A hipótese da formação do sistema solar a partir de uma nuvem de gás e poeira - a hipótese nebular - foi originalmente proposta no século 18 por Emmanuel Swedenborg, Immanuel Kant e Pierre-Simon Laplace. No futuro, seu desenvolvimento ocorreu com a participação de muitas disciplinas científicas, incluindo astronomia, física, geologia e planetologia. Com o advento da era espacial na década de 1950, bem como a descoberta de planetas fora do sistema solar na década de 1990 (), esse modelo foi submetido a vários testes e melhorias para explicar novos dados e observações.
De acordo com a hipótese atualmente aceita, a formação do sistema solar começou há cerca de 4,6 bilhões de anos com o colapso gravitacional de uma pequena parte de uma gigantesca nuvem interestelar de gás e poeira. Em linhas gerais, esse processo pode ser descrito da seguinte forma:
- O mecanismo de gatilho para o colapso gravitacional foi uma pequena compactação (espontânea) da matéria da nuvem de gás e poeira (possíveis razões pelas quais poderiam ser tanto a dinâmica natural da nuvem quanto a passagem de uma onda de choque de uma explosão através do matéria da nuvem, etc.), que se tornou o centro de atração gravitacional para a matéria circundante - o centro de colapso gravitacional. A nuvem já continha não apenas hidrogênio e hélio primordiais, mas também numerosos elementos pesados (metalicidade) remanescentes das estrelas de gerações anteriores. Além disso, a nuvem em colapso tinha algum momento angular inicial.
- No processo de compressão gravitacional, o tamanho da nuvem de gás e poeira diminuiu e, devido à lei de conservação do momento angular, a velocidade de rotação da nuvem aumentou. Devido à rotação, as taxas de compressão das nuvens paralelas e perpendiculares ao eixo de rotação diferiram, o que levou ao achatamento da nuvem e à formação de um disco característico.
- Como consequência da compressão, a densidade e a intensidade das colisões das partículas de matéria entre si aumentaram, como resultado, a temperatura da matéria aumentou continuamente à medida que foi comprimida. As regiões centrais do disco foram aquecidas mais fortemente.
- Ao atingir uma temperatura de vários milhares de kelvins, a região central do disco começou a brilhar - uma protoestrela se formou. A matéria da nuvem continuou a cair sobre a protoestrela, aumentando a pressão e a temperatura no centro. As regiões externas do disco permaneceram relativamente frias. Devido a instabilidades hidrodinâmicas, selos separados começaram a se desenvolver neles, que se tornaram centros gravitacionais locais para a formação de planetas a partir da substância do disco protoplanetário.
- Quando a temperatura no centro da protoestrela atingiu milhões de kelvins, a reação de fusão termonuclear do hélio a partir do hidrogênio começou na região central. A protoestrela evoluiu para uma estrela comum da sequência principal. Na região externa do disco, grandes aglomerados formaram planetas girando em torno da estrela central aproximadamente no mesmo plano e na mesma direção.
Evolução subsequente
Anteriormente, acreditava-se que todos os planetas se formavam aproximadamente nas órbitas onde estão agora, mas no final do século 20 - início do século 21, esse ponto de vista mudou radicalmente. Acredita-se agora que, no início de sua existência, o sistema solar parecia completamente diferente do que parece agora. De acordo com conceitos modernos, o Sistema Solar externo era muito mais compacto em tamanho do que é agora, estava muito mais próximo do Sol, e no Sistema Solar interno, além dos corpos celestes que sobreviveram até hoje, havia outros objetos não menores que .
Planetas terrestres
Colisão gigante de dois corpos celestes, possivelmente dando origem à lua satélite da Terra
No final da época de formação planetária, o sistema solar interno era habitado por 50-100 protoplanetas com tamanhos variando de lunar a marciano. O crescimento adicional no tamanho dos corpos celestes foi devido a colisões e fusões desses protoplanetas entre si. Assim, por exemplo, como resultado de uma das colisões, Mercúrio perdeu a maior parte de seu manto, enquanto como resultado de outra, o chamado. colisão gigante (possivelmente com o planeta hipotético Theia), um satélite nasceu. Esta fase de colisões continuou por cerca de 100 milhões de anos até que os 4 corpos celestes massivos conhecidos hoje permanecessem em órbita.
