавки академика А. П. Виноградова, должна была происходить перестройка минералогической структуры Земли до современного ее состояния. В соответствии с изложенной теорией длительность существования Земли как планеты растягивается на многие миллиарды лет.
Через тысячу лет, в средние века, историю происхождения Земли пересмотрел Данте. Он согласился с Сенекой в том, что Земля вышла из воды, но полагал, что она поднялась из нее под влиянием звезд, «притяжением, подобно тому, как магнит притягивает железо».
Пятьсот лет спустя Жорж-Луи Бюфон высказал предположение, что Земля произошла от Солнца: некая сomete fatale (роковая планета) — огромная, с длинным огненным хвостом комета, — проносясь через межзвездное пространство, врезалась прямо в Солнце. Столкновение вызвало взрыв, выбросивший в пространство шарообразные клубы раскаленных газов. Одни шары упали обратно на Солнце, другие исчезли, но девять больших шаров вышли на постоянные орбиты вокруг Солнца, Эти расплавленные сферы вскоре начали изучать тепло и, постепенно остывая, превратились в планеты, такие, какими мы их знаем сейчас.
В 1900 году два американских ученых, Томас Чемберлен и Форест Мултон, высказали предположение, что столкновения могло и не быть. Комету они заманили звездой, так как к этому времени уже было известно, что кометы представляют собой лишь струй пыли и газа. Чемберлен и Мултон полагали, что сила притяжения звезды, проходившей близко от Солнца, могла возбудить приливную волну высотой в сотни, тысячи или даже миллионы миль. Если предположить, что звезда была в десять раз больше Солнца, то она должна была подойти к нему на расстояние в 20 миллионов миль (что в пятьдесят раз больше расстояния от Луны до Земли) для того, чтобы вызвать такой гигантский прилив. По мнению этих ученых, приливная волна под действием силы притяжения поднималась все выше и выше, пока не стала походить на разбивающуюся морскую волну. Тогда вторгшаяся звезда сорвала ее вершину, подобно тому как ветер срывает и уносит пенистые гребни волн. Огромные «горячие капли» оказались втянутыми в звезду, приливная же волна упала обратно на Солнце. Но девять «горячих капель» получили от этих двух небесных тел импульс вращения и начали обращаться вокруг Солнца.
В 1960 году возник новый вариант теории мироздания. Английский ученый Вульф-сон считает что все планеты одновременно, на протяжении двенадцати часов, были оторваны от Солнца звездной подошедшей к нему на расстояние 4 миллионов миль (примерно а семнадцать раз большее, чем расстояние от Земли до Луны). Эта заезда, мчавшаяся со скоростью 60 миль в секунду, возбудила ряд приливных волн, гребни которых были сорваны и унесены в пространство силой всемирного притяжения. Плутон, Уран, Сатурн и Юпитер отрывались по мере приближения звезды к Солнцу, астероиды отделились, когда звезда подошла совсем близко, а Марс, Землю, Венеру и Меркурий звезда отрывала, когда проходила мимо.
Все это не более чем теории. Что происходило на самом деле, никому неизвестно, потому что никто при этом не присутствовал. Теория — это правая рука науки. Она преподносит нам тщательно продуманную картину того, что, по мнению ученых, имело место в действительности. Левая рука науки — это наблюдение. С его помощью ученые ставят опыты, собирают данные, подтверждающие или опровергающие теорию.
Астрономы начади искать в небе опровержения или подтверждения теории столкновения. Они узнали, что самая большая из планет, Юпитер, обращается вокруг Солнца в течение двенадцати лет, а вокруг своей оси — за десять часов (таким образом, на Юпитере год длится двенадцать земных лет, а сутки — десять земных часов). Это означает, что Юпитер обладает значительным запасом вращательной энергии. Установлено, что и другие планеты имеют достаточный запас энергии. фактически на долю планет приходится 97% всей вращательной энергии солнечней системы, на самое же Солнце, имеющее период вращения 27 дней, остается всего лишь 3%. Но если планеты действительно были отторгнуты от Солнца разрушительным действием другой звезды, то Солнце должно было бы обладать гораздо большим запасом энергии и вращаться со скоростью семи оборотов в час, а планеты в таком случае были бы просто брызгами, сорванными с гребня приливной волны, сама же волна и с нею большая часть энергии вернулась бы на Солнце.
