მზის სისტემის გაზისა და მტვრის ღრუბლისგან წარმოქმნის ჰიპოთეზა - ნისლეულის ჰიპოთეზა - თავდაპირველად შემოთავაზებული იქნა მე-18 საუკუნეში ემანუელ სვედენბორგის, იმანუელ კანტის და პიერ-სიმონ ლაპლასის მიერ. მომავალში მისი განვითარება მოხდა მრავალი სამეცნიერო დისციპლინის მონაწილეობით, მათ შორის ასტრონომიის, ფიზიკის, გეოლოგიისა და პლანეტარული მეცნიერების. 1950-იან წლებში კოსმოსური ეპოქის დადგომასთან ერთად, ისევე როგორც 1990-იან წლებში მზის სისტემის გარეთ პლანეტების აღმოჩენასთან ერთად (), ამ მოდელმა გაიარა მრავალი ტესტი და გაუმჯობესება ახალი მონაცემებისა და დაკვირვებების ასახსნელად.
ამჟამად მიღებული ჰიპოთეზის მიხედვით, მზის სისტემის ფორმირება დაიწყო დაახლოებით 4,6 მილიარდი წლის წინ, გიგანტური ვარსკვლავთშორისი გაზისა და მტვრის ღრუბლის მცირე ნაწილის გრავიტაციული კოლაფსით. ზოგადად, ეს პროცესი შეიძლება აღწერილი იყოს შემდეგნაირად:
- გრავიტაციული კოლაფსის გამომწვევი მექანიზმი იყო გაზისა და მტვრის ღრუბლის მატერიის მცირე (სპონტანური) დატკეპნა (რისი შესაძლო მიზეზები შეიძლება იყოს როგორც ღრუბლის ბუნებრივი დინამიკა, ასევე აფეთქების შედეგად მიღებული დარტყმის ტალღის გავლა. ღრუბლის მატერია და ა.შ.), რომელიც გახდა მიმდებარე მატერიის გრავიტაციული მიზიდულობის ცენტრი - ცენტრის გრავიტაციული კოლაფსი. ღრუბელი უკვე შეიცავდა არა მხოლოდ პირველყოფილ წყალბადს და ჰელიუმს, არამედ უამრავ მძიმე ელემენტს (მეტალურობას) დარჩენილ წინა თაობების ვარსკვლავებს. გარდა ამისა, კოლაფსირებულ ღრუბელს ჰქონდა გარკვეული საწყისი კუთხოვანი იმპულსი.
- გრავიტაციული შეკუმშვის პროცესში გაზისა და მტვრის ღრუბლის ზომა შემცირდა და კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონის გამო გაიზარდა ღრუბლის ბრუნვის სიჩქარე. ბრუნვის გამო განსხვავდებოდა ბრუნვის ღერძის პარალელურად და პერპენდიკულარულ ღრუბლების შეკუმშვის ტემპები, რამაც გამოიწვია ღრუბლის გაბრტყელება და დამახასიათებელი დისკის წარმოქმნა.
- შეკუმშვის შედეგად გაიზარდა მატერიის ნაწილაკების ერთმანეთთან შეჯახების სიმკვრივე და ინტენსივობა, რის შედეგადაც მატერიის ტემპერატურა შეკუმშვისას განუწყვეტლივ იზრდებოდა. ყველაზე ძლიერად თბებოდა დისკის ცენტრალური უბნები.
- რამდენიმე ათასი კელვინის ტემპერატურის მიღწევის შემდეგ, დისკის ცენტრალურმა რეგიონმა დაიწყო ბზინვარება - წარმოიქმნა პროტოვარსკვლავი. ღრუბლის მატერია აგრძელებდა ვარდნას პროტოვარსკვლავზე, ზრდიდა წნევას და ტემპერატურას ცენტრში. დისკის გარე უბნები შედარებით ცივი დარჩა. ჰიდროდინამიკური არასტაბილურობის გამო მათში დაიწყო ცალკეული ბეჭდების განვითარება, რომლებიც იქცნენ პროტოპლანეტარული დისკის ნივთიერებიდან პლანეტების წარმოქმნის ადგილობრივ გრავიტაციულ ცენტრებად.
- როდესაც პროტოვარსკვლავის ცენტრში ტემპერატურამ მილიონ კელვინს მიაღწია, წყალბადის ჰელიუმის თერმობირთვული შერწყმის რეაქცია დაიწყო ცენტრალურ რეგიონში. პროტოვარსკვლავი გადაიქცა ჩვეულებრივ მთავარ მიმდევრობის ვარსკვლავად. დისკის გარე რეგიონში დიდი მტევნები ქმნიდნენ პლანეტებს, რომლებიც ბრუნავდნენ ცენტრალური ვარსკვლავის გარშემო დაახლოებით იმავე სიბრტყეში და იმავე მიმართულებით.
შემდგომი ევოლუცია
ადრე ითვლებოდა, რომ ყველა პლანეტა ჩამოყალიბდა დაახლოებით იმ ორბიტებზე, სადაც ისინი ახლა არიან, მაგრამ მე-20 საუკუნის ბოლოს - 21-ე საუკუნის დასაწყისში ეს თვალსაზრისი რადიკალურად შეიცვალა. ახლა ითვლება, რომ მისი არსებობის გარიჟრაჟზე, მზის სისტემა სრულიად განსხვავებულად გამოიყურებოდა, ვიდრე ახლა გამოიყურება. თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, გარე მზის სისტემა ბევრად უფრო კომპაქტური იყო ზომით, ვიდრე ახლა, ის ბევრად უფრო ახლოს იყო მზესთან, ხოლო შიდა მზის სისტემაში, გარდა ციური სხეულებისა, რომლებიც დღემდე შემორჩა, იყო სხვა ობიექტები არანაკლებ .
ხმელეთის პლანეტები
ორი ციური სხეულის გიგანტური შეჯახება, რამაც შესაძლოა დედამიწის თანამგზავრი მთვარე შექმნა.
პლანეტარული ეპოქის ბოლოს, შიდა მზის სისტემა დასახლებული იყო 50-100 პროტოპლანეტით, მთვარიდან მარსიანამდე. ციური სხეულების ზომების შემდგომი ზრდა განპირობებული იყო ამ პროტოპლანეტების ერთმანეთთან შეჯახებითა და შერწყმით. ასე, მაგალითად, ერთ-ერთი შეჯახების შედეგად მერკურიმ დაკარგა მანტიის უმეტესი ნაწილი, ხოლო მეორის შედეგად ე.წ. გიგანტური შეჯახება (შესაძლოა ჰიპოთეტურ პლანეტა თეიასთან), დაიბადა თანამგზავრი. შეჯახების ეს ფაზა გაგრძელდა დაახლოებით 100 მილიონი წლის განმავლობაში, სანამ დღეს ცნობილი 4 მასიური ციური სხეული ორბიტაზე დარჩებოდა.
ამ მოდელის ერთ-ერთი გადაუჭრელი პრობლემაა ის ფაქტი, რომ მას არ შეუძლია ახსნას, თუ როგორ შეიძლება გამოიწვიოს პროტოპლანეტარული ობიექტების საწყისი ორბიტები, რომლებსაც უნდა ჰქონოდათ მაღალი ექსცენტრიულობა ერთმანეთთან შეჯახების მიზნით, სტაბილურად და წრიულთან ახლოს. დარჩენილი ოთხი პლანეტის ორბიტა. ერთ-ერთი ჰიპოთეზის თანახმად, ეს პლანეტები ჩამოყალიბდა იმ დროს, როდესაც პლანეტათაშორისი სივრცე ჯერ კიდევ შეიცავდა მნიშვნელოვან რაოდენობას გაზსა და მტვერს, რამაც ხახუნის გამო შეამცირა პლანეტების ენერგია და მათი ორბიტა უფრო გლუვი გახადა. თუმცა, იგივე გაზი უნდა აღეკვეთა პროტოპლანეტების თავდაპირველ ორბიტებზე დიდი დრეკადობის წარმოქმნას. კიდევ ერთი ჰიპოთეზა ვარაუდობს, რომ შიდა პლანეტების ორბიტების კორექტირება მოხდა არა გაზთან ურთიერთქმედების გამო, არამედ სისტემის დარჩენილ პატარა სხეულებთან ურთიერთქმედების გამო. როდესაც დიდი სხეულები გადიოდნენ პატარა ობიექტების ღრუბელში, ეს უკანასკნელი, გრავიტაციული გავლენის გამო, უფრო მაღალი სიმკვრივის მქონე რეგიონებში მიიზიდა და ამით შექმნა "გრავიტაციული ქედები" დიდი პლანეტების გზაზე. ამ „ქედების“ მზარდი გრავიტაციული გავლენა, ამ ჰიპოთეზის მიხედვით, განაპირობა პლანეტების შენელება და უფრო მომრგვალებულ ორბიტაში შესვლა.
ასტეროიდების სარტყელი
შიდა მზის სისტემის გარე საზღვარი მდებარეობს 2 და 4 AU-ს შორის. მზისგან და წარმოადგენს . წამოაყენეს ჰიპოთეზები პლანეტის არსებობის შესახებ და (მაგალითად, ჰიპოთეტური პლანეტა ფაეთონი) შორის, მაგრამ საბოლოოდ არ დადასტურდა, რაც მზის სისტემის ფორმირების ადრეულ ეტაპზე დაინგრა ისე, რომ ასტეროიდები, რომლებმაც შექმნეს ასტეროიდი. ქამარი მისი ფრაგმენტები გახდა. თანამედროვე შეხედულებების მიხედვით, ასტეროიდების ერთი პროტოპლანეტის წყარო არ არსებობდა. ასტეროიდების სარტყელი თავდაპირველად შეიცავდა საკმარის მატერიას დედამიწის ზომის 2-3 პლანეტის შესაქმნელად. ეს ტერიტორია შეიცავდა პლანეტოსიმალების დიდ რაოდენობას, რომლებიც ერთმანეთში იყო მიბმული და ქმნიდნენ უფრო დიდ ობიექტებს. ამ შერწყმის შედეგად, ასტეროიდთა სარტყელში ჩამოყალიბდა დაახლოებით 20-30 პროტოპლანეტა ზომით მთვარიდან მარსიანამდე. თუმცა, იმ დროიდან, როდესაც პლანეტა იუპიტერი ჩამოყალიბდა სარტყელთან შედარებით სიახლოვეს, ამ რეგიონის ევოლუცია სხვა გზას ადგა. ძლიერმა ორბიტალურმა რეზონანსებმა იუპიტერთან და, ისევე როგორც გრავიტაციულმა ურთიერთქმედებამ უფრო მასიურ პროტოპლანეტებთან ამ მხარეში, გაანადგურა უკვე ჩამოყალიბებული პლანეტოზიმალები. გიგანტური პლანეტის მახლობლად გავლისას რეზონანსულ ზონაში მოხვედრისას პლანეტოსიმალებმა მიიღეს დამატებითი აჩქარება, შეეჯახნენ მეზობელ ციურ სხეულებს და შეუფერხებლად შერწყმის ნაცვლად დაიმსხვრეს.
როდესაც იუპიტერი მიგრირებდა სისტემის ცენტრში, შედეგად წარმოქმნილი აშლილობა უფრო და უფრო გამოხატული ხდებოდა. ამ რეზონანსების შედეგად პლანეტოზიმალებმა შეცვალეს თავიანთი ორბიტების ექსცენტრიულობა და დახრილობა და ასტეროიდების სარტყლიდანაც კი გადააგდეს. ზოგიერთი მასიური პროტოპლანეტა ასტეროიდული სარტყლიდან ასევე გადმოაგდო იუპიტერმა, ხოლო სხვა პროტოპლანეტები სავარაუდოდ მიგრირდნენ მზის შიდა სისტემაში, სადაც მათ შეასრულეს საბოლოო როლი რამდენიმე დარჩენილი ხმელეთის პლანეტების მასის გაზრდაში. ამ ამოწურვის პერიოდში გიგანტური პლანეტების და მასიური პროტოპლანეტების გავლენის შედეგად ასტეროიდების სარტყელი „გათხელდა“ დედამიწის მასის მხოლოდ 1%-მდე, რომელიც ძირითადად მცირე პლანეტოზიმალები იყო. თუმცა, ეს მნიშვნელობა 10-20-ჯერ აღემატება ასტეროიდთა სარტყლის მასის ამჟამინდელ მნიშვნელობას, რომელიც ახლა დედამიწის მასის 1/2000-ია. ითვლება, რომ ამოწურვის მეორე პერიოდი, რომელმაც ასტეროიდების სარტყლის მასა დღევანდელ მნიშვნელობებამდე მიიყვანა, დაიწყო მაშინ, როდესაც იუპიტერი და სატურნი შევიდნენ ორბიტალურ რეზონანსში 2:1.
