गैस और धूल के बादल से सौर मंडल के निर्माण की परिकल्पना - नेबुलर परिकल्पना - मूल रूप से 18 वीं शताब्दी में इमैनुएल स्वीडनबॉर्ग, इमैनुएल कांट और पियरे-साइमन लाप्लास द्वारा प्रस्तावित की गई थी। भविष्य में, इसका विकास खगोल विज्ञान, भौतिकी, भूविज्ञान और ग्रह विज्ञान सहित कई वैज्ञानिक विषयों की भागीदारी के साथ हुआ। 1950 के दशक में अंतरिक्ष युग के आगमन के साथ-साथ 1990 के दशक में सौर मंडल के बाहर ग्रहों की खोज () के साथ, इस मॉडल ने नए डेटा और टिप्पणियों की व्याख्या करने के लिए कई परीक्षण और सुधार किए हैं।
वर्तमान में स्वीकृत परिकल्पना के अनुसार, सौर मंडल का निर्माण लगभग 4.6 अरब साल पहले एक विशाल अंतरतारकीय गैस और धूल के बादल के एक छोटे से हिस्से के गुरुत्वाकर्षण के पतन के साथ शुरू हुआ था। सामान्य शब्दों में, इस प्रक्रिया को निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है:
- गुरुत्वाकर्षण के पतन के लिए ट्रिगर तंत्र गैस और धूल के बादल के मामले का एक छोटा (सहज) संघनन था (संभावित कारण जिसके कारण बादल की प्राकृतिक गतिशीलता और विस्फोट से सदमे की लहर का पारित होना दोनों हो सकते हैं। बादल का पदार्थ, आदि), जो आसपास के पदार्थ के लिए गुरुत्वाकर्षण आकर्षण का केंद्र बन गया - केंद्र गुरुत्वाकर्षण पतन। बादल में पहले से ही न केवल प्राइमर्डियल हाइड्रोजन और हीलियम था, बल्कि पिछली पीढ़ियों के सितारों से बचे कई भारी तत्व (धातु) भी थे। इसके अलावा, गिरने वाले बादल में कुछ प्रारंभिक कोणीय गति थी।
- गुरुत्वाकर्षण संपीडन की प्रक्रिया में, गैस और धूल के बादल का आकार कम हो गया और कोणीय गति के संरक्षण के नियम के कारण बादल के घूमने की गति बढ़ गई। रोटेशन के कारण, रोटेशन की धुरी के समानांतर और लंबवत बादलों की संपीड़न दर भिन्न होती है, जिसके कारण बादल चपटा हो जाता है और एक विशिष्ट डिस्क का निर्माण होता है।
- संपीडन के परिणामस्वरूप पदार्थ के कणों के आपस में टकराने का घनत्व और तीव्रता बढ़ गई, जिसके परिणामस्वरूप द्रव्य के संपीडित होने पर उसका तापमान लगातार बढ़ता गया। डिस्क के मध्य क्षेत्रों को सबसे अधिक मजबूती से गर्म किया गया।
- कई हज़ार केल्विन के तापमान तक पहुँचने पर, डिस्क का मध्य क्षेत्र चमकने लगा - एक प्रोटोस्टार का निर्माण हुआ। बादल पदार्थ प्रोटोस्टार पर गिरता रहा, जिससे केंद्र में दबाव और तापमान बढ़ गया। डिस्क के बाहरी क्षेत्र अपेक्षाकृत ठंडे रहे। हाइड्रोडायनामिक अस्थिरताओं के कारण, उनमें अलग-अलग सील विकसित होने लगीं, जो प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के पदार्थ से ग्रहों के निर्माण के लिए स्थानीय गुरुत्वाकर्षण केंद्र बन गए।
- जब प्रोटोस्टार के केंद्र में तापमान लाखों केल्विन तक पहुंच गया, तो हाइड्रोजन से हीलियम के थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन की प्रतिक्रिया मध्य क्षेत्र में शुरू हुई। प्रोटोस्टार एक साधारण मुख्य अनुक्रम तारे के रूप में विकसित हुआ है। डिस्क के बाहरी क्षेत्र में, बड़े समूहों ने केंद्रीय तारे के चारों ओर लगभग एक ही तल में और एक ही दिशा में घूमते हुए ग्रहों का निर्माण किया।
बाद का विकास
ऐसा माना जाता था कि सभी ग्रहों का निर्माण लगभग उसी कक्षा में हुआ है जहां वे अभी हैं, लेकिन 20वीं सदी के अंत में - 21वीं सदी की शुरुआत में, यह दृष्टिकोण मौलिक रूप से बदल गया। अब यह माना जाता है कि अपने अस्तित्व की शुरुआत में, सौर मंडल अब जैसा दिखता है उससे बिल्कुल अलग दिखता था। आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, बाहरी सौर मंडल अब की तुलना में आकार में बहुत अधिक कॉम्पैक्ट था, यह सूर्य के बहुत करीब था, और आंतरिक सौर मंडल में, आकाशीय पिंडों के अलावा जो आज तक जीवित हैं, वहाँ थे अन्य वस्तुओं से छोटा नहीं है।
स्थलीय ग्रह
दो खगोलीय पिंडों की विशाल टक्कर, संभवतः पृथ्वी के उपग्रह चंद्रमा को जन्म दे रही है
ग्रहों के युग के अंत में, आंतरिक सौर मंडल में चंद्र से मंगल ग्रह के आकार में 50-100 प्रोटोप्लानेट्स का निवास था। आकाशीय पिंडों के आकार में और वृद्धि इन प्रोटोप्लैनेट के आपस में टकराने और विलय के कारण हुई। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक टक्कर के परिणामस्वरूप, बुध ने अपना अधिकांश भाग खो दिया, जबकि दूसरे के परिणामस्वरूप, तथाकथित। विशाल टक्कर (संभवतः काल्पनिक ग्रह थिया के साथ), एक उपग्रह का जन्म हुआ। टकराव का यह चरण लगभग 100 मिलियन वर्षों तक जारी रहा जब तक कि आज ज्ञात 4 बड़े खगोलीय पिंड कक्षा में नहीं रहे।
इस मॉडल की अनसुलझी समस्याओं में से एक यह तथ्य है कि यह यह नहीं समझा सकता है कि प्रोटोप्लेनेटरी पिंडों की प्रारंभिक कक्षाएँ, जिन्हें एक दूसरे से टकराने के लिए उच्च उत्केंद्रता होनी चाहिए, परिणामस्वरूप स्थिर और वृत्ताकार के करीब कैसे हो सकती हैं। शेष चार ग्रहों की परिक्रमा। एक परिकल्पना के अनुसार, इन ग्रहों का निर्माण ऐसे समय में हुआ था जब अंतर्ग्रहीय अंतरिक्ष में अभी भी महत्वपूर्ण मात्रा में गैस और धूल सामग्री थी, जिसने घर्षण के कारण ग्रहों की ऊर्जा को कम कर दिया और उनकी कक्षाओं को आसान बना दिया। हालांकि, इसी गैस को प्रोटोप्लैनेट की मूल कक्षाओं में बड़े विस्तार की घटना को रोकने के लिए माना जाता था। एक अन्य परिकल्पना से पता चलता है कि आंतरिक ग्रहों की कक्षाओं में सुधार गैस के साथ बातचीत के कारण नहीं हुआ, बल्कि सिस्टम के शेष छोटे निकायों के साथ बातचीत के कारण हुआ। जैसे ही बड़े पिंड छोटी वस्तुओं के एक बादल से गुजरते थे, बाद वाले, गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के कारण, उच्च घनत्व वाले क्षेत्रों में खींचे जाते थे, और इस तरह बड़े ग्रहों के मार्ग पर "गुरुत्वाकर्षण लकीरें" बनाते थे। इस परिकल्पना के अनुसार, इन "लकीरों" के बढ़ते गुरुत्वाकर्षण प्रभाव ने ग्रहों को धीमा कर दिया और अधिक गोल कक्षा में प्रवेश किया।
क्षुद्रग्रह बेल्ट
आंतरिक सौर मंडल की बाहरी सीमा 2 और 4 AU के बीच स्थित है। सूर्य से और प्रतिनिधित्व करता है। और (उदाहरण के लिए, काल्पनिक ग्रह फेथॉन) के बीच एक ग्रह के अस्तित्व के बारे में परिकल्पनाओं को सामने रखा गया था, लेकिन अंत में पुष्टि नहीं की गई थी, जो सौर मंडल के गठन के शुरुआती चरणों में ढह गई ताकि क्षुद्रग्रहों ने क्षुद्रग्रह का निर्माण किया। बेल्ट उसके टुकड़े बन गए। आधुनिक विचारों के अनुसार, क्षुद्रग्रहों का एक भी प्रोटोप्लैनेट-स्रोत नहीं था। क्षुद्रग्रह बेल्ट में मूल रूप से 2-3 पृथ्वी के आकार के ग्रह बनाने के लिए पर्याप्त पदार्थ थे। इस क्षेत्र में बड़ी संख्या में ग्रह-सूक्ष्म थे, जो एक साथ चिपक गए, और कभी भी बड़ी वस्तुओं का निर्माण किया। इन विलय के परिणामस्वरूप, क्षुद्रग्रह बेल्ट में चंद्र से मंगल ग्रह के आकार के लगभग 20-30 प्रोटोप्लैनेट का गठन किया गया था। हालाँकि, जब से बृहस्पति ग्रह बेल्ट के सापेक्ष निकटता में बना था, तब से इस क्षेत्र के विकास ने एक अलग रास्ता अपनाया है। बृहस्पति के साथ शक्तिशाली कक्षीय अनुनाद और साथ ही इस क्षेत्र में अधिक विशाल प्रोटोप्लैनेट के साथ गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रियाओं ने पहले से ही बने ग्रहोजीमों को नष्ट कर दिया। एक विशाल ग्रह के पास से गुजरते समय अनुनाद क्षेत्र में प्रवेश करते हुए, ग्रहों को अतिरिक्त त्वरण प्राप्त हुआ, पड़ोसी आकाशीय पिंडों में दुर्घटनाग्रस्त हो गया और सुचारू रूप से विलय करने के बजाय कुचल दिए गए।