Если принять теорию столкновения, то Вселенная представляется хаосом, в котором звезды то и дело налетают друг на друга и раскалываются на части. Но если в космосе действительно царит такое оживленное движение, то планеты, видимо, рискуют погибнуть таким же образом, каким возникли. Впрочем, астрономы уверяют, что особенно бояться нечего. Звезды сталкиваются друг с другом чрезвычайно редко, столь редко, что именно малая вероятность их столкновения и служит главным аргументом против этой теории. Звезды настолько рассеяны в космическом пространстве, что опасность их столкновения или хотя бы просто сближения едва ли возникает даже раз в несколько миллионов лет.
Когда у ученых накапливается слишком много возражений против той или иной теории, они, естественно, начинают искать другую, лучше согласующуюся с фактами. Такая теория была выдвинута в 1796 году французским математиком Пьером Лапласом и немецким философом Эммануилом Кантом. Оба они считали, что планеты образовались одновременно с Солнцем, из того же материала, без вмешательства какого-либо небесного тела.
Лаплас ведет начало мироздания от вращающейся звезды, которую страшный взрыв расколол на части и разметал во все стороны на миллиарды миль. Вращательное движение звезды сообщилось большой туманности, состоящей из частиц газов и пыли, и вся масса начала медленно вращаться. Постепенно клубящаяся масса стала отдавать тепло в пространство, охлаждаться и сжиматься. Точно так же, как акробат или конькобежец в пируэте прижимает руки к телу, чтобы увеличить скорость вращения, так и туманность, сжимаясь, ускоряла свое движение. При этом она сплющилась, приняла форму блюдца и наконец достигла такой скорости, что от ее наружного края оторвался слой вещества, образовавший газовое кольцо. С потерей энергии вращение туманности несколько замедлилось, но так как она продолжала сжиматься, то бег ее снова ускорился и от нее снова оторвалось кольцо. В конце концов туманность уменьшилась до теперешнего объема Солнца. Лаплас полагал, что пылевые частицы этих колец, притягиваясь друг к другу силой тяжести, образовали твердые тела — планеты.
Эта описательная теория была вначале принята большинством ученых, несмотря даже на то, что Лаплас не дал ей полного математического обоснования. Шестьдесят лет спустя английский физик Джемс Кларк Максвелл подверг эту теорию математическому анализу и пришел к выводу, что сила притяжения этих колец была недостаточна для того, чтобы собрать воедино широко рассеянные частицы. Вместо того чтобы превратиться в планеты, они должны были навеки остаться в этом состоянии, как диски Сатурна, состоящие из бесчисленных частиц газа и пыли. Эти частицы вращаются вокруг Сатурна, но они слишком рассеяны, чтобы слиться в спутник.
В наши дни ученые отказались от представлений о катастрофических столкновениях и разрушительных взрывах. Они склоняются к теориям, рассматривающим события как упорядоченное становление, которое длилось очень долго и для определения которого лучше всего подходит понятие «эволюция». Мы знаем, что межзвездное пространство не пусто, но содержит разреженные облака, состоящие из очень рассеянных частиц пыли и газов. Эти туманности содержат примерно те же вещества и в тех же пропорциях, что и Солнце, и другие звезды, то есть на 99% состоят из водорода и гелия; 1 % приходится на более тяжелые элементы. Планеты состоят преимущественно из тяжелых элементов, а Земля — из кислорода, кремния и железа.
Опираясь на новые данные, немецкий физик Карл фон Вейцзекер и американский астроном, голландец Джеральд Купье, отклоняют возражения, выдвигаемые против теории Канта — Лапласа. Они предполагают, что Солнце первоначально сгустилось из холодного облака межзвездного вещества, или туманности. Основная часть этого облака превратилась в Солнце, гораздо большее, чем теперешнее, и в то время еще холодное и темное, а часть туманности, около 6%, осталась за его пределами и протянулась на 3,5 миллиона миль (расстояние между Солнцем и Плутоном). До сих пор неизвестно, как эта система начала вращаться, но, раз начавшись, вращение поддерживалось продолжающимся сжатием.