სავარაუდოა, რომ გიგანტური შეჯახების პერიოდმა შიდა მზის სისტემის ისტორიაში მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა დედამიწის წყლის მარაგების მოპოვებაში (~6·10 21 კგ). ფაქტია, რომ წყალი ზედმეტად აქროლადი ნივთიერებაა, რათა ბუნებრივად მოხდეს დედამიწის ფორმირებისას. სავარაუდოდ, ის დედამიწაზე მზის სისტემის გარე, ცივი რაიონებიდან იქნა მოტანილი. შესაძლოა სწორედ პროტოპლანეტებმა და პლანეტოზიმალებმა გამოაგდეს იუპიტერის მიერ ასტეროიდთა სარტყლის გარეთ, რამაც წყალი დედამიწაზე მოიტანა. წყლის მთავარი მიმწოდებლის როლის სხვა კანდიდატები ასევე არიან მთავარი ასტეროიდული სარტყელი, რომელიც აღმოაჩინეს 2006 წელს, მაშინ როცა კოიპერის სარტყლისა და სხვა შორეული რეგიონების კომეტებმა დედამიწაზე წყლის არაუმეტეს 6% მოიტანეს.
პლანეტარული მიგრაცია
ნისლეულის ჰიპოთეზის მიხედვით, მზის სისტემის ორი გარე პლანეტა „არასწორ“ ადგილზეა. და მზის სისტემის „ყინულის გიგანტები“ განლაგებულია რეგიონში, სადაც ნისლეულის მასალის შემცირებული სიმკვრივე და გრძელი ორბიტალური პერიოდები ასეთი პლანეტების წარმოქმნას ძალიან საეჭვო მოვლენად აქცევს. ითვლება, რომ ეს ორი პლანეტა თავდაპირველად ჩამოყალიბდა იუპიტერისა და სატურნის მახლობლად ორბიტებზე, სადაც გაცილებით მეტი სამშენებლო მასალა იყო და მხოლოდ ასობით მილიონი წლის შემდეგ გადავიდნენ თავიანთ თანამედროვე პოზიციებზე.
გარე პლანეტების და კოიპერის სარტყლის პოზიციების ჩვენების სიმულაცია: ა) იუპიტერისა და სატურნის 2:1 ორბიტალურ რეზონანსამდე ბ) უძველესი კოიპერის სარტყლის ობიექტების გაფანტვა მზის სისტემის ირგვლივ ნეპტუნის ორბიტალური ცვლის შემდეგ გ) მას შემდეგ, რაც იუპიტერმა გამოაგდო კოიპერის სარტყელი ობიექტები სისტემის გარეთ
პლანეტურ მიგრაციას შეუძლია ახსნას მზის სისტემის გარე რეგიონების არსებობა და თვისებები. ნეპტუნის მიღმა, მზის სისტემა შეიცავს კოიპერის სარტყელს და , რომელიც წარმოადგენს პატარა ყინულოვანი სხეულების ღია გროვებს და წარმოშობს მზის სისტემაში დაკვირვებული კომეტების უმეტესობას. ახლა კოიპერის ქამარი მდებარეობს 30-55 AU მანძილზე. მზიდან, გაფანტული დისკი იწყება 100 AU-დან. მზიდან და ოორტის ღრუბელი არის 50000 AU. ცენტრალური შუქიდან. თუმცა, წარსულში, კოიპერის სარტყელი გაცილებით მკვრივი და მზესთან ახლოს იყო. მისი გარე კიდე იყო დაახლოებით 30 AU. მზისგან, ხოლო მისი შიდა კიდე მდებარეობდა უშუალოდ ურანისა და ნეპტუნის ორბიტების უკან, რომლებიც, თავის მხრივ, ასევე უფრო ახლოს იყვნენ მზესთან (დაახლოებით 15-20 ა.ე.) და, უფრო მეტიც, მდებარეობდა საპირისპირო თანმიმდევრობით: ურანი უფრო შორს იყო მზე ვიდრე ნეპტუნი.
მზის სისტემის ჩამოყალიბების შემდეგ, ყველა გიგანტური პლანეტის ორბიტა ნელ-ნელა იცვლებოდა დარჩენილი პლანეტოსიმალების დიდ რაოდენობასთან ურთიერთქმედების გავლენის ქვეშ. 500-600 მილიონი წლის შემდეგ (4 მილიარდი წლის წინ) იუპიტერი და სატურნი შევიდნენ 2:1 ორბიტალურ რეზონანსში; სატურნმა მზის ირგვლივ ერთი შემობრუნება მოახდინა ზუსტად იმ დროს, რა დროსაც იუპიტერმა 2 ბრუნი მოახდინა. ამ რეზონანსმა შექმნა გრავიტაციული წნევა გარე პლანეტებზე, რის გამოც ნეპტუნი გაექცა ურანის ორბიტას და დაეჯახა ძველ კოიპერის სარტყელს. ამავე მიზეზით, პლანეტებმა დაიწყეს მათ გარშემო მყოფი ყინულოვანი პლანეტოზიმალების გადაყრა მზის სისტემის შიგნიდან, ხოლო მათ თავად დაიწყეს გარედან გადაადგილება. ეს პროცესი ანალოგიურად გაგრძელდა: რეზონანსის გავლენით პლანეტოზიმალები სისტემის ინტერიერში ჩააგდეს ყოველი მომდევნო პლანეტის მიერ, რომელსაც ისინი შეხვდნენ გზაზე და თავად პლანეტების ორბიტები უფრო და უფრო შორს მოძრაობდნენ. ეს პროცესი გაგრძელდა მანამ, სანამ პლანეტოსიმალები არ შევიდნენ იუპიტერის პირდაპირი გავლენის ზონაში, რის შემდეგაც ამ პლანეტის უზარმაზარმა გრავიტაციამ ისინი გააგზავნა უაღრესად ელიფსურ ორბიტებში ან თუნდაც გადააგდო ისინი მზის სისტემიდან. ამ ნამუშევარმა, თავის მხრივ, ოდნავ შეცვალა იუპიტერის ორბიტა შიგნით. იუპიტერის მიერ უაღრესად ელიფსურ ორბიტებში ამოგდებულმა ობიექტებმა შექმნეს ოორტის ღრუბელი, ხოლო ნეპტუნის მიგრირებადი სხეულები ქმნიდნენ თანამედროვე კოიპერის სარტყელს და გაფანტულ დისკს. ეს სცენარი განმარტავს, თუ რატომ აქვთ გაფანტულ დისკს და კოიპერის სარტყელს დაბალი მასა. ზოგიერთი ამოგდებული ობიექტი, მათ შორის , საბოლოოდ შევიდა გრავიტაციულ რეზონანსში ნეპტუნის ორბიტასთან. თანდათანობით გაფანტულ დისკთან ხახუნის შედეგად ნეპტუნისა და ურანის ორბიტები კვლავ გლუვი გახდა.
ასევე არსებობს ჰიპოთეზა მეხუთე გაზის გიგანტის შესახებ, რომელმაც განიცადა რადიკალური მიგრაცია და მზის სისტემის თანამედროვე გამოსახულების ფორმირებისას მის შორეულ გარეუბანში (რომელიც გახდა ჰიპოთეტური პლანეტა ტიუხე ან სხვა "პლანეტა X") ან თუნდაც მის მიღმა (ობოლი პლანეტა გახდა).
ნეპტუნის ორბიტის მიღმა მასიური პლანეტის თეორიის დადასტურება აღმოაჩინეს კონსტანტინე ბატიგინმა და მაიკლ ბრაუნმა 2016 წლის 20 იანვარს, ექვსი ტრანს-ნეპტუნის ობიექტის ორბიტაზე დაყრდნობით. გამოთვლებში გამოყენებული მისი მასა იყო დაახლოებით 10 დედამიწის მასა და მზის გარშემო ბრუნვას სავარაუდოდ 10000-დან 20000-მდე დედამიწის წელიწადი დასჭირდა.
ითვლება, რომ გარე პლანეტებისგან განსხვავებით, სისტემის შიდა სხეულებმა არ განიცადეს მნიშვნელოვანი მიგრაცია, რადგან გიგანტური შეჯახების პერიოდის შემდეგ მათი ორბიტები სტაბილური დარჩა.
გვიანი მძიმე დაბომბვა
უძველესი ასტეროიდების სარტყლის გრავიტაციულმა დაშლამ, სავარაუდოდ, დაიწყო მძიმე დაბომბვის პერიოდი დაახლოებით 4 მილიარდი წლის წინ, მზის სისტემის ჩამოყალიბებიდან 500-600 მილიონი წლის შემდეგ. ეს პერიოდი გაგრძელდა რამდენიმე ასეული მილიონი წელი და მისი შედეგები ჯერ კიდევ ჩანს მზის სისტემის გეოლოგიურად არააქტიური სხეულების ზედაპირზე, როგორიცაა მთვარე ან მერკური, მრავალი დარტყმის კრატერების სახით. და დედამიწაზე სიცოცხლის უძველესი მტკიცებულება თარიღდება 3,8 მილიარდი წლის წინ - გვიანი მძიმე დაბომბვის პერიოდის დასრულებისთანავე.
გიგანტური შეჯახებები მზის სისტემის ევოლუციის ნორმალური (თუმცა ბოლო დროს იშვიათი) ნაწილია. ამის დასტურია კომეტა შუმეიკერ-ლევის შეჯახება იუპიტერთან 1994 წელს, ციური სხეულის დაცემა იუპიტერზე 2009 წელს და მეტეორიტის კრატერი არიზონაში. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ მზის სისტემაში აკრეციის პროცესი ჯერ არ დასრულებულა და, შესაბამისად, საფრთხეს უქმნის დედამიწაზე სიცოცხლეს.
თანამგზავრების ფორმირება
მზის სისტემის პლანეტების უმეტესი ნაწილის, ისევე როგორც მრავალი სხვა სხეულის გარშემო ჩამოყალიბდა ბუნებრივი თანამგზავრები. მათი ფორმირების სამი ძირითადი მექანიზმია:
- ფორმირება ცირპლანეტარული დისკიდან (გაზის გიგანტების შემთხვევაში)
- ფორმირება შეჯახების ფრაგმენტებიდან (მცირე კუთხით საკმარისად დიდი შეჯახების შემთხვევაში)
- მფრინავი ობიექტის დაჭერა
იუპიტერსა და სატურნს აქვთ მრავალი თანამგზავრი, როგორიცაა , და , რომლებიც სავარაუდოდ წარმოიქმნება ამ გიგანტური პლანეტების გარშემო არსებული დისკებიდან ისევე, როგორც თავად ეს პლანეტები წარმოიქმნება ახალგაზრდა მზის გარშემო არსებული დისკიდან. ამაზე მიუთითებს მათი დიდი ზომა და პლანეტასთან სიახლოვე. ეს თვისებები შეუძლებელია დაჭერით შეძენილი თანამგზავრებისთვის, ხოლო პლანეტების აირისებრი სტრუქტურა შეუძლებელს ხდის პლანეტის სხვა სხეულთან შეჯახების შედეგად მთვარეების წარმოქმნის ჰიპოთეზას.
მომავალი
ასტრონომები ვარაუდობენ, რომ მზის სისტემა არ განიცდის ექსტრემალურ ცვლილებებს, სანამ მზე არ ამოიწურება წყალბადის საწვავი. ეს ეტაპი გამოიწვევს მზის გადასვლას ჰერცსპრუნგ-რასელის დიაგრამის მთავარი მიმდევრობიდან ფაზაში. თუმცა, ვარსკვლავის მთავარი მიმდევრობის ფაზაშიც კი, მზის სისტემა აგრძელებს განვითარებას.