Um dos problemas não resolvidos deste modelo é o fato de que ele não pode explicar como as órbitas iniciais de objetos protoplanetários, que precisavam ter uma alta excentricidade para colidir uns com os outros, poderiam, como resultado, dar origem a órbitas estáveis e próximas a circulares. órbitas dos quatro planetas restantes. De acordo com uma hipótese, esses planetas foram formados em uma época em que o espaço interplanetário ainda continha uma quantidade significativa de gás e poeira, que, devido ao atrito, reduziam a energia dos planetas e tornavam suas órbitas mais suaves. No entanto, esse mesmo gás deveria impedir a ocorrência de um grande alongamento nas órbitas originais dos protoplanetas. Outra hipótese sugere que a correção das órbitas dos planetas internos ocorreu não devido à interação com o gás, mas devido à interação com os corpos menores remanescentes do sistema. À medida que os grandes corpos passavam por uma nuvem de pequenos objetos, estes últimos, devido à influência gravitacional, foram atraídos para regiões de maior densidade, e assim criaram “cumes gravitacionais” no caminho dos grandes planetas. A crescente influência gravitacional desses "cumes", segundo essa hipótese, fez com que os planetas diminuíssem a velocidade e entrassem em uma órbita mais arredondada.
cinturão de asteróides
O limite externo do sistema solar interno está localizado entre 2 e 4 UA. do Sol e representa . Hipóteses sobre a existência de um planeta entre e (por exemplo, o hipotético planeta Phaethon) foram apresentadas, mas no final não foram confirmadas, que nos estágios iniciais da formação do sistema solar colapsaram para que os asteróides que formaram o asteróide cinto tornou-se seus fragmentos. De acordo com as visões modernas, não havia um único protoplaneta-fonte de asteroides. O cinturão de asteróides originalmente continha matéria suficiente para formar 2-3 planetas do tamanho da Terra. Essa área continha um grande número de planetosimais, que se grudavam, formando objetos cada vez maiores. Como resultado dessas fusões, cerca de 20 a 30 protoplanetas com tamanhos de lunar a marciano foram formados no cinturão de asteróides. No entanto, desde a época em que o planeta Júpiter se formou em relativa proximidade com o cinturão, a evolução dessa região tomou um rumo diferente. Poderosas ressonâncias orbitais com Júpiter e , bem como interações gravitacionais com protoplanetas mais massivos nesta área, destruíram planetozimais já formados. Entrando na área de ressonância ao passar perto de um planeta gigante, os planetosimais receberam aceleração adicional, colidiram com corpos celestes vizinhos e foram esmagados em vez de se fundirem suavemente.
À medida que Júpiter migrou para o centro do sistema, as perturbações resultantes tornaram-se cada vez mais pronunciadas. Como resultado dessas ressonâncias, os planetozimais mudaram a excentricidade e a inclinação de suas órbitas e até foram lançados para fora do cinturão de asteróides. Alguns dos protoplanetas massivos também foram expulsos do cinturão de asteróides por Júpiter, enquanto outros protoplanetas provavelmente migraram para o interior do sistema solar, onde desempenharam o papel final no aumento da massa dos poucos planetas terrestres restantes. Durante este período de esgotamento, a influência dos planetas gigantes e protoplanetas massivos fizeram com que o cinturão de asteroides “afinasse” para apenas 1% da massa da Terra, que era principalmente pequenos planetozimais. Esse valor, no entanto, é 10-20 vezes maior que o valor atual da massa do cinturão de asteroides, que agora é 1/2000 da massa da Terra. Acredita-se que o segundo período de esgotamento, que trouxe a massa do cinturão de asteróides aos seus valores atuais, começou quando Júpiter e Saturno entraram em uma ressonância orbital 2:1.
É provável que o período de colisões gigantes na história do sistema solar interno tenha desempenhado um papel importante na obtenção das reservas de água da Terra (~6,10 21 kg). O fato é que a água é uma substância muito volátil para ocorrer naturalmente durante a formação da Terra. Muito provavelmente, foi trazido para a Terra das regiões externas e mais frias do sistema solar. Talvez tenham sido os protoplanetas e planetozimais lançados por Júpiter fora do cinturão de asteróides que trouxeram água para a Terra. Outros candidatos ao papel de principais distribuidores de água são também o principal cinturão de asteróides, descoberto em 2006, enquanto os cometas do cinturão de Kuiper e de outras regiões remotas supostamente não trouxeram mais de 6% de água para a Terra.
migração planetária
De acordo com a hipótese nebular, os dois planetas externos do sistema solar estão no lugar "errado". e , os "gigantes de gelo" do sistema solar, estão localizados em uma região onde a densidade reduzida do material da nebulosa e os longos períodos orbitais tornaram a formação de tais planetas um evento muito improvável. Acredita-se que esses dois planetas se formaram originalmente em órbitas próximas a Júpiter e Saturno, onde havia muito mais material de construção, e somente depois de centenas de milhões de anos migraram para suas posições modernas.