जैसे ही बृहस्पति प्रणाली के केंद्र में चला गया, परिणामी गड़बड़ी अधिक से अधिक स्पष्ट हो गई। इन प्रतिध्वनियों के परिणामस्वरूप, प्लेनेटोज़िमल्स ने अपनी कक्षाओं की विलक्षणता और झुकाव को बदल दिया और यहां तक कि उन्हें क्षुद्रग्रह बेल्ट से बाहर निकाल दिया गया। कुछ बड़े प्रोटोप्लैनेट को भी बृहस्पति द्वारा क्षुद्रग्रह बेल्ट से बाहर फेंक दिया गया था, जबकि अन्य प्रोटोप्लैनेट संभवतः आंतरिक सौर मंडल में चले गए, जहां उन्होंने कुछ शेष स्थलीय ग्रहों के द्रव्यमान को बढ़ाने में अंतिम भूमिका निभाई। कमी की इस अवधि के दौरान, विशाल ग्रहों और विशाल प्रोटोप्लानेट्स के प्रभाव ने क्षुद्रग्रह बेल्ट को पृथ्वी के द्रव्यमान का केवल 1% "पतला" कर दिया, जो कि मुख्य रूप से छोटे ग्रहोजीम थे। हालांकि, यह मान क्षुद्रग्रह बेल्ट के द्रव्यमान के वर्तमान मूल्य से 10-20 गुना अधिक है, जो अब पृथ्वी के द्रव्यमान का 1/2000 है। ऐसा माना जाता है कि कमी की दूसरी अवधि, जिसने क्षुद्रग्रह बेल्ट के द्रव्यमान को उसके वर्तमान मूल्यों पर लाया, तब शुरू हुई जब बृहस्पति और शनि ने 2:1 कक्षीय प्रतिध्वनि में प्रवेश किया।
यह संभावना है कि आंतरिक सौर मंडल के इतिहास में विशाल टकरावों की अवधि ने पृथ्वी के जल भंडार (~6·10 21 किग्रा) को प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। तथ्य यह है कि पृथ्वी के निर्माण के दौरान प्राकृतिक रूप से उत्पन्न होने वाला पानी बहुत अधिक अस्थिर है। सबसे अधिक संभावना है, इसे सौर मंडल के बाहरी, ठंडे क्षेत्रों से पृथ्वी पर लाया गया था। शायद यह बृहस्पति द्वारा क्षुद्रग्रह बेल्ट के बाहर फेंके गए प्रोटोप्लैनेट और प्लेनेटोज़िमल्स थे जो पृथ्वी पर पानी लाए थे। पानी के मुख्य वितरणकर्ताओं की भूमिका के लिए अन्य उम्मीदवार भी मुख्य क्षुद्रग्रह बेल्ट हैं, जिसे 2006 में खोजा गया था, जबकि कुइपर बेल्ट और अन्य दूरदराज के क्षेत्रों से धूमकेतु पृथ्वी पर 6% से अधिक पानी नहीं लाए।
ग्रह प्रवास
निहारिका परिकल्पना के अनुसार सौरमंडल के दो बाहरी ग्रह "गलत" स्थान पर हैं। और, सौर मंडल के "बर्फ के दिग्गज", एक ऐसे क्षेत्र में स्थित हैं जहां नेबुला की सामग्री के कम घनत्व और लंबी कक्षीय अवधियों ने ऐसे ग्रहों के गठन को एक बहुत ही असंभव घटना बना दिया है। ऐसा माना जाता है कि ये दो ग्रह मूल रूप से बृहस्पति और शनि के पास की कक्षाओं में बने थे, जहाँ बहुत अधिक निर्माण सामग्री थी, और सैकड़ों लाखों वर्षों के बाद ही अपनी आधुनिक स्थिति में चले गए।
बाहरी ग्रहों और कुइपर बेल्ट की स्थिति को दर्शाने वाला अनुकरण: a) बृहस्पति और शनि के 2:1 कक्षीय अनुनाद से पहले b) नेप्च्यून की कक्षीय पारी के बाद सौर मंडल के चारों ओर प्राचीन कुइपर बेल्ट की वस्तुओं का बिखराव c) बृहस्पति द्वारा कुइपर बेल्ट की वस्तुओं को बाहर निकालने के बाद प्रणाली में
ग्रहों का प्रवास सौर मंडल के बाहरी क्षेत्रों के अस्तित्व और गुणों की व्याख्या करने में सक्षम है। नेपच्यून से परे, सौर मंडल में कुइपर बेल्ट शामिल है, और, जो छोटे बर्फीले पिंडों के खुले समूह हैं और सौर मंडल में देखे गए अधिकांश धूमकेतुओं को जन्म देते हैं। अब कुइपर बेल्ट 30-55 AU की दूरी पर स्थित है। सूर्य से, बिखरी हुई डिस्क 100 AU से शुरू होती है। सूर्य से, और ऊर्ट बादल 50,000 AU है। केंद्रीय प्रकाश से। हालाँकि, अतीत में, कुइपर बेल्ट बहुत अधिक सघन और सूर्य के करीब थी। इसका बाहरी किनारा लगभग 30 AU पर था। सूर्य से, जबकि इसका आंतरिक किनारा सीधे यूरेनस और नेपच्यून की कक्षाओं के पीछे स्थित था, जो बदले में सूर्य के करीब (लगभग 15-20 AU) और, इसके अलावा, विपरीत क्रम में स्थित था: यूरेनस पृथ्वी से बहुत दूर था। नेपच्यून की तुलना में सूर्य।
सौर मंडल के निर्माण के बाद, बड़ी संख्या में शेष ग्रहों के साथ बातचीत के प्रभाव में सभी विशाल ग्रहों की कक्षाएँ धीरे-धीरे बदलती रहीं। 500-600 मिलियन वर्ष (4 बिलियन वर्ष पूर्व) के बाद, बृहस्पति और शनि ने 2:1 कक्षीय प्रतिध्वनि में प्रवेश किया; शनि ने सूर्य के चारों ओर एक परिक्रमा ठीक उसी समय में की जिसके लिए बृहस्पति ने 2 चक्कर लगाए। इस प्रतिध्वनि ने बाहरी ग्रहों पर एक गुरुत्वाकर्षण दबाव बनाया, जिससे नेपच्यून यूरेनस की कक्षा से बाहर निकल गया और प्राचीन कुइपर बेल्ट में दुर्घटनाग्रस्त हो गया। इसी कारण से, ग्रहों ने अपने आसपास के बर्फीले ग्रहों को सौर मंडल के आंतरिक भाग में फेंकना शुरू कर दिया, जबकि वे स्वयं बाहर की ओर जाने लगे। यह प्रक्रिया इसी तरह से जारी रही: प्रतिध्वनि के प्रभाव में, ग्रहोजिमल्स को उनके रास्ते में मिलने वाले प्रत्येक बाद के ग्रह द्वारा सिस्टम के आंतरिक भाग में फेंक दिया गया, और ग्रहों की कक्षाएँ स्वयं आगे और दूर चली गईं। यह प्रक्रिया तब तक जारी रही जब तक कि ग्रह ग्रह बृहस्पति के प्रत्यक्ष प्रभाव वाले क्षेत्र में प्रवेश नहीं कर गए, जिसके बाद इस ग्रह के विशाल गुरुत्वाकर्षण ने उन्हें अत्यधिक अण्डाकार कक्षाओं में भेज दिया या उन्हें सौर मंडल से बाहर भी फेंक दिया। बदले में, इस कार्य ने बृहस्पति की कक्षा को थोड़ा अंदर की ओर स्थानांतरित कर दिया। बृहस्पति द्वारा अत्यधिक अण्डाकार कक्षाओं में बेदखल की गई वस्तुओं ने ऊर्ट बादल का निर्माण किया, जबकि नेप्च्यून की ओर पलायन करके निकाले गए पिंडों ने आधुनिक कुइपर बेल्ट और बिखरी हुई डिस्क का निर्माण किया। यह परिदृश्य बताता है कि क्यों बिखरी हुई डिस्क और कुइपर बेल्ट का द्रव्यमान कम है। कुछ बाहर निकली हुई वस्तुएं, जिनमें , नेप्च्यून की कक्षा के साथ अंततः गुरुत्वाकर्षण अनुनाद में प्रवेश किया। धीरे-धीरे बिखरी हुई डिस्क के साथ घर्षण ने नेपच्यून और यूरेनस की कक्षाओं को फिर से सुचारू बना दिया।
पांचवीं गैस विशाल के बारे में एक परिकल्पना भी है, जो कट्टरपंथी प्रवास से गुजरती है और सौर मंडल की आधुनिक छवि के निर्माण के दौरान इसके दूर के बाहरी इलाके (जो कि काल्पनिक ग्रह ट्युखे या कोई अन्य "प्लैनेट एक्स" बन गया) या यहां तक कि बाहर धकेल दिया गया था। इससे परे (अनाथ ग्रह बनना)।
नेप्च्यून की कक्षा से परे एक विशाल ग्रह के सिद्धांत की पुष्टि कोन्स्टेंटिन बैट्यगिन और माइकल ब्राउन ने 20 जनवरी, 2016 को छह ट्रांस-नेप्च्यूनियन वस्तुओं की कक्षाओं के आधार पर की थी। गणना में प्रयुक्त इसका द्रव्यमान लगभग 10 पृथ्वी द्रव्यमान था, और सूर्य के चारों ओर क्रांति संभवतः 10,000 से 20,000 पृथ्वी वर्ष थी।
यह माना जाता है कि, बाहरी ग्रहों के विपरीत, प्रणाली के आंतरिक निकायों में महत्वपूर्ण प्रवासन नहीं हुआ, क्योंकि विशाल टक्करों की अवधि के बाद उनकी कक्षा स्थिर रही।
देर से हुई भारी बमबारी
प्राचीन क्षुद्रग्रह बेल्ट के गुरुत्वाकर्षण के टूटने की शुरुआत शायद लगभग 4 अरब साल पहले, सौर मंडल के गठन के 500-600 मिलियन वर्ष बाद हुई थी। यह अवधि कई सौ मिलियन वर्षों तक चली, और इसके परिणाम अभी भी सौर मंडल के भूगर्भीय रूप से निष्क्रिय पिंडों की सतह पर दिखाई दे रहे हैं, जैसे कि चंद्रमा या बुध, कई प्रभाव क्रेटर के रूप में। और पृथ्वी पर जीवन का सबसे पुराना प्रमाण 3.8 अरब साल पहले का है - भारी बमबारी की अवधि के अंत के लगभग तुरंत बाद।
विशाल टकराव सौर मंडल के विकास का एक सामान्य (यद्यपि हाल ही में दुर्लभ) हिस्सा है। इसका प्रमाण 1994 में धूमकेतु शोमेकर-लेवी का बृहस्पति से टकराना, 2009 में बृहस्पति पर एक खगोलीय पिंड का गिरना और एरिज़ोना में एक उल्कापिंड गड्ढा है। इससे पता चलता है कि सौर मंडल में अभिवृद्धि की प्रक्रिया अभी पूरी नहीं हुई है, और इसलिए यह पृथ्वी पर जीवन के लिए खतरा है।
उपग्रहों का निर्माण
प्राकृतिक उपग्रह सौर मंडल के अधिकांश ग्रहों के साथ-साथ कई अन्य पिंडों के आसपास बने हैं। उनके गठन के लिए तीन मुख्य तंत्र हैं:
- एक परिग्रहीय डिस्क से गठन (गैस दिग्गजों के मामले में)
- टक्कर के टुकड़ों से गठन (एक छोटे कोण पर पर्याप्त रूप से बड़ी टक्कर के मामले में)
- उड़ती हुई वस्तु को पकड़ना
बृहस्पति और शनि के कई उपग्रह हैं, जैसे, और, जो संभवत: इन विशाल ग्रहों के चारों ओर डिस्क से उसी तरह बनते हैं जैसे ये ग्रह स्वयं युवा सूर्य के चारों ओर एक डिस्क से बनते हैं। यह उनके बड़े आकार और ग्रह से निकटता से संकेत मिलता है। ये गुण कैप्चर द्वारा प्राप्त उपग्रहों के लिए असंभव हैं, और ग्रहों की गैसीय संरचना किसी अन्य पिंड के साथ एक ग्रह के टकराने से चंद्रमाओं के निर्माण की परिकल्पना को असंभव बना देती है।
भविष्य