გრძელვადიანი მდგრადობა
მზის სისტემა არის ქაოტური სისტემა, რომელშიც პლანეტების ორბიტები არაპროგნოზირებადია ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში. ამ არაპროგნოზირებადობის ერთ-ერთი მაგალითია ნეპტუნი-პლუტონის სისტემა, რომელიც ორბიტალურ რეზონანსშია 3:2. იმისდა მიუხედავად, რომ რეზონანსი თავისთავად სტაბილური დარჩება, შეუძლებელია რაიმე მიახლოებით პროგნოზირება პლუტონის პოზიციის მის ორბიტაზე 10-20 მილიონ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში (ლიაპუნოვის დროით). კიდევ ერთი მაგალითია დედამიწის ბრუნვის ღერძის დახრილობა, რომელიც, დედამიწის მანტიის შიგნით ხახუნის გამო, რომელიც გამოწვეულია მთვარესთან მოქცევის ურთიერთქმედებით, არ შეიძლება გამოითვალოს რაღაც მომენტიდან 1,5-დან 4,5 მილიარდ წლამდე მომავალში.
გარე პლანეტების ორბიტები ქაოტურია დიდ დროში: მათი ლიაპუნოვის დრო 2-230 მილიონი წელია. ეს არა მხოლოდ იმას ნიშნავს, რომ მომავალში ამ წერტილიდან ორბიტაზე პლანეტის პოზიცია არ შეიძლება განისაზღვროს რაიმე მიახლოებით, არამედ თავად ორბიტები შეიძლება შეიცვალოს უკიდურესად. სისტემის ქაოსი ყველაზე ძლიერად შეიძლება გამოიხატოს ორბიტის ექსცენტრიულობის ცვლილებაში, რომლის დროსაც პლანეტების ორბიტები მეტ-ნაკლებად ელიფსური ხდება.
მზის სისტემა სტაბილურია იმ გაგებით, რომ მომდევნო რამდენიმე მილიარდი წლის განმავლობაში ვერც ერთი პლანეტა ვერ შეჯახება მეორეს ან ვერ გადააგდებს სისტემიდან. თუმცა, ამ დროის მიღმა, მაგალითად, 5 მილიარდი წლის განმავლობაში, მარსის ორბიტის ექსცენტრიულობა შეიძლება გაიზარდოს 0,2-მდე, რაც გამოიწვევს მარსის და დედამიწის ორბიტების გადაკვეთას და, შესაბამისად, რეალურს. შეჯახების საფრთხე. დროის იმავე პერიოდში, მერკურის ორბიტის ექსცენტრიულობა შეიძლება კიდევ უფრო გაიზარდოს და შემდგომ ახლომახლო გადასასვლელმა შესაძლოა მერკური მზის სისტემიდან გამოაგდოს ან თავად ვენერასთან ან დედამიწასთან შეჯახების გზაზე დააყენოს.
პლანეტების თანამგზავრები და რგოლები
პლანეტების მთვარის სისტემების ევოლუცია განისაზღვრება სისტემის სხეულებს შორის მოქცევითი ურთიერთქმედებით. პლანეტაზე მოქმედი გრავიტაციული ძალის განსხვავების გამო, თანამგზავრის მხრიდან მის სხვადასხვა რეგიონებში (უფრო შორეული რეგიონები უფრო სუსტად იზიდავს, ხოლო უფრო ახლოს უფრო ძლიერი), პლანეტის ფორმა იცვლება - როგორც ჩანს, ის ოდნავ დაჭიმულია. თანამგზავრის მიმართულებით. თუ პლანეტის ირგვლივ თანამგზავრის ბრუნვის მიმართულება ემთხვევა პლანეტის ბრუნვის მიმართულებას და ამავდროულად პლანეტა ბრუნავს უფრო სწრაფად ვიდრე თანამგზავრი, მაშინ პლანეტის ეს „მოქცევის ბორცვი“ მუდმივად „გაიქცევა“ წინ მიმართებაში. სატელიტისკენ. ამ სიტუაციაში პლანეტის ბრუნვის კუთხური იმპულსი გადაეცემა თანამგზავრს. ეს გამოიწვევს იმ ფაქტს, რომ თანამგზავრი მიიღებს ენერგიას და თანდათან შორდება პლანეტას, ხოლო პლანეტა დაკარგავს ენერგიას და ბრუნავს უფრო და უფრო ნელა.
დედამიწა და მთვარე ასეთი კონფიგურაციის მაგალითია. მთვარის ბრუნვა მოქცევად ფიქსირდება დედამიწის მიმართ: დედამიწის გარშემო მთვარის ბრუნვის პერიოდი (ამჟამად დაახლოებით 29 დღე) ემთხვევა მთვარის ბრუნვის პერიოდს მისი ღერძის გარშემო და, შესაბამისად, მთვარე ყოველთვის მობრუნებულია დედამიწა იმავე მხარეს. მთვარე თანდათან შორდება დედამიწას, დედამიწის ბრუნვა კი თანდათან ნელდება. 50 მილიარდი წლის შემდეგ, თუ ისინი გადარჩებიან მზის გაფართოებას, დედამიწა და მთვარე ერთმანეთზე მოქცევით იქნებიან ჩაკეტილი. ისინი შევლენ ეგრეთ წოდებულ სპინ-ორბიტის რეზონანსში, რომლის დროსაც მთვარე დედამიწის გარშემო 47 დღეში ბრუნავს, მისი ღერძის ირგვლივ ორივე სხეულის ბრუნვის პერიოდი ერთნაირი იქნება და ყოველი ციური სხეული ყოველთვის ხილული იქნება. მხოლოდ ერთი მხრიდან მისი პარტნიორისთვის.
ამ კონფიგურაციის სხვა მაგალითებია იუპიტერის გალილეის თანამგზავრების სისტემები, ისევე როგორც სატურნის დიდი თანამგზავრების უმეტესობა.
ნეპტუნი და მისი მთვარე ტრიტონი, გადაღებული ვოიაჯერ 2-ის მისიის ფრენისას. მომავალში, ეს თანამგზავრი, სავარაუდოდ, დაიშლება მოქცევის ძალებით, რაც გამოიწვევს ახალ რგოლს პლანეტის გარშემო.
განსხვავებული სცენარი ელის სისტემებს, რომლებშიც თანამგზავრი პლანეტის გარშემო უფრო სწრაფად მოძრაობს, ვიდრე თავის გარშემო, ან როდესაც თანამგზავრი მოძრაობს პლანეტის ბრუნვის საპირისპირო მიმართულებით. ასეთ შემთხვევებში პლანეტის მოქცევის დეფორმაცია მუდმივად ჩამორჩება თანამგზავრის პოზიციას. ეს ცვლის სხეულებს შორის კუთხოვანი იმპულსის გადაცემის მიმართულებას. რაც თავის მხრივ გამოიწვევს პლანეტის ბრუნვის აჩქარებას და თანამგზავრის ორბიტის შემცირებას. დროთა განმავლობაში, თანამგზავრი სპირალურად გადაინაცვლებს პლანეტისკენ, სანამ რაღაც მომენტში ის ან არ დაეცემა პლანეტის ზედაპირზე ან ატმოსფეროში, ან არ დაიშლება მოქცევის ძალების მიერ, რითაც წარმოქმნის პლანეტურ რგოლს. ასეთი ბედი ელის მარსის თანამგზავრს (30-50 მილიონ წელიწადში), ნეპტუნის თანამგზავრს (3,6 მილიარდ წელიწადში) და იუპიტერს და ურანისა და ნეპტუნის მინიმუმ 16 პატარა თანამგზავრს. ურანის თანამგზავრი შესაძლოა მეზობელ მთვარესაც კი შეეჯახოს.
და ბოლოს, მესამე ტიპის კონფიგურაციაში, პლანეტა და თანამგზავრი მოქცევით ფიქსირდება ერთმანეთის მიმართ. ამ შემთხვევაში, "მოქცევის ბორცვი" ყოველთვის მდებარეობს ზუსტად თანამგზავრის ქვეშ, არ ხდება კუთხის იმპულსის გადაცემა და, შედეგად, ორბიტალური პერიოდი არ იცვლება. ასეთი კონფიგურაციის მაგალითია პლუტონი და.
უნივერსიტეტი: არ არის მითითებული
შესავალი 3
მზის სისტემის წარმოშობა 4
მზის სისტემის ევოლუცია 6
დასკვნა 9
ლიტერატურა 10
შესავალი
ასტრონომიის დარგს, რომელიც სწავლობს ციური სხეულების წარმოშობას და განვითარებას, ეწოდება კოსმოგონია. კოსმოგონია იკვლევს კოსმოსური მატერიის ფორმების შეცვლის პროცესებს, რაც იწვევს ცალკეული ციური სხეულების და მათი სისტემების ფორმირებას და მათი შემდგომი ევოლუციის მიმართულებას. კოსმოსური კვლევა ასევე იწვევს ისეთი პრობლემების გადაჭრას, როგორიცაა ქიმიური ელემენტებისა და კოსმოსური სხივების გაჩენა, მაგნიტური ველების გამოჩენა და რადიო გამოსხივების წყაროები.
კოსმოგონიური პრობლემების გადაჭრა დიდ სირთულეებთან არის დაკავშირებული, ვინაიდან ციური სხეულების გაჩენა და განვითარება ხდება ისე ნელა, რომ შეუძლებელია ამ პროცესების მიკვლევა პირდაპირი დაკვირვებით; კოსმოსური მოვლენების მსვლელობის დრო იმდენად გრძელია, რომ ასტრონომიის მთელი ისტორია, მათ ხანგრძლივობასთან შედარებით, მყისიერად გამოიყურება. მაშასადამე, კოსმოგონია, ციური სხეულების ერთდროულად დაკვირვებული ფიზიკური თვისებების შედარებით, ადგენს მათი განვითარების თანმიმდევრული ეტაპების დამახასიათებელ მახასიათებლებს.
ფაქტობრივი მონაცემების ნაკლებობა იწვევს კოსმოგონიური კვლევების შედეგების ჰიპოთეზის სახით ფორმალიზების აუცილებლობას, ე.ი. დაკვირვებებზე, თეორიულ გამოთვლებსა და ბუნების ძირითად კანონებზე დამყარებული მეცნიერული ვარაუდები. ჰიპოთეზის შემდგომი განვითარება გვიჩვენებს, რამდენად შეესაბამება იგი ბუნების კანონებს და მის მიერ ნაწინასწარმეტყველები ფაქტების რაოდენობრივ შეფასებას.
წარსულის ასტრონომებმა შემოგვთავაზეს მრავალი თეორია მზის სისტემის ფორმირებისთვის, ხოლო მეოცე საუკუნის 40-იან წლებში საბჭოთა ასტრონომმა ოტო შმიდტმა ვარაუდობს, რომ მზე, რომელიც ტრიალებს გალაქტიკის ცენტრის გარშემო, მტვრის ღრუბელს დაეპყრო. ამ უზარმაზარი ცივი მტვრის ღრუბლის ნივთიერებიდან ჩამოყალიბდა ცივი მკვრივი წინაპლანეტარული სხეულები - პლანეტები.
მზის სისტემის წარმოშობა
მთვარის ნიადაგის ნიმუშებსა და მეტეორიტებში ნაპოვნი უძველესი ქანები დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლისაა. მზის ასაკის გამოთვლებმა მისცა ახლო მნიშვნელობა - 5 მილიარდი წელი. ზოგადად მიღებულია, რომ ყველა სხეული, რომელიც ამჟამად ქმნის მზის სისტემას, ჩამოყალიბდა დაახლოებით 4,5-5 მილიარდი წლის წინ.
ყველაზე განვითარებული ჰიპოთეზის მიხედვით, ისინი ყველა ჩამოყალიბდა უზარმაზარი ცივი გაზისა და მტვრის ღრუბლის ევოლუციის შედეგად. ეს ჰიპოთეზა საკმაოდ კარგად ხსნის მზის სისტემის სტრუქტურის ბევრ მახასიათებელს, კერძოდ, მნიშვნელოვან განსხვავებებს პლანეტების ორ ჯგუფს შორის.
რამდენიმე მილიარდი წლის განმავლობაში, თავად ღრუბელი და მისი შემადგენელი მატერია მნიშვნელოვნად შეიცვალა. ნაწილაკები, რომლებიც ამ ღრუბელს ქმნიდნენ, მზის გარშემო ტრიალებდნენ სხვადასხვა ორბიტაზე.