Simulação mostrando as posições dos planetas externos e do Cinturão de Kuiper: a) Antes da ressonância orbital 2:1 de Júpiter e Saturno b) Dispersão de objetos antigos do Cinturão de Kuiper ao redor do Sistema Solar após o deslocamento orbital de Netuno c) Depois que Júpiter ejetou objetos do Cinturão de Kuiper para fora do sistema
A migração planetária é capaz de explicar a existência e as propriedades das regiões externas do sistema solar. Além de Netuno, o sistema solar contém o cinturão de Kuiper, e , que são aglomerados abertos de pequenos corpos gelados e dão origem à maioria dos cometas observados no sistema solar. Agora, o cinturão de Kuiper está localizado a uma distância de 30-55 UA. do Sol, o disco disperso começa a 100 UA. do Sol, e a nuvem de Oort é 50.000 UA. da luz central. No entanto, no passado, o Cinturão de Kuiper era muito mais denso e mais próximo do Sol. Sua borda externa estava em cerca de 30 UA. do Sol, enquanto sua borda interna estava localizada diretamente atrás das órbitas de Urano e Netuno, que por sua vez também estavam mais próximas do Sol (aproximadamente 15-20 UA) e, além disso, localizadas na ordem oposta: Urano estava mais distante do Sol. Sol do que Netuno.
Após a formação do sistema solar, as órbitas de todos os planetas gigantes continuaram a mudar lentamente sob a influência de interações com um grande número de planetosimais remanescentes. Após 500-600 milhões de anos (4 bilhões de anos atrás), Júpiter e Saturno entraram em uma ressonância orbital 2:1; Saturno fez uma revolução ao redor do Sol exatamente no tempo em que Júpiter fez 2 revoluções. Essa ressonância criou uma pressão gravitacional nos planetas externos, fazendo com que Netuno escapasse da órbita de Urano e colidisse com o antigo cinturão de Kuiper. Pela mesma razão, os planetas começaram a lançar os planetozimais gelados que os cercavam para o interior do sistema solar, enquanto eles próprios começaram a se afastar. Esse processo continuou de maneira semelhante: sob a influência da ressonância, os planetozimais eram lançados no interior do sistema por cada planeta subsequente que encontravam em seu caminho, e as órbitas dos próprios planetas se afastavam cada vez mais. Esse processo continuou até que os planetosimais entraram na zona de influência direta de Júpiter, após o que a enorme gravidade deste planeta os enviou para órbitas altamente elípticas ou até mesmo os expulsou do sistema solar. Este trabalho, por sua vez, deslocou ligeiramente a órbita de Júpiter para dentro. Objetos ejetados por Júpiter em órbitas altamente elípticas formaram a nuvem de Oort, enquanto corpos ejetados pela migração de Netuno formaram o moderno cinturão de Kuiper e o disco disperso. Este cenário explica por que o disco disperso e o cinturão de Kuiper têm uma massa baixa. Alguns dos objetos ejetados, incluindo , eventualmente entraram em ressonância gravitacional com a órbita de Netuno. Gradualmente, o atrito com o disco disperso tornou as órbitas de Netuno e Urano novamente suaves.
Há também uma hipótese sobre o quinto gigante gasoso, que sofreu uma migração radical e foi empurrado para fora durante a formação da imagem moderna do sistema solar para seus arredores distantes (que se tornou o hipotético planeta Tyukhe ou outro "Planeta X") ou mesmo além dele (tornar-se um planeta órfão).
A confirmação da teoria de um planeta massivo além da órbita de Netuno foi encontrada por Konstantin Batygin e Michael Brown em 20 de janeiro de 2016, com base nas órbitas de seis objetos transnetunianos. Sua massa usada nos cálculos era de aproximadamente 10 massas terrestres, e a revolução ao redor do Sol presumivelmente levou de 10.000 a 20.000 anos terrestres.
Acredita-se que, diferentemente dos planetas externos, os corpos internos do sistema não sofreram migrações significativas, pois após um período de colisões gigantes suas órbitas permaneceram estáveis.
bombardeio pesado tardio
A ruptura gravitacional do antigo cinturão de asteróides provavelmente iniciou o período de bombardeio pesado cerca de 4 bilhões de anos atrás, 500-600 milhões de anos após a formação do sistema solar. Este período durou várias centenas de milhões de anos, e suas consequências ainda são visíveis na superfície de corpos geologicamente inativos do sistema solar, como a Lua ou Mercúrio, na forma de numerosas crateras de impacto. E a evidência mais antiga de vida na Terra remonta a 3,8 bilhões de anos atrás - quase imediatamente após o final do período de bombardeio pesado.