खगोलविदों का अनुमान है कि जब तक सूर्य हाइड्रोजन ईंधन से बाहर नहीं निकलेगा, तब तक सौर मंडल में अत्यधिक परिवर्तन नहीं होंगे। यह मील का पत्थर हर्ट्ज़स्प्रंग-रसेल आरेख के मुख्य अनुक्रम से चरण में सूर्य के संक्रमण की शुरुआत करेगा। हालाँकि, किसी तारे के मुख्य अनुक्रम के चरण में भी, सौर मंडल का विकास जारी है।
दीर्घकालिक स्थिरता
सौर मंडल एक अराजक प्रणाली है जिसमें ग्रहों की कक्षाएँ बहुत लंबी अवधि में अप्रत्याशित होती हैं। इस अप्रत्याशितता का एक उदाहरण नेपच्यून-प्लूटो प्रणाली है, जो 3:2 कक्षीय अनुनाद में है। इस तथ्य के बावजूद कि प्रतिध्वनि स्वयं स्थिर रहेगी, किसी भी अनुमान के साथ प्लूटो की कक्षा में 10-20 मिलियन से अधिक वर्षों (ल्यापुनोव समय) की स्थिति का अनुमान लगाना असंभव है। एक अन्य उदाहरण पृथ्वी के घूर्णन की धुरी का झुकाव है, जो कि चंद्रमा के साथ ज्वारीय अंतःक्रियाओं के कारण पृथ्वी के आवरण के भीतर घर्षण के कारण, भविष्य में 1.5 और 4.5 बिलियन वर्षों के बीच किसी बिंदु से गणना नहीं की जा सकती है।
बाहरी ग्रहों की कक्षाएँ बड़े पैमाने पर अव्यवस्थित हैं: उनका ल्यपुनोव समय 2-230 मिलियन वर्ष है। इसका न केवल यह अर्थ है कि भविष्य में इस बिंदु से कक्षा में ग्रह की स्थिति किसी भी सन्निकटन से निर्धारित नहीं की जा सकती है, बल्कि कक्षाएँ स्वयं चरम तरीकों से बदल सकती हैं। प्रणाली की अराजकता कक्षा की विलक्षणता में परिवर्तन में सबसे अधिक दृढ़ता से प्रकट हो सकती है, जिसमें ग्रहों की कक्षाएँ कमोबेश अण्डाकार हो जाती हैं।
सौर मंडल इस मायने में स्थिर है कि अगले कुछ अरब वर्षों में कोई भी ग्रह दूसरे से टकरा नहीं सकता या सिस्टम से बाहर नहीं हो सकता। हालांकि, इस समय सीमा से परे, उदाहरण के लिए, 5 अरब वर्षों के भीतर, मंगल की कक्षा की विलक्षणता 0.2 के मान तक बढ़ सकती है, जो मंगल और पृथ्वी की कक्षाओं के प्रतिच्छेदन की ओर ले जाएगी, और इसलिए एक वास्तविक टक्कर की धमकी। इसी अवधि में, बुध की कक्षा की विलक्षणता और भी अधिक बढ़ सकती है, और बाद में एक निकट का मार्ग बुध को सौर मंडल से बाहर फेंक सकता है, या इसे स्वयं शुक्र या पृथ्वी के साथ टकराव के रास्ते पर रख सकता है।
ग्रहों के उपग्रह और वलय
ग्रहों की चंद्र प्रणाली का विकास प्रणाली के निकायों के बीच ज्वारीय बातचीत से निर्धारित होता है। उपग्रह की ओर से ग्रह पर अभिनय करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल में अंतर के कारण, इसके विभिन्न क्षेत्रों में (अधिक दूर के क्षेत्र कमजोर आकर्षित होते हैं, जबकि करीब वाले मजबूत होते हैं), ग्रह का आकार बदलता है - यह थोड़ा सा लगता है उपग्रह की दिशा में फैला हुआ है। यदि ग्रह के चारों ओर उपग्रह के परिक्रमण की दिशा ग्रह के घूर्णन की दिशा के साथ मेल खाती है, और साथ ही ग्रह उपग्रह की तुलना में तेजी से घूमता है, तो ग्रह का यह "ज्वारीय पहाड़ी" संबंध में लगातार "भाग" जाएगा उपग्रह को। इस स्थिति में, ग्रह के घूर्णन का कोणीय संवेग उपग्रह में स्थानांतरित हो जाएगा। यह इस तथ्य की ओर ले जाएगा कि उपग्रह ऊर्जा प्राप्त करेगा और धीरे-धीरे ग्रह से दूर चला जाएगा, जबकि ग्रह ऊर्जा खो देगा और अधिक से अधिक धीरे-धीरे घूमेगा।
पृथ्वी और चंद्रमा ऐसे विन्यास के उदाहरण हैं। पृथ्वी के संबंध में चंद्रमा का घूमना निश्चित रूप से तय होता है: पृथ्वी के चारों ओर चंद्रमा की क्रांति की अवधि (वर्तमान में लगभग 29 दिन) चंद्रमा की अपनी धुरी के चारों ओर घूमने की अवधि के साथ मेल खाती है, और इसलिए चंद्रमा हमेशा बदल जाता है एक ही तरफ पृथ्वी। चंद्रमा धीरे-धीरे पृथ्वी से दूर जा रहा है, जबकि पृथ्वी का घूर्णन धीरे-धीरे धीमा हो रहा है। 50 अरब वर्षों में, यदि वे सूर्य के विस्तार से बचे रहते हैं, तो पृथ्वी और चंद्रमा एक-दूसरे से बंधे हो जाएंगे। वे तथाकथित स्पिन-ऑर्बिटल रेजोनेंस में प्रवेश करेंगे, जिसमें चंद्रमा 47 दिनों में पृथ्वी की परिक्रमा करेगा, दोनों पिंडों की अपनी धुरी के चारों ओर घूमने की अवधि समान होगी, और प्रत्येक खगोलीय पिंड हमेशा दिखाई देगा केवल एक तरफ से अपने साथी के लिए।
इस विन्यास के अन्य उदाहरण बृहस्पति के गैलीलियन उपग्रहों की प्रणालियाँ हैं, साथ ही साथ शनि के अधिकांश बड़े चंद्रमा भी हैं।
नेपच्यून और उसके चंद्रमा ट्राइटन, वोयाजर 2 मिशन के फ्लाईबाई के दौरान फोटो खिंचवाए। भविष्य में, इस उपग्रह के ज्वारीय ताकतों से फटने की संभावना है, जिससे ग्रह के चारों ओर एक नया वलय बन जाएगा।
एक अलग परिदृश्य उन प्रणालियों की प्रतीक्षा करता है जिसमें उपग्रह ग्रह के चारों ओर घूमने की तुलना में तेज़ी से घूमता है, या जिसमें उपग्रह ग्रह के घूमने की विपरीत दिशा में चलता है। ऐसे मामलों में, ग्रह का ज्वारीय विरूपण लगातार उपग्रह की स्थिति से पिछड़ जाता है। यह निकायों के बीच कोणीय गति के हस्तांतरण की दिशा को उलट देता है। जो बदले में ग्रह के घूर्णन में तेजी लाएगा और उपग्रह की कक्षा में कमी लाएगा। समय के साथ, उपग्रह ग्रह की ओर तब तक सर्पिल होगा जब तक कि यह किसी बिंदु पर या तो ग्रह की सतह या वायुमंडल पर गिर नहीं जाता है, या ज्वारीय ताकतों से अलग हो जाता है, इस प्रकार एक ग्रहीय वलय को जन्म देता है। ऐसा भाग्य मंगल के उपग्रह (30-50 मिलियन वर्षों में), नेपच्यून के उपग्रह (3.6 बिलियन वर्षों में), और बृहस्पति, और यूरेनस और नेपच्यून के कम से कम 16 छोटे चंद्रमाओं की प्रतीक्षा कर रहा है। यूरेनस का उपग्रह पड़ोसी चंद्रमा से भी टकरा सकता है।
और अंत में, तीसरे प्रकार के विन्यास में, ग्रह और उपग्रह एक दूसरे के संबंध में ज्वार-भाटे से तय होते हैं। इस मामले में, "ज्वारीय पहाड़ी" हमेशा उपग्रह के ठीक नीचे स्थित होता है, कोणीय गति का कोई हस्तांतरण नहीं होता है, और, परिणामस्वरूप, कक्षीय अवधि नहीं बदलती है। इस तरह के विन्यास का एक उदाहरण प्लूटो और है।
विश्वविद्यालय: निर्दिष्ट नहीं
परिचय 3
सौर मंडल की उत्पत्ति 4
सौर प्रणाली विकास 6
निष्कर्ष 9
सन्दर्भ 10
परिचय
खगोल विज्ञान की वह शाखा जो खगोलीय पिंडों की उत्पत्ति और विकास का अध्ययन करती है, कॉस्मोगोनी कहलाती है। कॉस्मोगोनी ब्रह्मांडीय पदार्थ के रूपों को बदलने की प्रक्रियाओं की पड़ताल करती है, जिससे व्यक्तिगत खगोलीय पिंडों और उनकी प्रणालियों का निर्माण होता है, और उनके बाद के विकास की दिशा होती है। कॉस्मिक रिसर्च से रासायनिक तत्वों और कॉस्मिक किरणों के उद्भव, चुंबकीय क्षेत्रों की उपस्थिति और रेडियो उत्सर्जन के स्रोतों जैसी समस्याओं का समाधान भी होता है।
ब्रह्मांड संबंधी समस्याओं का समाधान बड़ी कठिनाइयों से जुड़ा है, क्योंकि आकाशीय पिंडों का उद्भव और विकास इतनी धीमी गति से होता है कि प्रत्यक्ष अवलोकनों के माध्यम से इन प्रक्रियाओं का पता लगाना असंभव है; ब्रह्मांडीय घटनाओं के पाठ्यक्रम का समय इतना लंबा है कि खगोल विज्ञान का पूरा इतिहास, उनकी अवधि की तुलना में, एक पल लगता है। इसलिए, ब्रह्मांड विज्ञान, खगोलीय पिंडों के एक साथ देखे गए भौतिक गुणों की तुलना करके, उनके विकास के क्रमिक चरणों की विशिष्ट विशेषताओं को स्थापित करता है।
वास्तविक डेटा की कमी से परिकल्पना के रूप में ब्रह्मांड संबंधी अध्ययन के परिणामों को औपचारिक रूप देने की आवश्यकता होती है, अर्थात। टिप्पणियों, सैद्धांतिक गणनाओं और प्रकृति के बुनियादी नियमों के आधार पर वैज्ञानिक धारणाएं। परिकल्पना के आगे के विकास से पता चलता है कि यह किस हद तक प्रकृति के नियमों और इसके द्वारा भविष्यवाणी किए गए तथ्यों के मात्रात्मक मूल्यांकन से मेल खाती है।
अतीत के खगोलविदों ने सौर मंडल के निर्माण के लिए कई सिद्धांतों की पेशकश की, और बीसवीं शताब्दी के 40 के दशक में, सोवियत खगोलशास्त्री ओटो श्मिट ने सुझाव दिया कि सूर्य, आकाशगंगा के केंद्र के चारों ओर घूमते हुए, धूल के एक बादल पर कब्जा कर लिया। इस विशाल ठंडे धूल के बादल के पदार्थ से ठंडे घने पूर्व-ग्रहीय पिंड बने - ग्रह।
सौरमंडल की उत्पत्ति
चंद्र मिट्टी के नमूनों और उल्कापिंडों में पाई जाने वाली सबसे पुरानी चट्टानें लगभग 4.5 अरब वर्ष पुरानी हैं। सूर्य की आयु की गणना ने एक करीबी मूल्य दिया - 5 अरब वर्ष। यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि वर्तमान में सौर मंडल बनाने वाले सभी निकायों का गठन लगभग 4.5-5 अरब साल पहले हुआ था।