ზოგიერთი შეჯახების შედეგად ნაწილაკები განადგურდა, ზოგიერთში კი ისინი უფრო დიდ ნაწილებად გაერთიანდნენ. წარმოიქმნა მატერიის უფრო დიდი კოლტები - მომავალი პლანეტების და სხვა სხეულების ემბრიონები.
ამ იდეების დადასტურებად შეიძლება ჩაითვალოს პლანეტების მეტეორიტული „დაბომბვაც“ – ფაქტობრივად, ეს არის იმ პროცესის გაგრძელება, რამაც წარსულში მათი ჩამოყალიბება გამოიწვია. ამჟამად, როდესაც სულ უფრო ნაკლები მეტეორიტის მატერია რჩება პლანეტათაშორის სივრცეში, ეს პროცესი გაცილებით ნაკლებად ინტენსიურია, ვიდრე პლანეტების ფორმირების საწყის ეტაპებზე.
ამავდროულად ღრუბელში ხდებოდა მატერიის გადანაწილება და მისი დიფერენციაცია. ძლიერი გაცხელების გავლენის ქვეშ მზის სიახლოვეს გაზები (ძირითადად სამყაროში ყველაზე გავრცელებული - წყალბადი და ჰელიუმი) გაიქცა და დარჩა მხოლოდ მყარი ცეცხლგამძლე ნაწილაკები. ამ ნივთიერებისგან ჩამოყალიბდა დედამიწა, მისი თანამგზავრი - მთვარე, ისევე როგორც ხმელეთის ჯგუფის სხვა პლანეტები.
პლანეტების ფორმირების დროს და მოგვიანებით მილიარდობით წლის განმავლობაში, მათ სიღრმეებში და ზედაპირზე მიმდინარეობდა დნობის, კრისტალიზაციის, დაჟანგვის და სხვა ფიზიკური და ქიმიური პროცესები. ამან გამოიწვია მნიშვნელოვანი ცვლილება მატერიის თავდაპირველ შემადგენლობასა და სტრუქტურაში, საიდანაც იქმნება მზის სისტემის ყველა ამჟამად არსებული სხეული.
მზისგან შორს, ღრუბლის პერიფერიაზე, ეს აქროლადები მტვრის ნაწილაკებზე გაიყინა. გაზრდილი აღმოჩნდა წყალბადისა და ჰელიუმის შედარებითი შემცველობა. ამ ნივთიერებისგან წარმოიქმნა გიგანტური პლანეტები, რომელთა ზომა და მასა მნიშვნელოვნად აღემატება ხმელეთის ჯგუფის პლანეტებს. ყოველივე ამის შემდეგ, ღრუბლის პერიფერიული ნაწილების მოცულობა უფრო დიდი იყო და, შესაბამისად, უფრო დიდი იყო იმ ნივთიერების მასაც, საიდანაც მზისგან შორს მდებარე პლანეტები წარმოიქმნა.
მონაცემები გიგანტური პლანეტების თანამგზავრების ბუნებისა და ქიმიური შემადგენლობის შესახებ, მიღებული ბოლო წლებში კოსმოსური ხომალდის დახმარებით, გახდა მზის სისტემის სხეულების წარმოშობის შესახებ თანამედროვე იდეების მართებულობის კიდევ ერთი დადასტურება. იმ პირობებში, როდესაც წყალბადი და ჰელიუმი, რომლებიც პროტოპლანეტარული ღრუბლის პერიფერიაზე გადავიდა, გიგანტური პლანეტების ნაწილი გახდა, მათი თანამგზავრები მთვარისა და ხმელეთის პლანეტების მსგავსი აღმოჩნდა.
თუმცა, პროტოპლანეტარული ღრუბლის მთელი მატერია არ შედიოდა პლანეტებისა და მათი თანამგზავრების შემადგენლობაში. მისი მატერიის მრავალი კოლტი დარჩა როგორც პლანეტარული სისტემის შიგნით ასტეროიდების და კიდევ უფრო პატარა სხეულების სახით, ასევე მის გარეთ, კომეტის ბირთვების სახით.
მზის სისტემის ევოლუცია
თეორიულად, პლანეტები მზესთან ერთად ჩამოყალიბდნენ დაახლოებით ერთსა და იმავე დროს და იმყოფებოდნენ პლაზმურ მდგომარეობაში. ერთიანი სისტემა ჩამოყალიბდა გრავიტაციული ურთიერთქმედების დროს, რომელიც მხარს უჭერს მას ამჟამად. მომავალში, პლანეტები, როგორც ნაკლებად ენერგო ინტენსიური სისტემები, სწრაფად გადავიდნენ ბირთვული და მოლეკულური შერწყმის პროცესებზე, ქერქის ფორმირებასა და ინფორმაციის ევოლუციაზე.
გაგრილების პროცესი, ენერგიის დაკარგვა დაიწყო სისტემის პერიფერიიდან. შორეული პლანეტები ადრე გაცივდა, მატერია გადავიდა მოლეკულურ მდგომარეობაში და მოხდა ქერქის წარმოქმნა. აქ კოსმოსური გამოსხივების სახით გარე საინფორმაციო ფაქტორი დაკავშირებულია პროცესების ენერგეტიკულ პირობითობასთან. აი, რას წერდა ვ.ი. ვერნადსკი 1965 წელს: ... პლანეტა დედამიწის ისტორიაში, ჩვენ განუწყვეტლივ ვხვდებით ირმის ნახტომის ენერგეტიკულ და მატერიალურ გამოვლინებას - კოსმოსური მატერიის სახით - მეტეორიტები და მტვერი (რასაც ხშირად იღებდნენ. გეოლოგების გათვალისწინება) და მასალა და ენერგია, თვალისთვის უხილავი და შეგნებულად ადამიანის მიერ, რომელიც არ იგრძნობა კოსმოსური გამოსხივების შეღწევით. გასული საუკუნის კიდევ ერთმა ავტორიტეტულმა მკვლევარმა, ჰესმა, 1933 წელს დაამტკიცა, რომ ეს გამოსხივებები - ნაკადები - მუდმივად მოაქვს ელემენტარულ ნაწილაკებს ჩვენს პლანეტაზე, მის ბიოსფეროში, რაც იწვევს ჰაერის იონიზაციას, რომლის მნიშვნელობაც დედამიწის ჭურვების ენერგიაში უმთავრესია.
პლანეტის ქერქის ფორმირება არის ენერგოინფორმაციული ურთიერთქმედება, რის შემდეგაც პლანეტარული სისტემა შედის გალაქტიკური ინფორმაციის გაცვლის პროცესში. პლანეტარული სისტემის მიერ ენერგიის დაკარგვის შემდეგი კვანტი იცვლება ინფორმაციის დონის ზრდით, რომელიც დაზოგავს ენერგიას. ბიოპოლიმერები გაზრდილი გარე ინფორმაციის გავლენის ქვეშ ქმნიან რთულ მოლეკულურ კონგლომერატებს, რომელთა განვითარება იწვევს ცოცხალი უჯრედისა და ორგანული სიცოცხლის გაჩენას. სიცოცხლის წარმოშობაში გარეგანი ფაქტორის როლი უკვე დიდი ხანია განიხილება მეცნიერთა მიერ. ერთ-ერთი პირველი ვერსია წამოაყენა არენიუსმა (1859-1927), რომ ვაკუუმში მიმოფანტულ კოსმოსურ მტვერს შორის უნდა იყოს უთვალავი დავა - ცოცხალი მატერიის ჩანასახები, რომლებიც მოდიან პლანეტებიდან, ხმელეთის პლანეტებიდან და ისინი კვლავ ცვივა. დრო. კიდევ ერთი ვერსია იყო ცოცხალი არსებების გადატანა მეტეორიტების დახმარებით. ამ ვერსიების უარყოფის გარეშე, ჩვენ მიდრეკილნი ვართ ვირწმუნოთ, რომ ძირითადი გადაცემა არის არა მხოლოდ მატერიალური, არამედ მატერიალურ-ინფორმაციული, ტალღური და ველის გავლენა.
რაც შეეხება ნებისმიერ ენერგეტიკულ-ინფორმაციულ სტრუქტურას, მზის სისტემას ახასიათებს მატერიის ორგანიზაციის საინფორმაციო დონის მატება სისტემის ენერგეტიკული პოტენციალის ვარდნით. ეჭვგარეშეა, რომ შორეული პლანეტების გაგრილების პროცესში, მზის სისტემის მთლიანი ენერგეტიკული პოტენციალი უფრო მაღალი იყო, ვიდრე ახლა, შესაბამისად, შორეული პლანეტების სიცოცხლის ინფორმაციის დონე, რა თქმა უნდა, უფრო დაბალი იყო, ვიდრე ახლა ჩვენ ვხედავთ დედამიწაზე.
მზის სისტემაში ინფორმაციის ურთიერთქმედების დონის ზრდა გაიზარდა სისტემის მთლიანი ენერგიის დონის დაცემით. შორეული პლანეტების მიერ გარე ინფორმაციის მიღება მოხდა სისტემის შიდა ენერგიის დონისა და გარე ინფორმაციის დონის შესაბამისი ურთიერთქმედებით. იმ დროს ენერგეტიკულ-ინფორმაციული გაცვლის გალაქტიკური სისტემა მხოლოდ წონასწორობაში მოდიოდა. გარდა ამისა, როგორც მზის სისტემა და მთელი სამყარო განვითარდა, ენერგეტიკული ინფორმაციის გაცვლა გამდიდრდა უფრო მაღალი დონის ინფორმაციით, შემცირდა როგორც ინდივიდუალური ინფორმაციის ატომების (რომელიც არის მზის სისტემა) ასევე მთელი გალაქტიკის ენერგეტიკული პოტენციალი.
მზის სისტემას რომ დავუბრუნდეთ, უნდა აღინიშნოს, რომ, დიდი ალბათობით, შორეული პლანეტების ევოლუცია უფრო მოკლე დროში მოხდა, რადგან მათი გაგრილების სიჩქარე უფრო მაღალი იყო. ამავდროულად, მზის სისტემის მაღალი ენერგეტიკული პოტენციალი არ აძლევდა მათ წონასწორობის საშუალებას. ყველა ეს ფაქტორი, რა თქმა უნდა, არ შეუწყო ხელი ამ სისტემების ინფორმაციულ განვითარებას. ამიტომ მათმა განვითარებამ სწრაფად მიაღწია ინფორმაციულ პიკს, ე.ი. სისტემის ასეთი ევოლუციური მდგომარეობა, როდესაც მკვრივი ფიზიკური მატერია, რომელიც აკავშირებს ენერგიას, ვეღარ იცავს სისტემას ენერგიის დაშლისგან. ეს არის მთელი სისტემის ენერგეტიკული მინიმუმის მდგომარეობა. მატერიის ორგანიზაციის უმაღლესი დონის დაშლის პროცესები იწყება ენერგიის გამოყოფით.
მზის სისტემის მასშტაბით, დაშლის პროცესებს ძალიან დიდი დრო სჭირდება, მზის სისტემის ექვსივე გაციების პლანეტა (პლუტონი, ნეპტუნი, ურანი, სატურნი, იუპიტერი, მარსი) მოლეკულური დაშლის მდგომარეობაშია, მუდმივი შემცირება. ენერგიის ფიზიკურ ვაკუუმში გადასვლის ენერგეტიკული დონე. მომავალში მოლეკულური დაშლის პროცესები გადაიქცევა ბირთვულ დაშლაში, მცირდება ბირთვთაშორისი დისტანციები და წარმოიქმნება სუპერმკვრივი მატერია. დაშლის ამ ეტაპებზე ენერგიის მაქსიმალური რაოდენობა გამოიყოფა ვაკუუმში.
დასკვნა
თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, მზის სისტემის ფორმირება დაიწყო დაახლოებით 4,6 მილიარდი წლის წინ გიგანტური ვარსკვლავთშორისი მოლეკულური ღრუბლის მცირე ნაწილის გრავიტაციული კოლაფსით. მატერიის უმეტესი ნაწილი კოლაფსის გრავიტაციულ ცენტრში დასრულდა, რასაც მოჰყვა ვარსკვლავის - მზის ფორმირება. ნივთიერება, რომელიც ცენტრში არ მოხვდა, მის ირგვლივ მბრუნავ პროტოპლანეტურ დისკს ქმნიდა, საიდანაც შემდგომში ჩამოყალიბდა პლანეტები, მათი თანამგზავრები, ასტეროიდები და მზის სისტემის სხვა პატარა სხეულები.