Туманность приняла форму диска и вращалась, как крутящееся блюдце. Так как не все части туманности обладали одинаковой силой тяжести, то она разбилась на шарообразные образования, или отдельности, частицы которых находились в возмущенном движении. Отдельности уменьшались ближе к центру туманности, то есть к Солнцу, и увеличивались по мере приближения к наружному ее краю. Они образовали вращающиеся кольца, располагавшиеся в виде пяти концентрических ожерелий, каждое из которых состояло из пяти «бус». Солнце же, в центре быстро вращающихся ожерелий, оставалось холодным.
Наружная часть каждого ожерелья, или кольца, находилась примерно на таком же расстоянии от центра Солнца, на каком сейчас находятся планеты. Каждое из них обращалось с разной скоростью, но больших столкновений между кольцами, или отдельностями, не происходило. Только там, где внутренний край одного кольца сближался с наружным краем соседнего, ячейки соприкасались, как шестерни, и пылевые частицы на их краях сталкивались.
При столкновении двух одинаковых частиц обе они разбивались и превращались в пыль. Но если маленькая частица сталкивалась со значительно большей, то она внедрялась в нее, увеличивая ее объем. Частицы, увеличившиеся таким путем, начинали притягивать меньшие; в результате все маленькие частицы исчезли и появились огромные глыбы материи. Примерно за сто миллионов лет все тяжелые элементы, присутствовавшие в виде мелкой пыли, скопились в местах сближения колец и образовали глыбы величины планет. Видимо, именно этим взаимным положением колец объясняется тот факт, что каждая планета находится примерно в два раза дальше от Солнца, чем следующая за ней по направлению к Солнцу. Иначе говоря, Земля в два раза дальше от Солнца, чем Венера, Марс в два раза дальше, чем Земля, и т. д.
Между тем Солнце сжалось до своей теперешней величины и стало ярким и светящимся. Достигнув этой стадии, оно начало изливать потоки радиации. (То что эта радиация оказывает давление, показали изменения а орбите спутника «Эхо-1, очевидно, вызванные им ) Этим же объясняется и образование хвостов у комет: это тонкие оболочки газа и пыли, сорванные с тела кометы и развеянные по небу.
Согласно теории Вейцзекера — Купье, планеты вначале были очень похожи на гигантские кометы. Земля,
например, была в 1800 раз больше а диаметре, чем сейчас, потому что она была окружена густой оболочкой водорода и гелия, не участвовавших в построении планеты. Силой солнечной радиации эти газы были вытянуты в колоссальные хвосты и в конце концов совершенно сметены с ближайших планет, от Меркурия до Марса. Наружные планеты, от Юпитера до Нептуна, расположены дальше, и возможно, что те затемняющие туманности, которые их сейчас окружают, состоят из газообразного вещества, оставшегося после рождения солнечной системы.
Эта теория гораздо более полно объясняет нашу солнечную систему, чем все предшествующие, но и ее не все ученые принимают целиком.
Остается еще много сомнений и вопросов, не получивших ответа, но ведь, в сущности, именно это и служит стимулом к новым исследованиям. В этой теории важно одно: исходя из того, что все звезды образовались таким же образом, как и Солнце, она дает возможность предположить, что у многих из них имеются собственные планетные системы. Они слишком малы и темны, чтобы их можно было увидеть в наши телескопы, но астрономы считают, что в одной только галактике Млечного Пути может быть до ста тысяч таких планет, как Земля. А так как поле зрения наших телескопов охватывает около десяти миллионов галактик, то возможно, что во Вселенной вращается десять триллионов «Земель». Но если наша планета, а может быть, и условия на ней не единственные в своем роде, то, значит, и жизнь, такая, какой мы ее знаем, может существовать и во многих других местах Вселенной!
• Автор совсем не упоминает новейшую концепцию возникновения планет, в том числе и нашей Земли, так называемым «холодным» способом, путем накопления космических тел. Создателем этой теории был советский академик О Ю. Шмидт. Сейчас эта теория получает все большее и большее признание. Согласно этой теории, процессы атомного распада радиоактивных элементов должны были обусловить вторичный разогрев Земли и переход ее в расплавленное состояние. При этом, по теории зонной плавки академика А. П. Виноградова, должна была происходить перестройка минералогической структуры Земли до современного ее состояния. В соответствии с изложенной теорией длительность существования Земли как планеты растягивается на многие миллиарды лет.
Планета Земля
Планета Земля
ОтветитьУдалить