सबसे विकसित परिकल्पना के अनुसार, वे सभी एक विशाल ठंडी गैस और धूल के बादल के विकास के परिणामस्वरूप बने। यह परिकल्पना सौर मंडल की संरचना की कई विशेषताओं की व्याख्या करती है, विशेष रूप से, ग्रहों के दो समूहों के बीच महत्वपूर्ण अंतर।
कई अरब वर्षों के दौरान, बादल और उसके घटक पदार्थ में काफी बदलाव आया है। इस बादल को बनाने वाले कण विभिन्न कक्षाओं में सूर्य की परिक्रमा करते थे।
कुछ टकरावों के परिणामस्वरूप, कण नष्ट हो गए, जबकि अन्य में वे बड़े हो गए। पदार्थ के बड़े थक्के उत्पन्न हुए - भविष्य के ग्रहों और अन्य पिंडों के भ्रूण।
ग्रहों के उल्कापिंड "बमबारी" को भी इन विचारों की पुष्टि माना जा सकता है - वास्तव में, यह उस प्रक्रिया की निरंतरता है जिसके कारण अतीत में उनका गठन हुआ। वर्तमान में, जब कम और कम उल्कापिंड अंतर्ग्रहीय अंतरिक्ष में रहता है, तो यह प्रक्रिया ग्रह निर्माण के प्रारंभिक चरणों की तुलना में बहुत कम तीव्र होती है।
उसी समय, पदार्थ का पुनर्वितरण और उसका विभेदन बादल में हुआ। मजबूत ताप के प्रभाव में, गैसें सूर्य के आसपास से निकल गईं (ज्यादातर ब्रह्मांड में सबसे आम - हाइड्रोजन और हीलियम) और केवल ठोस दुर्दम्य कण रह गए। इस पदार्थ से पृथ्वी, उसके उपग्रह - चंद्रमा, साथ ही स्थलीय समूह के अन्य ग्रहों का निर्माण हुआ।
ग्रहों के निर्माण के दौरान और बाद में अरबों वर्षों तक, उनकी गहराई में और सतह पर पिघलने, क्रिस्टलीकरण, ऑक्सीकरण और अन्य भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं हुईं। इससे पदार्थ की मूल संरचना और संरचना में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन हुआ जिससे सौर मंडल के सभी मौजूदा निकाय बनते हैं।
सूर्य से दूर, बादल की परिधि में, ये वाष्पशील धूल के कणों पर जम गए। हाइड्रोजन और हीलियम की सापेक्षिक मात्रा में वृद्धि हुई। इस पदार्थ से विशाल ग्रहों का निर्माण हुआ, जिनका आकार और द्रव्यमान स्थलीय समूह के ग्रहों से काफी अधिक है। आखिरकार, बादल के परिधीय भागों का आयतन बड़ा था, और इसलिए, जिस पदार्थ से सूर्य से दूर के ग्रह बने थे, उसका द्रव्यमान भी बड़ा था।
हाल के वर्षों में अंतरिक्ष यान की मदद से प्राप्त विशाल ग्रहों के उपग्रहों की प्रकृति और रासायनिक संरचना पर डेटा, सौर मंडल के पिंडों की उत्पत्ति के बारे में आधुनिक विचारों की वैधता की एक और पुष्टि बन गया है। ऐसी परिस्थितियों में जब हाइड्रोजन और हीलियम, जो प्रोटोप्लेनेटरी क्लाउड की परिधि में चले गए थे, विशाल ग्रहों का हिस्सा बन गए, उनके उपग्रह चंद्रमा और स्थलीय ग्रहों के समान हो गए।
हालांकि, ग्रहों और उनके उपग्रहों की संरचना में प्रोटोप्लेनेटरी क्लाउड के सभी मामले शामिल नहीं थे। इसके पदार्थ के कई थक्के ग्रह प्रणाली के अंदर क्षुद्रग्रहों और यहां तक कि छोटे पिंडों के रूप में और इसके बाहर धूमकेतु नाभिक के रूप में बने रहे।
सौर मंडल का विकास
सैद्धांतिक रूप से, ग्रह लगभग एक ही समय में सूर्य के साथ मिलकर बने और एक प्लाज्मा अवस्था में थे। एकीकृत प्रणाली का गठन गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रियाओं के दौरान किया गया था जो वर्तमान समय में इसका समर्थन करते हैं। भविष्य में, ग्रह, कम ऊर्जा-गहन प्रणालियों के रूप में, जल्दी से परमाणु और आणविक संलयन, क्रस्ट के गठन और सूचना विकास की प्रक्रियाओं में बदल गए।
सिस्टम की परिधि से शीतलन, ऊर्जा हानि की प्रक्रिया शुरू हुई। दूर के ग्रह पहले ठंडा हो गए, पदार्थ आणविक अवस्था में चला गया, और क्रस्ट का निर्माण हुआ। यहां, ब्रह्मांडीय विकिरण के रूप में एक बाहरी सूचना कारक प्रक्रियाओं की ऊर्जा सशर्तता से जुड़ा है। वी.आई. वर्नाडस्की ने 1965 में लिखा था: ... पृथ्वी ग्रह के इतिहास में, हम लगातार, वास्तव में आकाशगंगा की ऊर्जा और भौतिक अभिव्यक्ति का सामना करते हैं - ब्रह्मांडीय पदार्थ के रूप में - उल्कापिंड और धूल (जिसे अक्सर लिया जाता था) भूवैज्ञानिकों द्वारा खाते में) और सामग्री और ऊर्जा, आंखों के लिए अदृश्य और सचेत रूप से एक व्यक्ति द्वारा ब्रह्मांडीय विकिरणों को भेदने से महसूस नहीं किया जाता है। पिछली शताब्दी के एक अन्य आधिकारिक शोधकर्ता, हेस ने 1933 में साबित किया कि ये विकिरण - धाराएँ - हमारे ग्रह पर, इसके जीवमंडल में, प्राथमिक कणों को लगातार लाती हैं, जिससे वायु आयनीकरण होता है, जिसका महत्व पृथ्वी के गोले की ऊर्जा में सर्वोपरि है।
ग्रह की पपड़ी का निर्माण एक ऊर्जा-सूचना अंतःक्रिया है, जिसके बाद ग्रह प्रणाली को गांगेय सूचना विनिमय की प्रक्रिया में शामिल किया जाता है। ग्रह प्रणाली द्वारा ऊर्जा हानि की अगली मात्रा को ऊर्जा की बचत करने वाली सूचना के स्तर में वृद्धि द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। बढ़े हुए बाहरी सूचना प्रभाव के तहत बायोपॉलिमर जटिल आणविक समूह बनाते हैं, जिसके विकास से एक जीवित कोशिका और जैविक जीवन का उदय होता है। जीवन की उत्पत्ति में बाहरी कारक की भूमिका पर वैज्ञानिकों द्वारा लंबे समय से चर्चा की गई है। पहले संस्करणों में से एक अरहेनियस (1859-1927) द्वारा सामने रखा गया था कि निर्वात में बिखरे हुए ब्रह्मांडीय धूल के बीच अनगिनत विवाद होने चाहिए - जीवित पदार्थ के रोगाणु जो ग्रहों, स्थलीय ग्रहों से आते हैं, और वे फिर से गिर जाते हैं समय। एक अन्य संस्करण उल्कापिंडों की मदद से जीवित प्राणियों का स्थानांतरण था। इन संस्करणों को खारिज किए बिना, हम यह मानने के इच्छुक हैं कि मुख्य संचरण केवल भौतिक नहीं है, बल्कि भौतिक-सूचनात्मक, लहर और क्षेत्र प्रभाव है।
किसी भी ऊर्जा-सूचना संरचना के लिए, सौर प्रणाली को सिस्टम की ऊर्जा क्षमता में गिरावट के साथ पदार्थ के संगठन के सूचना स्तर में वृद्धि की विशेषता है। निस्संदेह, दूर के ग्रहों के ठंडा होने की प्रक्रिया में, सौर मंडल की कुल ऊर्जा क्षमता अब की तुलना में अधिक थी, इसलिए, दूर के ग्रहों के जीवन का सूचना स्तर, निश्चित रूप से, पृथ्वी पर अब हम जो देखते हैं, उससे कम था।
जैसे-जैसे सिस्टम का समग्र ऊर्जा स्तर गिरता गया, सौर मंडल में सूचना अंतःक्रियाओं के स्तर में वृद्धि हुई। दूर के ग्रहों द्वारा बाहरी सूचना का स्वागत प्रणाली के आंतरिक ऊर्जा स्तर और बाहरी सूचना स्तर की संगत बातचीत के साथ हुआ। उस समय, ऊर्जा-सूचना विनिमय की गांगेय प्रणाली संतुलन में आ रही थी। इसके अलावा, जैसे-जैसे सौर मंडल और पूरे ब्रह्मांड का विकास हुआ, ऊर्जा-सूचना विनिमय को उच्च स्तर की जानकारी से समृद्ध किया गया, व्यक्तिगत सूचना परमाणुओं (जो कि सौर मंडल है) और पूरी आकाशगंगा दोनों की ऊर्जा क्षमता कम हो गई।
सौर मंडल में लौटते हुए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, सबसे अधिक संभावना है, दूर के ग्रहों का विकास कम समय में हुआ, क्योंकि उनकी शीतलन दर अधिक थी। साथ ही, सौर मंडल की उच्च ऊर्जा क्षमता ने उन्हें संतुलन में नहीं आने दिया। इन सभी कारकों ने, निश्चित रूप से, इन प्रणालियों के सूचना विकास में योगदान नहीं दिया। इसलिए, उनका विकास तेजी से अपने सूचनात्मक शिखर पर पहुंच गया, अर्थात। प्रणाली की ऐसी विकासवादी स्थिति, जब ऊर्जा को बांधने वाला घना भौतिक पदार्थ अब सिस्टम को ऊर्जा क्षय से बचाने में सक्षम नहीं है। यह पूरे सिस्टम की न्यूनतम ऊर्जा की स्थिति है। पदार्थ के संगठन के उच्च स्तरों के विघटन की प्रक्रिया ऊर्जा की रिहाई के साथ शुरू होती है।
सौर मंडल के पैमाने पर, क्षय प्रक्रियाओं में बहुत लंबा समय लगता है, सौर मंडल के सभी छह शीतलन ग्रह (प्लूटो, नेपच्यून, यूरेनस, शनि, बृहस्पति, मंगल) आणविक क्षय की स्थिति में हैं, में निरंतर कमी भौतिक निर्वात में ऊर्जा संक्रमण का ऊर्जा स्तर। भविष्य में, आणविक क्षय की प्रक्रिया परमाणु क्षय में बदल जाती है, आंतरिक दूरी कम हो जाती है, और सुपरडेंस मैटर बनता है। क्षय के इन चरणों में, निर्वात में ऊर्जा की अधिकतम मात्रा जारी की जाती है।
निष्कर्ष
आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, सौर मंडल का निर्माण लगभग 4.6 अरब साल पहले एक विशाल अंतरतारकीय आणविक बादल के एक छोटे से हिस्से के गुरुत्वाकर्षण के पतन के साथ शुरू हुआ था। अधिकांश मामला पतन के गुरुत्वाकर्षण केंद्र में समाप्त हुआ, इसके बाद एक तारे का निर्माण हुआ - सूर्य। जो पदार्थ केंद्र में नहीं गिरा, उसने अपने चारों ओर घूमते हुए एक प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क का निर्माण किया, जिससे बाद में ग्रह, उनके उपग्रह, क्षुद्रग्रह और सौर मंडल के अन्य छोटे पिंड बने।
गैस और धूल के बादल से सौर मंडल के निर्माण की परिकल्पना - नेबुलर परिकल्पना - मूल रूप से 18 वीं शताब्दी में इमैनुएल स्वीडनबॉर्ग, इमैनुएल कांट और पियरे-साइमन लाप्लास द्वारा प्रस्तावित की गई थी। भविष्य में, इसका विकास खगोल विज्ञान, भौतिकी, भूविज्ञान और ग्रह विज्ञान सहित कई वैज्ञानिक विषयों की भागीदारी के साथ हुआ। 1950 के दशक में अंतरिक्ष युग के आगमन के साथ-साथ 1990 के दशक में सौर मंडल (एक्सोप्लैनेट) के बाहर ग्रहों की खोज के साथ, इस मॉडल को नए डेटा और अवलोकनों की व्याख्या करने के लिए कई बार परीक्षण और परिष्कृत किया गया है।
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(अब जब लगभग 100 ग्रह प्रणालियों की खोज की गई है, तो यह सौर के बारे में नहीं, बल्कि ग्रह प्रणाली के बारे में बात करने के लिए प्रथागत है) लगभग 200 साल पहले तय किया जाने लगा, जब दो उत्कृष्ट वैज्ञानिक - दार्शनिक आई। कांट, गणितज्ञ और खगोलशास्त्री पी। लाप्लास ने लगभग एक साथ अपनी उत्पत्ति की पहली वैज्ञानिक परिकल्पना तैयार की। यह कहा जाना चाहिए कि स्वयं परिकल्पनाएँ और उनके आसपास की चर्चा और अन्य परिकल्पनाएँ (उदाहरण के लिए, जे। जीन्स) पूरी तरह से सट्टा प्रकृति की थीं। केवल 50 के दशक में। 20 वीं सदी आधुनिक परिकल्पना के निर्माण की अनुमति देने के लिए पर्याप्त डेटा एकत्र किया गया था।
ग्रह प्रणाली की उत्पत्ति के बारे में एक व्यापक परिकल्पना, जो ग्रहों और उनके वायुमंडल की रासायनिक और समस्थानिक संरचना में अंतर जैसे मुद्दों को विस्तार से बताएगी, आज तक मौजूद नहीं है। इसी समय, ग्रह प्रणाली की उत्पत्ति के बारे में आधुनिक विचार काफी आत्मविश्वास से ऐसे मुद्दों की व्याख्या करते हैं जैसे ग्रहों का दो समूहों में विभाजन, रासायनिक संरचना में मुख्य अंतर और ग्रह प्रणाली के गतिशील इतिहास।
ग्रहों का निर्माण बहुत तेज होता है; इस प्रकार, पृथ्वी को बनाने में लगभग 100,000,000 वर्ष लगे। हाल के वर्षों में की गई गणनाओं से पता चला है कि ग्रहों के निर्माण की आधुनिक परिकल्पना काफी हद तक प्रमाणित है।
कणों का जमना
गठित प्रोटोप्लानेटरी डिस्क में, कणों का सहसंयोजन शुरू हुआ। चिपकना कणों की संरचना द्वारा प्रदान किया जाता है। वे कार्बन, सिलिकेट या लोहे के धूल के कण हैं, जिन पर बर्फ (पानी, मीथेन, आदि) "फर कोट" उगता है। सूर्य के चारों ओर धूल के कणों के घूमने की गति काफी अधिक थी (यह केप्लरियन गति है, जो दसियों किलोमीटर प्रति सेकंड है), लेकिन सापेक्ष वेग बहुत कम होते हैं, और टक्कर के दौरान कण एक साथ छोटे गांठों में चिपक जाते हैं। साइट से सामग्री
ग्रहों की उपस्थिति
बहुत जल्दी, आकर्षक ताकतों ने गांठों की वृद्धि में निर्णायक भूमिका निभानी शुरू कर दी। इससे यह तथ्य सामने आया कि गठित समुच्चय की वृद्धि दर उनके द्रव्यमान के लगभग पाँचवीं शक्ति के समानुपाती होती है। नतीजतन, प्रत्येक कक्षा में एक बड़ा पिंड बना रहा - भविष्य का ग्रह और, संभवतः, बहुत छोटे द्रव्यमान के कई और पिंड, जो इसके उपग्रह बन गए।
ग्रहों की बमबारी
अंतिम चरण में, यह अब कण नहीं थे जो पृथ्वी और अन्य ग्रहों पर गिरे थे, बल्कि क्षुद्रग्रहों के आकार के पिंड थे। उन्होंने पदार्थ के संघनन, आंतों के गर्म होने और समुद्रों और गड्ढों के रूप में उनकी सतहों पर निशान की उपस्थिति में योगदान दिया। यह अवधि है
आज तक, सौर मंडल की उत्पत्ति के बारे में कई परिकल्पनाएं ज्ञात हैं, जिनमें जर्मन दार्शनिक आई. कांट (1724-1804) और फ्रांसीसी गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी पी। लाप्लास (1749-1827) द्वारा स्वतंत्र रूप से प्रस्तावित शामिल हैं। आई. कांट के दृष्टिकोण में एक ठंडी धूल भरी निहारिका का विकासवादी विकास शामिल था, जिसके दौरान केंद्रीय विशाल पिंड, सूर्य पहले उत्पन्न हुआ, और फिर ग्रहों का जन्म हुआ। पी. लाप्लास ने मूल निहारिका को गैसीय और बहुत गर्म माना, तीव्र घूर्णन की अवस्था में। सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल के प्रभाव में संकुचित होकर, कोणीय गति के संरक्षण के नियम के कारण नेबुला तेजी से और तेजी से घूमता है। भूमध्यरेखीय बेल्ट में तेजी से घूमने से उत्पन्न होने वाले बड़े केन्द्रापसारक बलों की कार्रवाई के तहत, छल्ले क्रमिक रूप से इससे अलग हो गए, शीतलन और संक्षेपण के परिणामस्वरूप ग्रहों में बदल गए। इस प्रकार पी. लाप्लास के सिद्धांत के अनुसार सूर्य से पहले ग्रहों का निर्माण हुआ। विचाराधीन दो परिकल्पनाओं के बीच इतने अंतर के बावजूद, वे दोनों एक ही विचार से आते हैं - नीहारिका के प्राकृतिक विकास के परिणामस्वरूप सौर मंडल का उदय हुआ। और इसलिए इस विचार को कभी-कभी कांट-लाप्लास परिकल्पना कहा जाता है। हालांकि, कई गणितीय विरोधाभासों के कारण इस विचार को छोड़ना पड़ा, और कई "ज्वारीय सिद्धांतों" द्वारा प्रतिस्थापित किया गया।
सबसे प्रसिद्ध सिद्धांत सर जेम्स जीन्स द्वारा प्रस्तुत किया गया था, जो प्रथम और द्वितीय विश्व युद्ध के बीच के वर्षों में खगोल विज्ञान के प्रसिद्ध लोकप्रिय थे। (वे एक प्रमुख खगोल भौतिक विज्ञानी भी थे, और यह उनके करियर के अंत की ओर ही था कि उन्होंने शुरुआती लोगों के लिए किताबें लिखना शुरू कर दिया।)
चावल। 1. जीन्स का ज्वारीय सिद्धांत। एक तारा सूर्य के पास से गुजरता है, खिंचता है
इसमें से एक पदार्थ (चित्र। ए और बी); इस पदार्थ से ग्रह बनते हैं (चित्र C)
जीन्स के अनुसार, ग्रहों के पदार्थ को पास के एक तारे द्वारा सूर्य से "बाहर निकाला" गया था, और फिर ग्रहों का निर्माण करते हुए अलग-अलग भागों में विघटित हो गया। इसी समय, सबसे बड़े ग्रह (शनि और बृहस्पति) ग्रह प्रणाली के केंद्र में स्थित हैं, जहां कभी सिगार के आकार के नेबुला का मोटा हिस्सा था।
यदि वास्तव में ऐसा होता, तो ग्रह प्रणाली अत्यंत दुर्लभ होती, क्योंकि तारे एक दूसरे से बहुत अधिक दूरी से अलग होते हैं, और यह बहुत संभव है कि हमारी ग्रह प्रणाली गैलेक्सी में एकमात्र होने का दावा कर सकती है। लेकिन गणितज्ञों ने फिर से हमला किया, और अंततः ज्वारीय सिद्धांत विज्ञान के कचरे के डिब्बे में गैसीय लाप्लास के छल्ले में शामिल हो गए। एक
2. सौरमंडल की उत्पत्ति का आधुनिक सिद्धांत
आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, सौर मंडल के ग्रह एक ठंडी गैस और धूल के बादल से बने हैं जो अरबों साल पहले सूर्य को घेरे हुए थे। यह दृष्टिकोण रूसी वैज्ञानिक, शिक्षाविद ओ.यू की परिकल्पना में सबसे अधिक लगातार परिलक्षित होता है। श्मिट (1891-1956), जिन्होंने दिखाया कि ब्रह्मांड विज्ञान की समस्याओं को खगोल विज्ञान और पृथ्वी विज्ञान, मुख्य रूप से भूगोल, भूविज्ञान और भू-रसायन विज्ञान के सम्मिलित प्रयासों से हल किया जा सकता है। परिकल्पना के केंद्र में O.Yu. श्मिट ठोस और धूल कणों के संयोजन से ग्रहों के निर्माण का विचार है। सूर्य के पास उभरे गैस और धूल के बादल में शुरू में 98% हाइड्रोजन और हीलियम शामिल थे। शेष तत्व धूल के कणों में संघनित हो गए। बादल में गैस की अराजक गति शीघ्र ही समाप्त हो गई: इसे सूर्य के चारों ओर बादल की शांत गति से बदल दिया गया।