მზის სისტემის გაზისა და მტვრის ღრუბლისგან წარმოქმნის ჰიპოთეზა - ნისლეულის ჰიპოთეზა - თავდაპირველად შემოთავაზებული იქნა მე-18 საუკუნეში ემანუელ სვედენბორგის, იმანუელ კანტის და პიერ-სიმონ ლაპლასის მიერ. მომავალში მისი განვითარება მოხდა მრავალი სამეცნიერო დისციპლინის მონაწილეობით, მათ შორის ასტრონომიის, ფიზიკის, გეოლოგიისა და პლანეტარული მეცნიერების. 1950-იან წლებში კოსმოსური ხანის დადგომასთან ერთად, ისევე როგორც 1990-იან წლებში მზის სისტემის გარეთ პლანეტების (ეგზოპლანეტების) აღმოჩენასთან ერთად, ეს მოდელი მრავალჯერ იქნა გამოცდილი და დახვეწილი ახალი მონაცემებისა და დაკვირვებების ასახსნელად.
Მეგობრები! თქვენ გაქვთ უნიკალური შესაძლებლობა დაეხმაროთ თქვენსნაირ სტუდენტებს! თუ ჩვენი საიტი დაგეხმარა სწორი სამუშაოს პოვნაში, მაშინ, რა თქმა უნდა, გესმით, როგორ შეუძლია თქვენს მიერ დამატებულმა ნამუშევარმა გააადვილოს სხვების მუშაობა.
თუ რეფერატი, თქვენი აზრით, უხარისხოა, ან უკვე ნანახი გაქვთ ეს ნამუშევარი, გთხოვთ შეგვატყობინოთ.
(ახლა, როდესაც აღმოაჩინეს დაახლოებით 100 პლანეტარული სისტემა, ჩვეულებრივად არის საუბარი არა მზის, არამედ პლანეტარული სისტემის შესახებ) გადაწყვეტილების მიღება დაიწყო დაახლოებით 200 წლის წინ, როდესაც ორი გამოჩენილი მეცნიერი - ფილოსოფოსი ი. კანტი, მათემატიკოსი და ასტრონომი. პ.ლაპლასმა თითქმის ერთდროულად ჩამოაყალიბა მისი წარმოშობის პირველი სამეცნიერო ჰიპოთეზები. უნდა ითქვას, რომ თვით ჰიპოთეზებს და მათ ირგვლივ განხილვას და სხვა ჰიპოთეზებს (მაგალითად, ჯ. ჯინსს) სრულიად სპეკულაციური ხასიათი ჰქონდა. მხოლოდ 50-იან წლებში. მე -20 საუკუნე შეგროვდა საკმარისი მონაცემები თანამედროვე ჰიპოთეზის ფორმულირებისთვის.
ყოვლისმომცველი ჰიპოთეზა პლანეტარული სისტემის წარმოშობის შესახებ, რომელიც დეტალურად ხსნის ისეთ საკითხებს, როგორიცაა პლანეტების და მათი ატმოსფეროს ქიმიური და იზოტოპური შემადგენლობის განსხვავება, დღემდე არ არსებობს. ამავდროულად, პლანეტარული სისტემის წარმოშობის შესახებ თანამედროვე იდეები საკმაოდ დამაჯერებლად განმარტავს ისეთ საკითხებს, როგორიცაა პლანეტების ორ ჯგუფად დაყოფა, ძირითადი განსხვავებები ქიმიურ შემადგენლობაში და პლანეტარული სისტემის დინამიური ისტორია.
პლანეტების ფორმირება ძალიან სწრაფია; ამრიგად, დედამიწის ჩამოყალიბებას დაახლოებით 100 000 000 წელი დასჭირდა. ბოლო წლებში ჩატარებულმა გამოთვლებმა აჩვენა, რომ პლანეტების წარმოქმნის თანამედროვე ჰიპოთეზა საკმაოდ კარგად არის დასაბუთებული.
ნაწილაკების დაგროვება
წარმოქმნილ პროტოპლანეტურ დისკზე დაიწყო ნაწილაკების გაერთიანება. წებოვნება უზრუნველყოფილია ნაწილაკების სტრუქტურით. ეს არის ნახშირბადის, სილიკატური ან რკინის მტვრის ნაწილაკები, რომლებზეც თოვლის (წყალი, მეთანი და სხვ.) „ბეწვის ქურთუკი“ იზრდება. მზის ირგვლივ მტვრის ნაწილაკების ბრუნვის სიჩქარე საკმაოდ მაღალი იყო (ეს არის კეპლერის სიჩქარე, რომელიც წამში ათეულობით კილომეტრია), მაგრამ შედარებითი სიჩქარე ძალიან მცირეა და შეჯახების დროს ნაწილაკები ერთმანეთში ხვდებიან პატარა სიმსივნეებად. მასალა საიტიდან
პლანეტების გამოჩენა
ძალიან სწრაფად, მიმზიდველმა ძალებმა დაიწყეს გადამწყვეტი როლის თამაში სიმსივნის ზრდაში. ამან განაპირობა ის, რომ წარმოქმნილი აგრეგატების ზრდის ტემპი პროპორციულია მათი მასის დაახლოებით მეხუთე ხარისხთან. შედეგად, თითოეულ ორბიტაზე დარჩა ერთი დიდი სხეული - მომავალი პლანეტა და, შესაძლოა, გაცილებით მცირე მასის კიდევ რამდენიმე სხეული, რომლებიც მისი თანამგზავრები გახდნენ.
პლანეტარული დაბომბვა
ბოლო ეტაპზე დედამიწაზე და სხვა პლანეტებზე ნაწილაკები კი აღარ დაეცა, არამედ ასტეროიდების ზომის სხეულები. ისინი ხელს უწყობდნენ მატერიის დატკეპნას, ნაწლავების გათბობას და მათ ზედაპირზე კვალის გამოჩენას ზღვებისა და კრატერების სახით. ეს პერიოდი არის
ამ დროისთვის ცნობილია მრავალი ჰიპოთეზა მზის სისტემის წარმოშობის შესახებ, მათ შორის გერმანელი ფილოსოფოსის ი. კანტის (1724-1804) და ფრანგი მათემატიკოსისა და ფიზიკოსის პ. ლაპლასის (1749-1827) დამოუკიდებლად შემოთავაზებული ჰიპოთეზა. ი.კანტის თვალსაზრისი იყო ცივი მტვრიანი ნისლეულის ევოლუციური განვითარება, რომლის დროსაც ჯერ გაჩნდა ცენტრალური მასიური სხეული, მზე, შემდეგ კი პლანეტები. პ. ლაპლასი თვლიდა, რომ თავდაპირველი ნისლეული იყო აირისებრი და ძალიან ცხელი, სწრაფი ბრუნვის მდგომარეობაში. უნივერსალური მიზიდულობის ძალის გავლენით შეკუმშვით, ნისლეული უფრო და უფრო სწრაფად ბრუნავდა კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონის გამო. ეკვატორულ სარტყელში სწრაფი ბრუნვის შედეგად წარმოქმნილი დიდი ცენტრიდანული ძალების მოქმედებით, რგოლები თანმიმდევრულად გამოეყო მისგან, გაცივების და კონდენსაციის შედეგად პლანეტებად გადაიქცა. ამრიგად, პ.ლაპლასის თეორიის მიხედვით, პლანეტები მზემდე ჩამოყალიბდნენ. განხილულ ორ ჰიპოთეზას შორის ასეთი განსხვავების მიუხედავად, ორივე ერთი და იგივე იდეიდან მოდის - მზის სისტემა წარმოიშვა ნისლეულის ბუნებრივი განვითარების შედეგად. ამიტომ ამ იდეას ზოგჯერ კანტ-ლაპლასის ჰიპოთეზასაც უწოდებენ. თუმცა ბევრი მათემატიკური წინააღმდეგობების გამო ეს იდეა უნდა მიტოვებულიყო და რამდენიმე „მოქცევის თეორიამ“ ჩაანაცვლა.
ყველაზე ცნობილი თეორია წამოაყენა სერ ჯეიმს ჯინსმა, ასტრონომიის ცნობილმა პოპულარიზაციამ პირველ და მეორე მსოფლიო ომებს შორის. (ის ასევე იყო წამყვანი ასტროფიზიკოსი და მხოლოდ კარიერის ბოლოსკენ მიმართა დამწყებთათვის წიგნების წერას).
ბრინჯი. 1. ჯინსის მოქცევის თეორია. ვარსკვლავი გადის მზის მახლობლად, იჭიმება
მისგან ნივთიერება (ნახ. A და B); ამ მასალისგან წარმოიქმნება პლანეტები (ნახ. C)
ჯინსის თქმით, პლანეტარული მატერია მზიდან ახლომახლო ვარსკვლავმა "გამოიყვანა", შემდეგ კი ცალკეულ ნაწილებად დაიშალა და პლანეტები წარმოიქმნა. ამავდროულად, ყველაზე დიდი პლანეტები (სატურნი და იუპიტერი) განლაგებულია პლანეტარული სისტემის ცენტრში, სადაც ოდესღაც სიგარის ფორმის ნისლეულის შესქელებული ნაწილი იყო.
ეს მართლაც ასე რომ ყოფილიყო, მაშინ პლანეტარული სისტემები ძალზე იშვიათი იქნებოდა, რადგან ვარსკვლავები ერთმანეთისგან უზარმაზარი მანძილით არიან დაშორებული და სავსებით შესაძლებელია, რომ ჩვენი პლანეტარული სისტემა მხოლოდ გალაქტიკაში აცხადებდეს. მაგრამ მათემატიკოსებმა ისევ შეუტიეს და საბოლოოდ მოქცევის თეორიამ მეცნიერების ნარჩენების კალათაში ლაპლასის აირისებრი რგოლები შეუერთა. ერთი
2. მზის სისტემის წარმოშობის თანამედროვე თეორია
თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, მზის სისტემის პლანეტები ჩამოყალიბდნენ ცივი გაზისა და მტვრის ღრუბლისგან, რომელიც მზეს გარს აკრავდა მილიარდობით წლის წინ. ეს თვალსაზრისი ყველაზე თანმიმდევრულად აისახება რუსი მეცნიერის, აკადემიკოს ო.იუს ჰიპოთეზაში. შმიდტი (1891-1956), რომელმაც აჩვენა, რომ კოსმოლოგიის პრობლემები შეიძლება გადაწყდეს ასტრონომიისა და დედამიწის მეცნიერებების, პირველ რიგში, გეოგრაფიის, გეოლოგიის და გეოქიმიის ერთობლივი ძალისხმევით. ჰიპოთეზის გულში O.Yu. შმიდტი არის პლანეტების წარმოქმნის იდეა მყარი და მტვრის ნაწილაკების შერწყმით. გაზისა და მტვრის ღრუბელი, რომელიც მზის მახლობლად გაჩნდა, თავდაპირველად 98% წყალბადისა და ჰელიუმისგან შედგებოდა. დარჩენილი ელემენტები კონდენსირებულია მტვრის ნაწილაკებად. ღრუბელში გაზის ქაოტური მოძრაობა სწრაფად შეწყდა: ის მზის გარშემო ღრუბლის მშვიდმა მოძრაობამ შეცვალა.
მტვრის ნაწილაკები კონცენტრირებულია ცენტრალურ სიბრტყეში, ქმნიან გაზრდილი სიმკვრივის ფენას. როდესაც ფენის სიმკვრივე გარკვეულ კრიტიკულ მნიშვნელობას მიაღწია, საკუთარმა გრავიტაციამ დაიწყო მზის გრავიტაციასთან „კონკურენცია“. მტვრის ფენა არასტაბილური აღმოჩნდა და დაიშალა ცალკე მტვრის კოლტებად. ერთმანეთთან შეჯახებისას მათ მრავალი უწყვეტი მკვრივი სხეული ჩამოაყალიბეს. მათგან უდიდესმა შეიძინა თითქმის წრიული ორბიტები და მათი ზრდის დროს დაიწყო სხვა სხეულების გასწრება, რაც მომავალი პლანეტების პოტენციურ ემბრიონებად იქცა. უფრო მასიური სხეულების მსგავსად, ნეოპლაზმები ამაგრებენ საკუთარ თავს გაზისა და მტვრის ღრუბლის დარჩენილ მატერიას. საბოლოოდ ჩამოყალიბდა ცხრა დიდი პლანეტა, რომელთა მოძრაობა ორბიტაზე სტაბილური რჩება მილიარდობით წლის განმავლობაში.
ფიზიკური მახასიათებლების გათვალისწინებით, ყველა პლანეტა იყოფა ორ ჯგუფად. ერთ-ერთი მათგანი შედგება შედარებით მცირე ხმელეთის პლანეტებისგან - მერკური, ვენერა, დედამიწა და მარსი. მათი ნივთიერება გამოირჩევა შედარებით მაღალი სიმკვრივით: საშუალოდ, დაახლოებით 5,5 გ/სმ 3, რაც 5,5-ჯერ აღემატება წყლის სიმკვრივეს. მეორე ჯგუფი შედგება გიგანტური პლანეტებისგან: იუპიტერი, სატურნი, ურანი და ნეპტუნი. ამ პლანეტებს უზარმაზარი მასები აქვთ. ამრიგად, ურანის მასა უდრის 15 დედამიწის მასას, იუპიტერი კი 318. გიგანტური პლანეტები ძირითადად წყალბადისა და ჰელიუმისგან შედგება და მათი მატერიის საშუალო სიმკვრივე უახლოვდება წყლის სიმკვრივეს. როგორც ჩანს, ამ პლანეტებს არ აქვთ ხმელეთის პლანეტების ზედაპირის მსგავსი მყარი ზედაპირი. განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს მეცხრე პლანეტას - პლუტონს, რომელიც აღმოაჩინეს 1930 წლის მარტში, ზომით ის უფრო ახლოსაა ხმელეთის პლანეტებთან. არც ისე დიდი ხნის წინ გაირკვა, რომ პლუტონი ორმაგი პლანეტაა: ის შედგება ცენტრალური სხეულისა და ძალიან დიდი თანამგზავრისგან. ორივე ციური სხეული ბრუნავს მასის საერთო ცენტრის გარშემო.
პლანეტების ფორმირებისას მათი ორ ჯგუფად დაყოფა განპირობებულია იმით, რომ ღრუბლის ნაწილებში მზიდან შორს ტემპერატურა დაბალი იყო და ყველა ნივთიერება წყალბადისა და ჰელიუმის გარდა მყარ ნაწილაკებს წარმოქმნიდა. მათ შორის ჭარბობდა მეთანი, ამიაკი და წყალი, რამაც განსაზღვრა ურანისა და ნეპტუნის შემადგენლობა. გარდა ამისა, ყველაზე მასიური პლანეტების - იუპიტერისა და სატურნის შემადგენლობა აღმოჩნდა გაზების მნიშვნელოვანი რაოდენობა. ხმელეთის პლანეტების რეგიონში ტემპერატურა გაცილებით მაღალი იყო და ყველა აქროლადი ნივთიერება (მეთანისა და ამიაკის ჩათვლით) დარჩა აირისებრ მდგომარეობაში და, შესაბამისად, არ შედიოდა პლანეტების შემადგენლობაში. ამ ჯგუფის პლანეტები ძირითადად სილიკატებისა და ლითონებისგან წარმოიქმნა. 2
სამყაროს პირველი გეოცენტრული მოდელი შემოგვთავაზა მათემატიკოსმა ალექსანდრე პტოლემეოსმა 150 წელს. მისი მოდელი მიიღეს ქრისტიანმა თეოლოგებმა და, ფაქტობრივად, კანონიზაცია მოახდინეს - აბსოლუტური ჭეშმარიტების რანგამდე აიყვანეს. ამ მოდელის მიხედვით, სტაციონარული დედამიწა უჭირავს სამყაროს ცენტრალურ პოზიციას და მზე, მთვარე, პლანეტები და ვარსკვლავები მის გარშემო ბრუნავენ სხვადასხვა სფეროებში. თუმცა მსგავსი იდეები გაცილებით ადრე წამოაყენა ძველმა ბერძენმა ფილოსოფოსმა არისტოტელემ (ძვ. წ. 384–322). ის ამტკიცებდა, რომ დედამიწა სამყაროს ცენტრია. და არისტოტელეს ამ იდეებმა პარალიზება მოახდინა მოაზროვნეთა გონებაში ათასნახევარი წლის განმავლობაში, რასაც დიდწილად შეუწყო ხელი ქრისტიანულმა ეკლესიამ, რომელმაც ისინი წმინდანად შერაცხა.
ნიკოლაუს კოპერნიკმა პირველმა შეძლო კლავდიუს პტოლემეოსის უარყოფა და მეცნიერულად დაამტკიცოს, რომ დედამიწა არ არის სამყაროს ცენტრი. მან მზე მოათავსა სამყაროს ცენტრში და შექმნა სამყაროს ჰელიოცენტრული მოდელი. ეკლესიის დევნის შიშით, კოპერნიკმა დაბეჭდა თავისი ნამუშევარი სიკვდილამდე ცოტა ხნით ადრე. მისი სისტემა გამოქვეყნდა დიდი მეცნიერის გარდაცვალების შემდეგ. თუმცა ეკლესიამ მას და წიგნს ანათემა მოახდინა და ოფიციალურად აკრძალა.
კოპერნიკის თეორიის მხარდამჭერი იყო გალილეო გალილეი, რომელმაც პირველად გამოიყენა ტელესკოპი ვარსკვლავური ცის შესასწავლად და დაინახა, რომ სამყარო გაცილებით დიდია, ვიდრე ადრე ეგონათ, და რომ პლანეტების ირგვლივ არსებობენ თანამგზავრები, რომლებიც, ისევე როგორც მზის გარშემო არსებული პლანეტები, ბრუნავს მათი პლანეტების გარშემო. გალილეომ ექსპერიმენტულად შეისწავლა მოძრაობის კანონები. მაგრამ ეკლესიამ მოაწყო მეცნიერის დევნა და მიაყენა მას ინკვიზიციის სასამართლო. გალილეოს ეშინოდა წამებისა და ჯორდანო ბრუნოს ბედისწერის და ოფიციალურად უარყო მისი სწავლება. მაგრამ სასამართლოდან გამოსვლისას მან, სავარაუდოდ, ჩაილაპარაკა: „და მაინც ის (დედამიწა) ტრიალებს“.
ჯორდანო ბრუნო უფრო შორს წავიდა ვიდრე კოპერნიკი და გალილეო: მან შექმნა მოძღვრება, რომ ვარსკვლავები მზეს ჰგავს, რომ პლანეტები ასევე მოძრაობენ ვარსკვლავების გარშემო ორბიტაზე. უფრო მეტიც, ის ამტკიცებდა, რომ სამყაროში ბევრი დასახლებული სამყაროა, რომ ადამიანის გარდა სამყაროში სხვა მოაზროვნე არსებებიც არიან. ამის გამო ჯორდანო ქრისტიანულმა ეკლესიამ დაგმო და კოცონზე დაწვეს, ხოლო მისი სწავლება ანათემეს.
ჯორდანო ბრუნოს არაჩვეულებრივი მეხსიერება ჰქონდა, მათ თქვეს, რომ მან შეძლო ზეპირად წაეკითხა კანონიკური და სამოქალაქო სამართლის 26 ათასი მუხლი, ბიბლიიდან 6 ათასი პასაჟი და ოვიდის ათასი ლექსი. ამ საჩუქრის წყალობით იგი მიიღეს ევროპის ჰერცოგებისა და მეფეების კარზე, სადაც დიდი სიამოვნებით განიხილავდა მათემატიკას, ასტრონომიასა და ფილოსოფიას. ბრუნო მხარს უჭერდა ყველა ადამიანის სიყვარულის რელიგიას გამონაკლისის გარეშე. იგი მოხიბლული იყო თავისი ორატორული ნიჭით და ცოდნით. ბრუნომ იმოგზაურა მთელ ევროპაში. მეფე ჰენრი III-მ იგი სორბონის არაჩვეულებრივ პროფესორად აქცია.
დეკარტის ფიზიკური კვლევები ძირითადად ეხება მექანიკას, ოპტიკას და სამყაროს ზოგად სტრუქტურას. მას სჯეროდა, რომ სამყარო მთლიანად სავსეა მოძრავი მატერიით და თვითკმარია მის გამოვლინებებში. დეკარტი არ ცნობდა განუყოფელ ატომებს და სიცარიელეს და მკვეთრად აკრიტიკებდა ატომისტებს, როგორც ძველ, ისე თანამედროვეებს. ჩვეულებრივი მატერიის გარდა, მან გამოყო უხილავი დახვეწილი საკითხთა ფართო კლასი, რომელთა დახმარებით ცდილობდა აეხსნა სითბოს, გრავიტაციის, ელექტროენერგიის და მაგნიტიზმის მოქმედება. დეკარტმა შემოიტანა იმპულსის ცნება, ჩამოაყალიბა იმპულსის შენარჩუნების კანონი. შეისწავლა სინათლის გავრცელების კანონები – არეკვლა და გარდატეხა. მას ეკუთვნის ეთერის, როგორც სინათლის მატარებლის იდეა, ცისარტყელას ახსნა. დეკარტმა გამოიტანა სინათლის გარდატეხის კანონი ორი განსხვავებული მედიის საზღვარზე, რამაც შესაძლებელი გახადა ოპტიკური ინსტრუმენტების, მათ შორის ტელესკოპების გაუმჯობესება.
ჰიპოთეზები მზის სისტემის წარმოშობის შესახებ
ბევრი მკვლევარი ცდილობდა მზის სისტემის წარმოშობის პრობლემის გადაჭრას. პირველი სამეცნიერო ჰიპოთეზა მზის სისტემის ფორმირების შესახებ შემოთავაზებული იქნა 1644 წელს რენე დეკარტის მიერ. მისი თქმით, მზის სისტემა ჩამოყალიბდა პირველადი ნისლეულისგან, რომელსაც ჰქონდა დისკის ფორმა და შედგებოდა გაზისა და მტვრისგან. 1745 წელს ბუფონმა გამოთქვა მოსაზრება, რომ მატერია, საიდანაც პლანეტები წარმოიქმნება, მზეს მოშორდა რომელიმე დიდი კომეტა ან სხვა ვარსკვლავი, რომელიც ძალიან ახლოს გადიოდა. ფილოსოფოსმა ი. კანტმა და მათემატიკოსმა პ. ლაპლასმა მე-19 საუკუნის ბოლოს წამოაყენეს თავიანთი ჰიპოთეზა, რომლის არსი ის არის, რომ ვარსკვლავები და პლანეტები წარმოიქმნება კოსმოსური მტვრისგან თავდაპირველი გაზ-მტვრის ნისლეულის თანდათანობითი შეკუმშვის შედეგად.