धूल के कण केंद्रीय तल में केंद्रित होते हैं, जिससे घनत्व में वृद्धि होती है। जब परत का घनत्व एक निश्चित महत्वपूर्ण मूल्य पर पहुंच गया, तो इसका अपना गुरुत्वाकर्षण सूर्य के गुरुत्वाकर्षण के साथ "प्रतिस्पर्धा" करने लगा। धूल की परत अस्थिर निकली और अलग-अलग धूल के थक्कों में बिखर गई। एक-दूसरे से टकराकर उन्होंने कई निरंतर घने पिंडों का निर्माण किया। उनमें से सबसे बड़े ने लगभग गोलाकार कक्षाओं का अधिग्रहण किया और उनकी वृद्धि में अन्य निकायों से आगे निकलना शुरू हो गया, जो भविष्य के ग्रहों के संभावित भ्रूण बन गए। अधिक विशाल पिंडों की तरह, नियोप्लाज्म ने गैस और धूल के बादल के शेष पदार्थ को खुद से जोड़ लिया। अंत में, नौ बड़े ग्रह बने, जिनकी कक्षाओं में गति अरबों वर्षों तक स्थिर रहती है।
भौतिक विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए सभी ग्रहों को दो समूहों में बांटा गया है। उनमें से एक में अपेक्षाकृत छोटे स्थलीय ग्रह हैं - बुध, शुक्र, पृथ्वी और मंगल। उनका पदार्थ अपेक्षाकृत उच्च घनत्व द्वारा प्रतिष्ठित है: औसतन, लगभग 5.5 ग्राम / सेमी 3, जो पानी के घनत्व से 5.5 गुना अधिक है। दूसरा समूह विशाल ग्रहों से बना है: बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून। इन ग्रहों का द्रव्यमान विशाल है। इस प्रकार, यूरेनस का द्रव्यमान 15 पृथ्वी द्रव्यमान के बराबर है, और बृहस्पति 318 है। विशाल ग्रहों में मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम होते हैं, और उनके पदार्थ का औसत घनत्व पानी के घनत्व के करीब होता है। जाहिर है, इन ग्रहों के पास स्थलीय ग्रहों की सतह के समान ठोस सतह नहीं है। एक विशेष स्थान पर नौवें ग्रह का कब्जा है - प्लूटो, जिसे मार्च 1930 में खोजा गया था। आकार में, यह स्थलीय ग्रहों के करीब है। बहुत समय पहले यह पता नहीं चला था कि प्लूटो एक दोहरा ग्रह है: इसमें एक केंद्रीय पिंड और एक बहुत बड़ा उपग्रह है। दोनों खगोलीय पिंड द्रव्यमान के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूमते हैं।
ग्रह निर्माण की प्रक्रिया में, उनका दो समूहों में विभाजन इस तथ्य के कारण होता है कि सूर्य से दूर बादल के कुछ हिस्सों में तापमान कम था और हाइड्रोजन और हीलियम को छोड़कर सभी पदार्थ ठोस कणों का निर्माण करते थे। उनमें से, मीथेन, अमोनिया और पानी प्रबल था, जिसने यूरेनस और नेपच्यून की संरचना को निर्धारित किया। सबसे बड़े ग्रहों की संरचना - बृहस्पति और शनि, इसके अलावा, एक महत्वपूर्ण मात्रा में गैसें निकलीं। स्थलीय ग्रहों के क्षेत्र में, तापमान बहुत अधिक था, और सभी वाष्पशील पदार्थ (मीथेन और अमोनिया सहित) गैसीय अवस्था में बने रहे, और इसलिए, ग्रहों की संरचना में शामिल नहीं थे। इस समूह के ग्रह मुख्य रूप से सिलिकेट और धातुओं से बने हैं। 2
ब्रह्मांड का पहला भूकेंद्रीय मॉडल गणितज्ञ अलेक्जेंडर टॉलेमी ने 150 ईस्वी में प्रस्तावित किया था। उनके मॉडल को ईसाई धर्मशास्त्रियों द्वारा स्वीकार किया गया था और वास्तव में, विहित - पूर्ण सत्य के पद तक ऊंचा किया गया था। इस मॉडल के अनुसार, स्थिर पृथ्वी ब्रह्मांड में केंद्रीय स्थान पर है, और सूर्य, चंद्रमा, ग्रह और तारे विभिन्न क्षेत्रों में इसकी परिक्रमा करते हैं। हालाँकि, इसी तरह के विचारों को प्राचीन यूनानी दार्शनिक अरस्तू (384-322 ईसा पूर्व) द्वारा बहुत पहले सामने रखा गया था। उन्होंने तर्क दिया कि पृथ्वी ब्रह्मांड का केंद्र है। और अरस्तू के इन विचारों ने डेढ़ हजार वर्षों तक विचारकों के दिमाग को पंगु बना दिया, जो कि ईसाई चर्च द्वारा काफी हद तक सुगम था, जिसने उन्हें विहित किया।
निकोलस कोपरनिकस पहले व्यक्ति थे जिन्होंने क्लॉडियस टॉलेमी का खंडन किया और वैज्ञानिक रूप से साबित किया कि पृथ्वी ब्रह्मांड का केंद्र नहीं है। उन्होंने सूर्य को ब्रह्मांड के केंद्र में रखा और ब्रह्मांड का एक सूर्यकेन्द्रित मॉडल बनाया। चर्च के उत्पीड़न के डर से, कोपरनिकस ने अपनी मृत्यु से कुछ समय पहले अपना काम छापने के लिए दिया। उनकी प्रणाली महान वैज्ञानिक की मृत्यु के बाद प्रकाशित हुई थी। हालांकि, चर्च ने उन्हें और किताब को अचेत कर दिया और आधिकारिक तौर पर इस पर प्रतिबंध लगा दिया।
कोपरनिकन सिद्धांत के समर्थक गैलीलियो गैलीली थे, जिन्होंने पहली बार तारों वाले आकाश का अध्ययन करने के लिए एक दूरबीन का इस्तेमाल किया और देखा कि ब्रह्मांड पहले की तुलना में बहुत बड़ा है, और ग्रहों के चारों ओर उपग्रह हैं, जो सूर्य के चारों ओर ग्रहों की तरह हैं। अपने ग्रहों के चारों ओर घूमते हैं। गैलीलियो ने प्रयोगात्मक रूप से गति के नियमों का अध्ययन किया। लेकिन चर्च ने वैज्ञानिक के उत्पीड़न का मंचन किया और उस पर न्यायिक जांच का दरबार लगाया। गैलीलियो यातना और जिओर्डानो ब्रूनो के भाग्य से डरता था और आधिकारिक तौर पर अपनी शिक्षाओं को त्याग दिया था। लेकिन अदालत से बाहर निकलते हुए, उन्होंने कथित तौर पर बुदबुदाया: "और फिर भी यह (पृथ्वी) घूम रही है।"
जिओर्डानो ब्रूनो कोपरनिकस और गैलीलियो से आगे निकल गए: उन्होंने सिद्धांत बनाया कि तारे सूर्य की तरह हैं, कि ग्रह भी सितारों के चारों ओर कक्षाओं में घूमते हैं। इसके अलावा, उन्होंने तर्क दिया कि ब्रह्मांड में कई बसे हुए संसार हैं, कि मनुष्य के अलावा, ब्रह्मांड में अन्य सोच वाले प्राणी हैं। इसके लिए, ईसाई चर्च द्वारा जिओर्डानो की निंदा की गई और उसे दांव पर लगा दिया गया, और उसके शिक्षण को अचेत कर दिया गया।
जिओर्डानो ब्रूनो के पास एक असाधारण स्मृति थी, उन्होंने कहा कि वह कैनन और नागरिक कानून के 26 हजार लेख, बाइबिल से 6 हजार मार्ग और ओविड द्वारा एक हजार कविताओं को दिल से सुनाने में सक्षम थे। इस उपहार के लिए धन्यवाद, उन्हें यूरोप के ड्यूक और राजाओं के दरबार में प्राप्त किया गया, जहां उन्होंने गणित, खगोल विज्ञान और दर्शन पर बहुत खुशी के साथ चर्चा की। ब्रूनो ने बिना किसी अपवाद के सभी लोगों के लिए प्रेम के धर्म की वकालत की। वह अपनी वाक्पटु प्रतिभा और ज्ञान से मंत्रमुग्ध हो गए। ब्रूनो ने पूरे यूरोप की यात्रा की। किंग हेनरी III ने उन्हें सोरबोन में असाधारण प्रोफेसर बनाया।
डेसकार्टेस का भौतिक अध्ययन मुख्य रूप से यांत्रिकी, प्रकाशिकी और ब्रह्मांड की सामान्य संरचना से संबंधित है। उनका मानना था कि ब्रह्मांड पूरी तरह से गतिशील पदार्थ से भरा है और अपनी अभिव्यक्तियों में आत्मनिर्भर है। डेसकार्टेस ने अविभाज्य परमाणुओं और शून्यता को नहीं पहचाना और प्राचीन और समकालीन दोनों परमाणुवादियों की तीखी आलोचना की। उन्होंने साधारण पदार्थ के अतिरिक्त अदृश्य सूक्ष्म पदार्थों के एक व्यापक वर्ग का चयन किया, जिसकी सहायता से उन्होंने ऊष्मा, गुरुत्व, विद्युत और चुम्बकत्व की क्रिया को समझाने का प्रयास किया। डेसकार्टेस ने संवेग की अवधारणा पेश की, संवेग के संरक्षण का नियम तैयार किया। प्रकाश प्रसार - परावर्तन और अपवर्तन के नियमों का अध्ययन किया। वह प्रकाश के वाहक के रूप में ईथर के विचार का मालिक है, इंद्रधनुष की व्याख्या। डेसकार्टेस ने दो अलग-अलग मीडिया की सीमा पर प्रकाश के अपवर्तन के नियम को प्राप्त किया, जिससे दूरबीन सहित ऑप्टिकल उपकरणों में सुधार करना संभव हो गया।
सौर मंडल की उत्पत्ति के बारे में परिकल्पना
कई शोधकर्ताओं ने सौर मंडल की उत्पत्ति की समस्या को हल करने का प्रयास किया है। सौर मंडल के निर्माण के लिए पहली वैज्ञानिक परिकल्पना 1644 में रेने डेसकार्टेस द्वारा प्रस्तावित की गई थी। उनके अनुसार, सौर मंडल का निर्माण प्राथमिक नीहारिका से हुआ था, जो एक डिस्क के आकार का था और इसमें गैस और धूल शामिल थे। 1745 में, बफन ने सुझाव दिया कि जिस पदार्थ से ग्रहों का निर्माण हुआ था, वह किसी बड़े धूमकेतु या अन्य तारे के बहुत करीब से गुजरने से सूर्य से दूर हो गया था। 19वीं सदी के अंत में दार्शनिक आई. कांट और गणितज्ञ पी. लाप्लास ने अपनी परिकल्पनाओं का प्रस्ताव रखा, जिसका सार यह है कि तारे और ग्रह मूल गैस-धूल नीहारिका के क्रमिक संपीड़न द्वारा ब्रह्मांडीय धूल से बने थे।