კანტისა და ლაპლასის ჰიპოთეზები განსხვავდებოდა. კანტი წარმოიშვა ცივი მტვრიანი ნისლეულის ევოლუციური განვითარებიდან, რომლის დროსაც პირველად წარმოიშვა ცენტრალური მასიური სხეული - მომავალი მზე, შემდეგ კი პლანეტები. ლაპლასის მიხედვით, თავდაპირველი ნისლეული იყო აირისებრი და ცხელი და სწრაფად ბრუნავდა. შეკუმშვა უნივერსალური მიზიდულობის ძალის გავლენის ქვეშ, ის უფრო და უფრო სწრაფად ბრუნავდა. ეკვატორულ სარტყელში ცენტრიდანული ძალების გამო მისგან თანმიმდევრულად გამოეყო რგოლები. შემდგომში ეს რგოლები შედედდა და პლანეტები აღმოჩნდნენ. ლაპლასის მიხედვით, პლანეტები მზემდე ჩამოყალიბდნენ. ამ ჰიპოთეზებს შორის მნიშვნელოვანი განსხვავების მიუხედავად, ისინი გაერთიანებულია ერთში: მზის სისტემა წარმოიშვა გაზ-მტვრის ნისლეულის ბუნებრივი განვითარების შედეგად კონდენსაციის შედეგად. კანტისა და ლაპლასის ჰიპოთეზამ ვერ გაართვა თავი მზის სისტემის კუთხოვანი იმპულსის უჩვეულო განაწილებას ცენტრალურ სხეულს - მზესა და პლანეტებს შორის. კუთხოვანი იმპულსი არის სისტემის „ბრუნვის რეზერვი“. ეს ბრუნვა შედგება პლანეტების ორბიტალური მოძრაობისგან და მზისა და პლანეტების მათი ღერძების გარშემო. ჯინსის ჰიპოთეზა (მე-20 საუკუნის დასაწყისი) მზის სისტემის ფორმირებას შემთხვევით ხსნის და მას უიშვიათეს მოვლენად მიიჩნევს. ნივთიერება, რომლიდანაც მოგვიანებით პლანეტები ჩამოყალიბდნენ, საკმაოდ „ძველი“ მზისგან გამოიდევნეს მის მახლობლად გარკვეული ვარსკვლავის შემთხვევით გავლისას. შემხვედრი ვარსკვლავის მხრიდან მოქცევის ძალების წყალობით, მზის ზედაპირული ფენებიდან აირის ჭავლი გამოიდევნა. ეს ჭავლი დარჩა მზის მიზიდულობის სფეროში. მომავალში თვითმფრინავი შედედდა და აღმოჩნდა, რომ პლანეტები იყო. ჯინსის ჰიპოთეზა რომ ყოფილიყო სწორი, მაშინ გალაქტიკაში გაცილებით ნაკლები პლანეტარული სისტემა იქნებოდა. ამიტომ ჯინსის ჰიპოთეზა უარყოფილი უნდა იყოს. გარდა ამისა, მას ასევე არ შეუძლია ახსნას კუთხოვანი იმპულსის განაწილება მზის სისტემაში. ლაიმან სპიცერის გამოთვლებმა აჩვენა, რომ ვარსკვლავიდან ამოვარდნილი ჭავლის ნივთიერება მიმდებარე სივრცეში უნდა გაიფანტოს და მისი კონდენსაცია არ მოხდება. ვოლფსონის მიერ შემუშავებული ჯინსის ჰიპოთეზის უახლესი ვერსია ვარაუდობს, რომ გაზის ჭავლი, საიდანაც პლანეტები ჩამოყალიბდა, ამოფრინდა არა მზიდან, არამედ უზარმაზარი ფხვიერი ვარსკვლავიდან, რომელიც მიფრინავდა წარსულში (10-ჯერ აღემატება ამჟამინდელი დედამიწის ორბიტის რადიუსს) და შედარებით მცირე მასა. გამოთვლები აჩვენებს, რომ თუ პლანეტარული სისტემები ამ გზით ჩამოყალიბებულიყო, მაშინ გალაქტიკაში ძალიან ცოტა იქნებოდა (ერთი პლანეტარული სისტემა 100000 ვარსკვლავზე). მრავალი ვარსკვლავის გარშემო პლანეტების აღმოჩენებმა საბოლოოდ დამარხა ჯინს-ვულფსონის ჰიპოთეზა.
აღმოჩნდა, რომ მზის სისტემის კუთხური იმპულსის ლომის წილი კონცენტრირებულია გიგანტური პლანეტების იუპიტერისა და სატურნის ორბიტალურ მოძრაობაში. ლაპლასის ჰიპოთეზის თვალსაზრისით, ეს სრულიად გაუგებარია. როდესაც რგოლი გამოეყო სწრაფად მბრუნავი ნისლეულს, ნისლეულის ფენებს, საიდანაც მზე შემდგომში კონდენსირებული იყო, ჰქონდათ, ერთეულზე დაახლოებით იგივე კუთხური იმპულსი, როგორც გამოყოფილი რგოლის მასალა. ამრიგად, პლანეტების მთლიანი კუთხოვანი იმპულსი გაცილებით ნაკლები უნდა იყოს ვიდრე „პროტო-მზე“. მაშასადამე, კანტისა და ლაპლასის ჰიპოთეზის მთავარი დასკვნა ეწინააღმდეგება მზესა და პლანეტებს შორის კუთხური იმპულსის რეალურ განაწილებას.
ჰ.ალვენმა, გადაარჩინა კანტისა და ლაპლასის ჰიპოთეზა, ვარაუდობდა, რომ ერთხელ მზეს ჰქონდა ძალიან ძლიერი ელექტრომაგნიტური ველი. ვარსკვლავის გარშემო მყოფი ნისლეული ნეიტრალური ატომებისგან შედგებოდა. რადიაციისა და შეჯახების ზემოქმედებით ატომები იონიზირებული გახდა. იონები ჩავარდნენ მაგნიტური ველის ხაზებიდან ხაფანგებში და წაიყვანეს მბრუნავი სანათის შემდეგ. თანდათანობით, მზემ დაკარგა ბრუნვის მომენტი, გადაიტანა იგი გაზის ღრუბელში. შემოთავაზებული ჰიპოთეზის სისუსტე იყო ის, რომ ყველაზე მსუბუქი ელემენტების ატომები უნდა ყოფილიყო იონიზებული მზესთან უფრო ახლოს, ხოლო მძიმე ელემენტების ატომები - უფრო შორს. ეს ნიშნავს, რომ მზესთან ყველაზე ახლოს პლანეტები უნდა შედგებოდეს წყალბადისა და ჰელიუმისგან, ხოლო უფრო შორეული პლანეტები რკინისა და ნიკელისგან. ფაქტები სხვა რამეს ამბობენ. ამ სირთულის დასაძლევად ასტრონომმა ფ. ჰოილმა გამოთქვა ვარაუდი, რომ მზე წარმოიშვა ნისლეულის სიღრმეში. ის სწრაფად ბრუნავდა და ნისლეული უფრო და უფრო ბრტყელი ხდებოდა და დისკად გადაიქცევა. თანდათან დისკმაც დაიწყო აჩქარება და მზე შენელდა. კუთხური იმპულსი ამ შემთხვევაში გადავიდა დისკზე. შემდეგ დისკზე პლანეტები ჩამოყალიბდა. მაგრამ შეუძლებელია წარმოვიდგინოთ მზის შენელება რომელიმე მესამე ძალის ჩარევის გარეშე. ჰოილის ჰიპოთეზის სირთულე და წინააღმდეგობა იმაში მდგომარეობს, რომ ადვილი არ არის იმის წარმოდგენა, თუ როგორ შეიძლებოდა ჭარბი წყალბადი და ჰელიუმი "დალაგებულიყო" თავდაპირველ აირისებრ დისკში, საიდანაც პლანეტები წარმოიქმნა, რადგან პლანეტების ქიმიური შემადგენლობა აშკარად განსხვავდება მისგან. მზისა; მეორეც, სრულიად გაუგებარია, როგორ დატოვა სინათლის აირებმა მზის სისტემა (ჰოილის მიერ შემოთავაზებული აორთქლების პროცესი მნიშვნელოვან სირთულეებს განიცდის). ჰოილის ჰიპოთეზის მთავარ სირთულეს წარმოადგენს „პროტო-მზისთვის“ ძალიან ძლიერი მაგნიტური ველის მოთხოვნა, რაც მკვეთრად ეწინააღმდეგება თანამედროვე ასტროფიზიკურ კონცეფციებს.
ოტო იულიევიჩ შმიდტი (1891-1956) 1937 წ.. ნესტეროვის პორტრეტი. ფოტო საიტიდან: http://territa.ru/ |
1944 წელს ო.იუ შმიდტმა წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც პლანეტარული სისტემა ჩამოყალიბდა მატერიისგან, რომელიც დატყვევებული იყო გაზურ-მტვრის ნისლეულიდან, რომლითაც ოდესღაც მზე გაიარა, რომელსაც მაშინაც კი თითქმის "თანამედროვე" გარეგნობა ჰქონდა. ამ ჰიპოთეზაში ბრუნვის სირთულე არ არის. 1961 წლიდან ეს ჰიპოთეზა შეიმუშავა ინგლისელმა კოსმოგონისტმა ლიტლტონმა. უნდა აღინიშნოს, რომ იმისათვის, რომ მზემ დაიპყროს მატერიის საკმარისი რაოდენობა, მისი სიჩქარე ნისლეულთან შედარებით უნდა იყოს ძალიან მცირე, ასი მეტრი წამში. მარტივად რომ ვთქვათ, მზე ამ ღრუბელში უნდა იყოს ჩარჩენილი და მასთან ერთად მოძრაობდეს. ამ ჰიპოთეზაში პლანეტების ფორმირება არ არის დაკავშირებული ვარსკვლავების ფორმირების პროცესთან. მაგრამ ეს ჰიპოთეზა არ პასუხობს კითხვას: სად, როდის და როგორ წარმოიქმნა მზე? თანამედროვე კოსმოსური ფიზიკა ვარაუდობს (თუმცა გაუგებარია რატომ?) რომ აირი, როდესაც მისი მასა და სიმკვრივე გარკვეულ მნიშვნელობას აღწევს, საკუთარი მიზიდულობის გავლენით იკუმშება და კონდენსირებულია და ქმნის ცივ გაზის ბურთს. გაზის ღრუბლის სპონტანური შეკუმშვის ვარაუდი ძალიან არასერიოზულია. ასეთი შეკუმშვა ბუნებაში არსად შეინიშნება და არც შეიძლება იყოს. მაგრამ ეს ჰიპოთეზა ამტკიცებს, რომ მუდმივი შეკუმშვის შედეგად, გაზის ბურთის ტემპერატურა უნდა გაიზარდოს, რადგან ნაწილაკების პოტენციური ენერგია გაზის ბურთის მიზიდულობის ველში სავარაუდოდ მცირდება, როდესაც ისინი უახლოვდებიან ცენტრს. |
ღრუბლის ტემპერატურა იმ დროს იყო -220°C. თავდაპირველად ღრუბელი ერთგვაროვანი იყო, შემდეგ კი მასში გროვები დაიწყეს ( მაგრამ რატომ, ჰიპოთეზა არ ხსნის; ა.გ.), ძირითადად გრავიტაციული შეკუმშვის გამო ( მაგრამ რა შეკუმშავს გაზს და მტვერს? ა.გ.). შედეგად, ღრუბელში მატერიამ დაიწყო გათბობა და დიფერენცირება ქიმიური ელემენტების და მათი ნაერთების გამოყოფით გრავიტაციულ ველში ( მაგრამ რამ შექმნა ეს გრავიტაციული ველი? ა.გ.). ასე რომ, ასტროფიზიკოსმა ლ. სპიცერმა აჩვენა, რომ თუ ღრუბლის მასა მზის მასაზე 10-20 ათასჯერ მეტია, ხოლო მასში მატერიის სიმკვრივე 20 ატომზე მეტია კუბურ სმ-ზე, მაშინ იწყება ასეთი ღრუბელი. საკუთარი მასის გავლენით შემცირდეს. ( მაგრამ ასეთი მკვრივი ღრუბლები გალაქტიკაში არ არის ნაპოვნი.).