कांट और लाप्लास की परिकल्पनाएँ भिन्न थीं। कांट एक ठंडी धूल भरी निहारिका के विकासवादी विकास से आगे बढ़े, जिसके दौरान केंद्रीय विशाल पिंड पहले उत्पन्न हुआ - भविष्य का सूर्य, और फिर ग्रह। लाप्लास के अनुसार, मूल नीहारिका गैसीय और गर्म थी और तेजी से घूमती थी। सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल के प्रभाव में संकुचित होकर, यह तेजी से और तेजी से घूमता है। भूमध्यरेखीय पेटी में अपकेंद्री बलों के कारण वलय क्रमिक रूप से इससे अलग हो गए। इसके बाद, ये छल्ले संघनित हो गए, और ग्रह निकल गए। लाप्लास के अनुसार सूर्य से पहले ग्रहों का निर्माण हुआ। इन परिकल्पनाओं के बीच महत्वपूर्ण अंतर के बावजूद, उन्हें एक में जोड़ा जाता है: संक्षेपण के परिणामस्वरूप गैस-धूल नेबुला के प्राकृतिक विकास के परिणामस्वरूप सौर मंडल उत्पन्न हुआ। कांट और लाप्लास की परिकल्पना केंद्रीय निकाय - सूर्य और ग्रहों के बीच सौर मंडल के कोणीय गति के असामान्य वितरण का सामना करने में विफल रही। कोणीय गति प्रणाली का "घूर्णन का भंडार" है। यह घूर्णन ग्रहों की कक्षीय गति और सूर्य और ग्रहों के उनके अक्षों के चारों ओर घूमने से बना है। जीन्स परिकल्पना (20 वीं शताब्दी की शुरुआत) सौर मंडल के गठन की व्याख्या संयोग से करती है, इसे सबसे दुर्लभ घटना मानते हुए। जिस पदार्थ से बाद में ग्रहों का निर्माण हुआ, वह एक "पुराने" सूर्य से उसके पास एक निश्चित तारे के आकस्मिक मार्ग के दौरान बाहर निकल गया था। घटना तारे की ओर से काम कर रहे ज्वारीय बलों के लिए धन्यवाद, गैस का एक जेट सूर्य की सतह परतों से बाहर निकाला गया था। यह जेट सूर्य के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में बना रहा। भविष्य में, जेट संघनित हुआ और ग्रह बन गया। यदि जीन्स की परिकल्पना सही होती, तो आकाशगंगा में बहुत कम ग्रह प्रणालियाँ होतीं। अतः जीन्स परिकल्पना को अस्वीकार किया जाना चाहिए। इसके अलावा, यह सौर मंडल में कोणीय गति के वितरण की व्याख्या करने में भी असमर्थ है। लाइमैन स्पिट्जर की गणना से पता चला है कि किसी तारे से निकाले गए जेट का पदार्थ आसपास के स्थान में फैल जाना चाहिए, और इसका संघनन नहीं होगा। वूल्फसन द्वारा विकसित जीन्स परिकल्पना के नवीनतम संस्करण से पता चलता है कि जिस गैस जेट से ग्रहों का निर्माण हुआ था, उसे सूर्य से नहीं, बल्कि एक विशाल ढीले तारे से बाहर निकाला गया था (वर्तमान पृथ्वी की कक्षा की त्रिज्या का 10 गुना) और अपेक्षाकृत छोटा द्रव्यमान। गणना से पता चलता है कि यदि इस तरह से ग्रह प्रणाली का गठन किया गया था, तो आकाशगंगा में उनमें से बहुत कम होंगे (प्रति 100,000 सितारों पर एक ग्रह प्रणाली)। कई सितारों के आसपास ग्रहों की खोजों ने आखिरकार जीन्स-वुल्फसन की परिकल्पना को दफन कर दिया।
यह पता चला कि सौर मंडल के कोणीय गति का शेर का हिस्सा विशाल ग्रहों बृहस्पति और शनि की कक्षीय गति में केंद्रित है। लाप्लास परिकल्पना के दृष्टिकोण से, यह पूरी तरह से समझ से बाहर है। जब एक वलय तेजी से घूमने वाली नीहारिका से अलग हो जाता है, तो निहारिका की परतें जिनसे सूर्य बाद में संघनित होता है, प्रति इकाई द्रव्यमान, लगभग समान कोणीय गति होती है जो अलग वलय की सामग्री के रूप में होती है। इस प्रकार, ग्रहों की कुल कोणीय गति "प्रोटो-सूर्य" की तुलना में बहुत कम होनी चाहिए। इसलिए, कांट और लाप्लास की परिकल्पना से मुख्य निष्कर्ष सूर्य और ग्रहों के बीच कोणीय गति के वास्तविक वितरण का खंडन करता है।
एच। एल्वेन ने कांट और लाप्लास की परिकल्पना को बचाते हुए सुझाव दिया कि एक बार सूर्य के पास एक बहुत मजबूत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र था। तारे के चारों ओर की नीहारिका में तटस्थ परमाणु होते हैं। विकिरण और टकराव की क्रिया के तहत परमाणु आयनित हो गए। आयन चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं से जाल में गिर गए और घूर्णन प्रकाश के बाद दूर हो गए। धीरे-धीरे, सूर्य ने अपना घूर्णन क्षण खो दिया, इसे गैस बादल में स्थानांतरित कर दिया। प्रस्तावित परिकल्पना की कमजोरी यह थी कि सबसे हल्के तत्वों के परमाणुओं को सूर्य के करीब आयनित किया जाना चाहिए था, जबकि भारी तत्वों के परमाणु - आगे। इसका मतलब यह है कि सूर्य के सबसे निकट के ग्रहों में हाइड्रोजन और हीलियम और लोहे और निकल के अधिक दूर के ग्रह शामिल होंगे। तथ्य कुछ और ही कहते हैं। इस कठिनाई को दूर करने के लिए खगोलशास्त्री एफ. हॉयल ने सुझाव दिया कि सूर्य की उत्पत्ति निहारिका की गहराई में हुई है। यह तेजी से घूमता है, और नीहारिका अधिक से अधिक सपाट हो जाती है, एक डिस्क में बदल जाती है। धीरे-धीरे, डिस्क भी तेज होने लगी और सूर्य धीमा हो गया। इस मामले में कोणीय गति डिस्क में चली गई। फिर डिस्क में ग्रह बने। लेकिन किसी तीसरे बल के हस्तक्षेप के बिना सूर्य की गिरावट की कल्पना करना असंभव है। हॉयल की परिकल्पना की कठिनाई और विरोधाभास यह है कि यह कल्पना करना आसान नहीं है कि अतिरिक्त हाइड्रोजन और हीलियम मूल गैसीय डिस्क में "समाधान" कैसे कर सकते थे, जिससे ग्रहों का निर्माण हुआ, क्योंकि ग्रहों की रासायनिक संरचना स्पष्ट रूप से इससे अलग है। सूरज की; दूसरे, यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि प्रकाश गैसों ने सौर मंडल को कैसे छोड़ा (हॉयल द्वारा प्रस्तावित वाष्पीकरण प्रक्रिया काफी कठिनाइयों में चलती है)। हॉयल की परिकल्पना की मुख्य कठिनाई "प्रोटो-सूर्य" के लिए एक बहुत मजबूत चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता है, जो आधुनिक ज्योतिषीय अवधारणाओं का तीव्र रूप से खंडन करता है।
1937 में ओटो यूलिविच श्मिट (1891-1956)। नेस्टरोव का पोर्ट्रेट। साइट से फोटो: http://territa.ru/ |
1944 में, ओ यू श्मिट ने एक परिकल्पना प्रस्तावित की जिसके अनुसार ग्रह प्रणाली का निर्माण गैस-धूल नेबुला से पकड़े गए पदार्थ से हुआ था, जिसके माध्यम से सूर्य एक बार गुजरा था, जो तब भी लगभग "आधुनिक" रूप में था। इस परिकल्पना में टोक़ के साथ कोई कठिनाई नहीं है। 1961 की शुरुआत में, इस परिकल्पना को अंग्रेजी कॉस्मोगोनिस्ट लिटलटन द्वारा विकसित किया गया था। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सूर्य के लिए पर्याप्त मात्रा में पदार्थ पर कब्जा करने के लिए, नेबुला के संबंध में इसका वेग एक सौ मीटर प्रति सेकंड के क्रम में बहुत छोटा होना चाहिए। सीधे शब्दों में कहें तो सूर्य को इस बादल में फंसना चाहिए और उसके साथ चलना चाहिए। इस परिकल्पना में ग्रहों के बनने का संबंध तारे के बनने की प्रक्रिया से नहीं है। लेकिन यह परिकल्पना इस सवाल का जवाब नहीं देती है: सूर्य कहाँ, कब और कैसे बना? आधुनिक ब्रह्मांडीय भौतिकी मानती है (हालांकि यह स्पष्ट नहीं है कि क्यों?) कि एक गैस, जब उसका द्रव्यमान और घनत्व एक निश्चित मूल्य तक पहुँच जाता है, तो अपने स्वयं के आकर्षण के प्रभाव में एक ठंडी गैस की गेंद का निर्माण करते हुए संकुचित और संघनित होता है। गैस बादल के स्वतःस्फूर्त संपीड़न की धारणा बहुत ही तुच्छ है। ऐसा संपीड़न प्रकृति में कहीं भी नहीं देखा जाता है और न ही हो सकता है। लेकिन इस परिकल्पना में कहा गया है कि निरंतर संपीड़न के परिणामस्वरूप, गैसीय क्षेत्र का तापमान बढ़ना चाहिए, क्योंकि गैसीय क्षेत्र के आकर्षण के क्षेत्र में कणों की संभावित ऊर्जा केंद्र के पास पहुंचने पर कथित रूप से घट जाती है। |
उस समय बादल का तापमान -220°C था। पहले तो बादल सजातीय था, और फिर उसमें गुच्छे दिखाई देने लगे ( लेकिन क्यों, परिकल्पना स्पष्ट नहीं करती है; ए. जी.), मुख्य रूप से गुरुत्वाकर्षण संकुचन के कारण ( लेकिन क्या गैस और धूल को संपीड़ित करता है? ए. जी.) नतीजतन, बादल में पदार्थ गर्म होने लगा और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में रासायनिक तत्वों और उनके यौगिकों को अलग करके अलग हो गया ( लेकिन इस गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को किसने बनाया? ए. जी.) तो, एस्ट्रोफिजिसिस्ट एल। स्पिट्जर ने दिखाया कि यदि बादल का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से 10-20 हजार गुना अधिक है, और उसमें पदार्थ का घनत्व 20 परमाणु प्रति घन सेमी से अधिक है, तो ऐसा बादल शुरू होता है अपने ही द्रव्यमान के प्रभाव में सिकुड़ने के लिए। ( लेकिन गैलेक्सी में इतने घने बादल नहीं मिले हैं।).