მაგრამ როგორ წარმოიქმნება ასეთი ღრუბელი თავისთავად? როგორ იკუმშება ის ასეთ წნევაზე? გაზის შეკუმშვა შესაძლებელია მხოლოდ გაციებისას. ამ შემთხვევაში ის ჯერ თხევად იქცევა, შემდეგ კი მყარ ფაზაში გადადის. როდესაც ასეთი მყარი თბება, ის აორთქლდება და ისევ ღრუბლად იქცევა. მაგალითად, კომეტები იქცევიან მზესთან მიახლოებისას. ისინი აორთქლდებიან და კარგავენ მასას. ასტროფიზიკოსები ვარაუდობენ, რომ პროტოსუნი პროტოპლანეტარული ღრუბლით ჩამოყალიბდა დაახლოებით 6 მილიარდი წლის წინ. პროტოპლანეტურ ღრუბელში მატერია ჯერ თანაბრად იყო განაწილებული, შემდეგ კი დაიწყო ცალკეულ ადგილებში დაგროვება, საიდანაც მოგვიანებით წარმოიქმნა ვარსკვლავები. მაგრამ ეს ჰიპოთეზა არანაირად არ ხსნის, რატომ დაიწყეს გროვები და გროვები ერთგვაროვან პროტოპლანეტურ ღრუბელში წარმოქმნას. მაგრამ თუ ვივარაუდებთ, რომ ფიზიკის კანონების საწინააღმდეგოდ, გაზის ღრუბელი გადაიქცა ბურთად და ბურთი შემცირდა ვარსკვლავად, მაშინ შეუძლებელია ამ ვარსკვლავის ენერგიის წყაროს ახსნა, რომელიც საშუალებას აძლევს მას გამოასხივოს ნაწილაკები და ელექტრომაგნიტური ტალღები. . ბოლოს და ბოლოს, სანამ თერმობირთვული რეაქცია დაიწყება, ღრუბლოვანი ვარსკვლავის ნაწლავებში ტემპერატურა უნდა გაიზარდოს მინიმუმ 20 მილიონ გრადუს კელვინამდე. თუ ენერგიის სხვა არაგრავიტაციული წყარო არ გამოჩნდება, მაშინ ვარსკვლავის შეკუმშვის შედეგად გამოსხივების პროცესი სწრაფად გამოიწვევს ენერგიის ამოწურვას და ასეთი ვარსკვლავი აორთქლდება და კვლავ გადაიქცევა ფხვიერ ღრუბლად, მაგრამ არ ანათებს. . ამასთან, შეკუმშვის პროცესი, ფიზიკის ყველა კანონის საწინააღმდეგოდ, იწვევს იმ ფაქტს, რომ ვარსკვლავის ცენტრალური რეგიონები თბება ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე, მათში წნევა იმდენად მაღალი ხდება, რომ წყალბადის ბირთვებიდან შერწყმის თერმობირთვული შერწყმის რეაქცია ხდება. იწყება ჰელიუმის ბირთვები. ამ შემთხვევაში გამოიყოფა დიდი ენერგია, რომელიც ათბობს გაზის ბურთულას. თერმობირთვული შერწყმა მოითხოვს რამდენიმე ათეული მილიონი გრადუსის ტემპერატურას. პერიოდს, რომლის დროსაც ვარსკვლავი, რომელიც იკუმშება გაზის ღრუბლიდან, აღწევს მდგომარეობას, როდესაც თერმობირთვული რეაქციები იწყებს მოქმედებას მის ცენტრალურ რეგიონებში, ეწოდება შეკუმშვის პერიოდი. მას შემდეგ რაც ვარსკვლავში არსებული წყალბადი ჰელიუმად გადაიქცევა, ის წითელი გიგანტის სტადიას მიაღწევს - გაფართოვდება. ( სრულიად გაუგებარია, რატომ გაცივებისას ვარსკვლავი უეცრად გაფართოვდება და არა იკუმშება.). გარდა ამისა, ჰიპოთეზა ამბობს, რომ ახლა ვარსკვლავი, რომელიც უკვე შედგება ჰელიუმისგან, შემცირდება. ამ შეკუმშვის შედეგად, ტემპერატურა მის ცენტრში გაიზრდება 100 მილიონ გრადუსამდე ან მეტამდე. ( ძალიან უაზრო ვარაუდია!) შემდეგ დაიწყება კიდევ ერთი თერმობირთვული რეაქცია - ნახშირბადის ბირთვების წარმოქმნა ჰელიუმის ბირთვებიდან. ამ რეაქციას ასევე მოჰყვება მასის დაკარგვა და გამოსხივების ენერგიის გამოყოფა. ვარსკვლავის ტემპერატურა კვლავ მოიმატებს, რის შედეგადაც ვარსკვლავის შეკუმშვა შეჩერდება. აირისებრი მატერიიდან ვარსკვლავების წარმოშობის ეს ჰიპოთეზა სერიოზულ სირთულეებს ხვდება: გალაქტიკაში ძალიან ცოტა წყალბადია, მისი მთლიანი მასის მხოლოდ დაახლოებით 2%. თუ ვარსკვლავები მართლაც გაზისგან წარმოიქმნებოდა, მაშინ გალაქტიკაში ვარსკვლავების ფორმირება სწრაფად უნდა დასრულდეს. ამასობაში გალაქტიკებში, მათ შორის ჩვენს გალაქტიკებში, ჩნდებიან ახალი ახალგაზრდა ვარსკვლავები - ცისფერი გიგანტები და სუპერგიგანტები.
კანტისა და ლაპლასის ნისლეულ ჰიპოთეზებს აქვთ მნიშვნელოვანი ნაკლი: ისინი არ ხსნიან, რატომ ანაწილებდნენ მზემ და პლანეტებმა იმპულსი (იმპულსი) ერთმანეთში ასე არათანაბრად: მზე შეადგენს იმპულსის მომენტის დაახლოებით 2%-ს, და პლანეტები შეადგენს დაახლოებით 98%-ს, თუმცა ყველა პლანეტის საერთო მასა მზის მასაზე 750-ჯერ ნაკლებია.
შმიდტი თავის ჰიპოთეზაში მზისა და პლანეტების განსხვავებული წარმომავლობიდან გამომდინარეობს. მაგრამ ბოლომდე თანმიმდევრული რომ ვიყოთ, უნდა ვივარაუდოთ, რომ არა მხოლოდ მზე და პლანეტები წარმოიქმნენ ცალ-ცალკე, არამედ ყველა პლანეტას ასევე აქვს ცალკე წარმოშობა, რადგან მათ ასევე აქვთ იმპულსის განსხვავებული სპეციფიკური მომენტი (მოძრაობის რაოდენობა ერთეულზე. მასა). თუ დედამიწის იმპულსის კონკრეტული მომენტი ავიღეთ როგორც 1, მაშინ მზის სისტემის პლანეტებს ექნებათ იმპულსის შემდეგი კონკრეტული მომენტები (ლევინ ბ.ს. დედამიწისა და პლანეტების წარმოშობა):
პროტოპლანეტარული გაზ-მტვრის ღრუბლის ის ნაწილები, რომლებიც ოდესღაც თითქოს მზეს შეხვდნენ, მისმა ორბიტაზე დაიპყრო. და ღრუბლის ამ ნაწილებს, თუ მხოლოდ ეს უკანასკნელი არ ბრუნავს (თუ ღრუბელი ბრუნავს, ის, როგორც ჩანს, უნდა გაფანტულიყო ჯერ კიდევ ვარსკვლავთშორის სივრცეში ცენტრიდანული ძალის გავლენის ქვეშ მზესთან შეხვედრამდე), უნდა ჰქონდეს აბსოლუტურად იგივე კონკრეტული მომენტი. იმპულსი, რადგან დაჭერამდე ისინი მოძრაობდნენ იმავე მიმართულებით და ჰქონდათ იგივე სიჩქარე. პლანეტებსაც იგივე სპეციფიკური კუთხური იმპულსი უნდა ჰქონოდათ, თუ ისინი შმიდტის ჰიპოთეზის მიხედვით მოხდებოდნენ.
მზის სისტემის პლანეტების თანამგზავრების მესამე ნაწილს აქვს მზის სისტემის საწინააღმდეგო მიმოქცევის მიმართულება. ეს არის ნეპტუნის ტრიტონის ერთ-ერთი უდიდესი თანამგზავრი მზის სისტემაში, შემდეგ სატურნის თანამგზავრი ფიბე, იუპიტერის ოთხი გარე პატარა თანამგზავრი და ურანის ხუთი თანამგზავრი. შმიდტის ჰიპოთეზის მიხედვით, მზის სისტემის ყველა სხეული უნდა ბრუნავდეს იმავე მიმართულებით და იმავე სიბრტყეში.
მზის სისტემის პლანეტების ნახევარს აქვს ეკვატორული სიბრტყის დიდი მიდრეკილება ორბიტის სიბრტყის მიმართ (დედამიწისთვის, მარსისთვის, სატურნისა და ნეპტუნისთვის 23°-ზე მეტი, ხოლო ურანის დახრილობა 98°-ია). თუ პლანეტები ერთი ღრუბლისგან წარმოიქმნებოდა, მათ ექნებოდათ მათი ორბიტების იგივე დახრილობა მზის ეკვატორის სიბრტყის მიმართ და არ ექნებოდათ მათი ეკვატორების სიბრტყეების დახრილობა მათი ორბიტების სიბრტყის მიმართ.
თუ ვარსკვლავები მართლაც წარმოიქმნება აირისგან, მაშინ გალაქტიკაში უკვე შეიძლებოდა შესამჩნევად დატკეპნილი გაზის ღრუბლების აღმოჩენა, რომლებიც თანდათანობით გადაიქცნენ ვარსკვლავებად. მაგრამ ვარსკვლავურ ასოციაციებში ასეთი გროვები არ არსებობს. არ არსებობს გარდამავალი ეტაპები გაზის ღრუბლებიდან ვარსკვლავებამდე. მაგრამ გალაქტიკაში არის რეგიონები, საიდანაც „დასრულებული“ ვარსკვლავები ამოიფრქვევა, ხოლო მეტაგალაქტიკაში - მთელი „დასრულებული“ გალაქტიკებიც კი.
მექანიკის კანონების მიხედვით, გაზ-მტვრის ღრუბელი მნიშვნელოვანი ბრუნვის მომენტით უბრალოდ ვერ იარსებებს და ვერ გადაიქცევა მზის მსგავს ნელა მბრუნავ ვარსკვლავად. ასეთი ღრუბლის სტრატიფიკაცია, რომელიც თავისთავად ბრუნავს რგოლებად, ასევე შეუძლებელია. შემთხვევითი არ არის, რომ გალაქტიკაში ვარსკვლავების ბრუნვა ცენტრის გარშემო უფრო დიდი სიჩქარით ხდება, ვიდრე გალაქტიკის აირისებრი დისკის ბრუნვა, რომელიც, სხვათა შორის, შედგება არა რგოლებისგან, არამედ ყდისგან. ამრიგად, ვარსკვლავებისა და პლანეტების წარმოქმნის არსებული ჰიპოთეზა, გარდა ვ.ამბარცუმიანის ჰიპოთეზისა, ძალიან შორს არის სიმართლისგან.
ვიქტორ ამაზასპოვიჩ ამბარცუმიანი და იან ჰენდრიკ ოორტი ბიურაკანში (სომხეთი) 1966 წელს. ფოტო საიტიდან: http://www.ambartsumian.ru/იმისდა მიუხედავად, რომ მეცნიერები ქმნიან შავი ხვრელებისა და ნეიტრონული ვარსკვლავების საკმაოდ ზუსტ მოდელებს, არ არსებობს თეორია, რომელიც ახსნის მზის სისტემის წარმოშობას და მის ყველა ახლა უკვე ცნობილ მახასიათებელს. მზის სისტემის წარმოშობის თეორია უნდა ახსნას ყველა ცნობილი ფაქტი და არ უნდა ეწინააღმდეგებოდეს დინამიკისა და თანამედროვე ფიზიკის კანონებს. გარდა ამისა, ამ თეორიიდან უნდა მომდინარეობდეს შედეგები, რომლებიც დადასტურდება მომავალი აღმოჩენებით: თეორია არა მხოლოდ უნდა ახსნას, არამედ წინასწარმეტყველებდეს. აქამდე წამოყენებული ყველა ჰიპოთეზა უარყო ან დარჩა დაუმტკიცებელი ფიზიკური თეორიის მკაცრი გამოყენებით.
დედამიწის ქერქის უძველესი ქანები გამაგრდა 4 მილიარდი წლის წინ. ითვლება, რომ თავად დედამიწა ჩამოყალიბდა 4,6 მილიარდი წლის წინ. დედამიწის გაციებიდან გასული დროის გაზომვა ეფუძნება ტყვიის, ჰელიუმის და სხვა ელემენტების კვალს, რომლებიც დარჩა ქანებში რადიოაქტიური ელემენტების დაშლის შემდეგ. მეტეორიტებისა და მთვარის ნიადაგის ნიმუშების შესწავლა აჩვენებს, რომ მათი ასაკი მყარ მდგომარეობაში არ აღემატება დედამიწის ასაკს. ვარაუდობენ, რომ მთელ მზის სისტემას აქვს იგივე ასაკი.
მზის სისტემის წარმოშობის დამაკმაყოფილებელი თეორია პირველ რიგში უნდა ითვალისწინებდეს პლანეტების, თანამგზავრების, ასტეროიდების და კომეტების არსებობას. მან უნდა ახსნას პლანეტების მდებარეობა, მათი ორბიტების ფორმა, ღერძების დახრილობა და ორბიტის გასწვრივ ბრუნვისა და მოძრაობის სიჩქარე, უნდა ახსნას პლანეტებს შორის კუთხოვანი იმპულსის განაწილება. ჯერჯერობით ასეთი თეორია არ არსებობს და მხოლოდ ჰიპოთეზების შექმნაზე შეიძლება ვისაუბროთ.