लेकिन ऐसा बादल अपने आप कैसे बनता है? यह इस तरह के दबाव में कैसे संकुचित होता है? ठंडा होने पर ही गैस को कंप्रेस किया जा सकता है। इस मामले में, यह पहले एक तरल में बदल जाता है, और फिर एक ठोस चरण में चला जाता है। जब इस तरह के ठोस को गर्म किया जाता है, तो यह वाष्पित हो जाता है और वापस बादल में बदल जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, धूमकेतु सूर्य के पास आते ही व्यवहार करते हैं। वे वाष्पित हो जाते हैं और द्रव्यमान खो देते हैं। खगोल भौतिकीविदों का सुझाव है कि प्रोटोप्लानेटरी क्लाउड वाला प्रोटोसन लगभग 6 अरब साल पहले बना था। प्रोटोप्लेनेटरी क्लाउड में पदार्थ पहले समान रूप से वितरित किया गया था, और फिर अलग-अलग क्षेत्रों में क्लस्टर करना शुरू कर दिया, जिससे बाद में तारे बने। लेकिन यह परिकल्पना किसी भी तरह से यह नहीं समझाती है कि एक सजातीय प्रोटोप्लेनेटरी क्लाउड में क्लस्टर और क्लस्टर क्यों बनने लगे। लेकिन अगर हम यह मान लें कि भौतिकी के नियमों के विपरीत, गैस बादल एक गेंद बन गया, और गेंद एक तारे में सिकुड़ गई, तो इस तारे के ऊर्जा स्रोत की व्याख्या करना असंभव है, जो इसे कणों और विद्युत चुम्बकीय तरंगों को विकीर्ण करने की अनुमति देता है। . आखिरकार, थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया शुरू होने से पहले, क्लाउड-स्टार के आंतों में तापमान कम से कम 20 मिलियन डिग्री केल्विन तक बढ़ जाना चाहिए। यदि ऊर्जा का एक और गैर-गुरुत्वाकर्षण स्रोत प्रकट नहीं होता है, तो स्टार संपीड़न के परिणामस्वरूप विकिरण की प्रक्रिया जल्दी से ऊर्जा की थकावट को जन्म देगी, और ऐसा तारा वाष्पित हो जाएगा और फिर से एक ढीले बादल में बदल जाएगा, लेकिन चमक नहीं पाएगा . हालांकि, संपीड़न प्रक्रिया, भौतिकी के सभी नियमों के विपरीत, इस तथ्य की ओर ले जाती है कि तारे के मध्य क्षेत्रों को बहुत अधिक तापमान तक गर्म किया जाता है, उनमें दबाव इतना अधिक हो जाता है कि हाइड्रोजन नाभिक से संलयन की एक थर्मोन्यूक्लियर संलयन प्रतिक्रिया होती है। हीलियम नाभिक शुरू होता है। इस मामले में, बहुत सारी ऊर्जा निकलती है, जो गैस के गोले को गर्म करती है। थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन के लिए कई दसियों लाख डिग्री के तापमान की आवश्यकता होती है। जिस अवधि के दौरान एक तारा, गैस बादल से सिकुड़ता है, उस अवस्था में पहुँच जाता है जब उसके मध्य क्षेत्रों में थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएँ संचालित होने लगती हैं, संकुचन अवधि कहलाती है। तारे में सभी हाइड्रोजन के हीलियम में बदल जाने के बाद, यह एक लाल विशालकाय अवस्था में पहुँच जाएगा - इसका विस्तार होगा। ( यह पूरी तरह से समझ से बाहर है कि क्यों, ठंडा होने पर, तारा अचानक विस्तार करेगा, और अनुबंध नहीं करेगा।) इसके अलावा, परिकल्पना में कहा गया है कि अब तारा, जिसमें पहले से ही हीलियम है, सिकुड़ जाएगा। इस संकुचन से इसके केंद्र में तापमान बढ़कर 100 मिलियन डिग्री या उससे अधिक हो जाएगा। ( एक बहुत ही तुच्छ धारणा!) फिर एक और थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया शुरू होगी - हीलियम नाभिक से कार्बन नाभिक का निर्माण। यह प्रतिक्रिया बड़े पैमाने पर नुकसान और विकिरण ऊर्जा की रिहाई के साथ भी होगी। तारे का तापमान फिर से बढ़ जाएगा, जिससे तारे का संपीड़न रुक जाएगा। गैसीय पदार्थ से तारों की उत्पत्ति की यह परिकल्पना गंभीर कठिनाइयों से मिलती है: आकाशगंगा में बहुत कम हाइड्रोजन है, इसके कुल द्रव्यमान का केवल 2%। यदि तारे वास्तव में गैस से बनते हैं, तो आकाशगंगा में तारे का निर्माण जल्दी समाप्त होना चाहिए। इस बीच, आकाशगंगाओं में, हमारे सहित, नए युवा सितारे दिखाई देते हैं - नीले दिग्गज और सुपरजायंट।
कांट और लाप्लास की नेबुलर परिकल्पनाओं में एक महत्वपूर्ण कमी है: वे यह नहीं समझाते हैं कि सूर्य और ग्रहों ने आपस में इतनी असमान रूप से संवेग (संवेग का संवेग) क्यों वितरित किया: सूर्य संवेग के क्षण का लगभग 2% है, और ग्रह लगभग 98% हैं, हालांकि सभी ग्रहों का कुल द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से 750 गुना कम है।
श्मिट अपनी परिकल्पना में सूर्य और ग्रहों की विभिन्न उत्पत्ति से आगे बढ़ते हैं। लेकिन अंत के अनुरूप होने के लिए, किसी को यह मानना होगा कि न केवल सूर्य और ग्रह अलग-अलग उत्पन्न हुए हैं, बल्कि सभी ग्रहों की एक अलग उत्पत्ति भी है, क्योंकि उनका संवेग का एक अलग विशिष्ट क्षण भी है (प्रति इकाई गति की मात्रा) द्रव्यमान)। यदि पृथ्वी की गति के विशिष्ट क्षण को 1 के रूप में लिया जाता है, तो सौर मंडल के ग्रहों में गति के निम्नलिखित विशिष्ट क्षण होंगे (लेविन बी.एस. पृथ्वी और ग्रहों की उत्पत्ति):
प्रोटोप्लेनेटरी गैस-डस्ट क्लाउड के वे हिस्से, जो एक बार कथित तौर पर सूर्य से मिले थे, इसके द्वारा इसकी कक्षा में कब्जा कर लिया गया था। और बादल के ये हिस्से, यदि केवल बाद वाला नहीं घूमता (यदि बादल घूमता है, तो जाहिरा तौर पर, इंटरस्टेलर स्पेस में केन्द्रापसारक बल के प्रभाव में सूर्य से मिलने से पहले ही विलुप्त हो जाना चाहिए), बिल्कुल एक ही विशिष्ट क्षण होना चाहिए गति के बाद से, वे कब्जा करने से पहले, वे एक ही दिशा में चले गए और एक ही गति थी। और ग्रहों को भी, समान विशिष्ट कोणीय गति होनी चाहिए यदि वे श्मिट की परिकल्पना के अनुसार आए हों।
सौरमंडल के ग्रहों के उपग्रहों के तीसरे भाग में परिसंचरण की दिशा सौर मंडल के विपरीत होती है। यह सौर मंडल में नेपच्यून ट्राइटन के सबसे बड़े उपग्रहों में से एक है, फिर शनि के उपग्रह फोएबे, बृहस्पति के चार बाहरी छोटे उपग्रह और यूरेनस के पांच उपग्रह हैं। श्मिट की परिकल्पना के अनुसार, सौर मंडल के सभी पिंडों को एक ही दिशा में और एक ही तल में घूमना चाहिए।
सौर मंडल के आधे ग्रहों में भूमध्य रेखा के बड़े झुकाव उनकी कक्षा के तल पर हैं (पृथ्वी, मंगल, शनि और नेपच्यून के लिए 23 ° से अधिक और यूरेनस के लिए झुकाव 98 ° है)। यदि ग्रह एक बादल से बनते हैं, तो उनकी कक्षाओं का झुकाव सूर्य के भूमध्य रेखा के तल पर होता है और उनके भूमध्य रेखा के विमानों का झुकाव उनकी कक्षाओं के तल पर नहीं होता।
यदि तारे वास्तव में गैस से बनते हैं, तो गैलेक्सी में पहले से ही विशेष रूप से संकुचित गैस बादलों का पता लगाया जा सकता है, जो धीरे-धीरे सितारों में बदल जाते हैं। लेकिन तारकीय संघों में ऐसे कोई समूह नहीं हैं। गैस बादलों से तारों तक कोई संक्रमणकालीन अवस्था नहीं है। लेकिन गैलेक्सी में ऐसे क्षेत्र हैं जहां से "समाप्त" तारे बाहर निकल जाते हैं, और मेटागैलेक्सी में - यहां तक कि पूरी "समाप्त" आकाशगंगाएं भी।
यांत्रिकी के नियमों के अनुसार, एक महत्वपूर्ण घूर्णी क्षण वाला गैस-धूल का बादल बस मौजूद नहीं हो सकता है और सूर्य की तरह धीरे-धीरे घूमने वाले एकल तारे में नहीं बदल सकता है। ऐसे बादल का अपने आप वलयों में घूमना भी असंभव है। यह कोई संयोग नहीं है कि केंद्र के चारों ओर आकाशगंगा में तारों का घूर्णन आकाशगंगा के गैसीय डिस्क के घूर्णन की तुलना में अधिक गति के क्रम में होता है, जो वैसे, छल्ले से नहीं, बल्कि आस्तीन से मिलकर बनता है। इस प्रकार, सितारों और ग्रहों के निर्माण की मौजूदा परिकल्पनाएं, वी। अंबर्टसुमियन की परिकल्पना को छोड़कर, सच्चाई से बहुत दूर हैं।
1966 में ब्यूराकन (आर्मेनिया) में विक्टर अमाज़स्पोविच एंबर्टसुमियन और जान हेंड्रिक ऊर्ट। वेबसाइट से फोटो: http://www.ambartsumian.ru/इस तथ्य के बावजूद कि वैज्ञानिक ब्लैक होल और न्यूट्रॉन सितारों के काफी सटीक मॉडल बना रहे हैं, ऐसा कोई सिद्धांत नहीं है जो सौर मंडल की उत्पत्ति और इसकी सभी ज्ञात विशेषताओं की व्याख्या कर सके। सौर मंडल की उत्पत्ति के सिद्धांत को सभी ज्ञात तथ्यों की व्याख्या करनी चाहिए और गतिकी और आधुनिक भौतिकी के नियमों का खंडन नहीं करना चाहिए। इसके अलावा, इस सिद्धांत से परिणाम प्राप्त होने चाहिए जो भविष्य की खोजों द्वारा पुष्टि की जाएगी: सिद्धांत को न केवल व्याख्या करना चाहिए, बल्कि भविष्यवाणी भी करनी चाहिए। अब तक सामने रखी गई सभी परिकल्पनाओं का खंडन किया गया है या भौतिक सिद्धांत के कठोर अनुप्रयोग के साथ अप्रमाणित हैं।
पृथ्वी की पपड़ी की सबसे पुरानी चट्टानें 4 अरब साल पहले जमी थीं। ऐसा माना जाता है कि पृथ्वी का निर्माण 4.6 अरब साल पहले ही हुआ था। पृथ्वी के ठंडा हुए समय का मापन रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय के बाद चट्टानों में छोड़े गए सीसा, हीलियम और अन्य तत्वों के निशान पर आधारित है। उल्कापिंडों और चंद्र मिट्टी के नमूनों के अध्ययन से पता चलता है कि ठोस अवस्था में उनकी आयु पृथ्वी की आयु से अधिक नहीं होती है। यह माना जाता है कि पूरे सौर मंडल की एक ही उम्र है।
सौर मंडल की उत्पत्ति का एक संतोषजनक सिद्धांत सबसे पहले ग्रहों, उपग्रहों, क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं के अस्तित्व को ध्यान में रखना चाहिए। इसे ग्रहों की स्थिति, उनकी कक्षाओं का आकार, कुल्हाड़ियों का झुकाव और परिक्रमा की गति और कक्षा के साथ गति की व्याख्या करनी चाहिए, ग्रहों के बीच कोणीय गति के वितरण की व्याख्या करनी चाहिए। अभी तक, ऐसा कोई सिद्धांत नहीं है, और हम केवल परिकल्पना बनाने के बारे में बात कर सकते हैं।