Colisões gigantes são uma parte normal (embora rara ultimamente) da evolução do sistema solar. Prova disso é a colisão do cometa Shoemaker-Levy com Júpiter em 1994, a queda de um corpo celeste em Júpiter em 2009 e uma cratera de meteorito no Arizona. Isso sugere que o processo de acreção no sistema solar ainda não está completo e, portanto, representa um perigo para a vida na Terra.
Formação de satélites
Satélites naturais se formaram em torno da maioria dos planetas do sistema solar, assim como muitos outros corpos. Existem três mecanismos principais para a sua formação:
- formação a partir de um disco circumplanetário (no caso de gigantes gasosos)
- formação de fragmentos da colisão (no caso de uma colisão suficientemente grande em um pequeno ângulo)
- captura de um objeto voador
Júpiter e Saturno têm muitos satélites, como , e , que provavelmente se formaram a partir de discos ao redor desses planetas gigantes da mesma forma que esses próprios planetas se formaram a partir de um disco ao redor do jovem Sol. Isso é indicado por seu grande tamanho e proximidade com o planeta. Essas propriedades são impossíveis para satélites adquiridos por captura, e a estrutura gasosa dos planetas impossibilita a hipótese da formação de luas pela colisão de um planeta com outro corpo.
Futuro
Os astrônomos estimam que o sistema solar não sofrerá mudanças extremas até que o Sol fique sem combustível de hidrogênio. Este marco iniciará a transição do Sol da sequência principal do diagrama de Hertzsprung-Russell para a fase. No entanto, mesmo na fase da sequência principal de uma estrela, o sistema solar continua a evoluir.
Estabilidade de longa duração
O sistema solar é um sistema caótico em que as órbitas dos planetas são imprevisíveis durante um período de tempo muito longo. Um exemplo dessa imprevisibilidade é o sistema Netuno-Plutão, que está em ressonância orbital 3:2. Apesar do fato de que a ressonância em si permanecerá estável, é impossível prever com qualquer aproximação a posição de Plutão em sua órbita por mais de 10-20 milhões de anos (tempo Lyapunov). Outro exemplo é a inclinação do eixo de rotação da Terra, que, devido ao atrito dentro do manto da Terra causado pelas interações das marés com a Lua, não pode ser calculada a partir de algum ponto entre 1,5 e 4,5 bilhões de anos no futuro.
As órbitas dos planetas externos são caóticas em grandes escalas de tempo: seu tempo Lyapunov é de 2 a 230 milhões de anos. Isso não apenas significa que a posição do planeta em sua órbita a partir deste ponto no futuro não pode ser determinada com nenhuma aproximação, mas as próprias órbitas podem mudar de maneira extrema. O caos do sistema pode se manifestar mais fortemente em uma mudança na excentricidade da órbita, na qual as órbitas dos planetas se tornam mais ou menos elípticas.
O sistema solar é estável no sentido de que nenhum planeta pode colidir com outro ou ser expulso do sistema nos próximos bilhões de anos. No entanto, além desse prazo, por exemplo, dentro de 5 bilhões de anos, a excentricidade da órbita de Marte pode crescer para um valor de 0,2, o que levará à interseção das órbitas de Marte e da Terra e, portanto, a um real ameaça de colisão. No mesmo período de tempo, a excentricidade da órbita de Mercúrio pode aumentar ainda mais e, posteriormente, uma passagem próxima pode lançar Mercúrio para fora do sistema solar, ou colocá-lo em rota de colisão com o próprio Vênus ou com a Terra.
Satélites e anéis de planetas
A evolução dos sistemas lunares dos planetas é determinada pelas interações das marés entre os corpos do sistema. Devido à diferença da força gravitacional que atua sobre o planeta do lado do satélite, em suas diferentes regiões (regiões mais distantes são atraídas mais fracamente, enquanto as mais próximas são mais fortes), a forma do planeta muda - parece ser ligeiramente esticada na direção do satélite. Se a direção da revolução do satélite ao redor do planeta coincidir com a direção da rotação do planeta e, ao mesmo tempo, o planeta girar mais rápido que o satélite, esse "monte de maré" do planeta irá constantemente "fugir" para a frente em relação ao satélite. Nesta situação, o momento angular de rotação do planeta será transferido para o satélite. Isso levará ao fato de que o satélite receberá energia e gradualmente se afastará do planeta, enquanto o planeta perderá energia e girará cada vez mais lentamente.
A Terra e a Lua são um exemplo de tal configuração. A rotação da Lua é fixada por maré em relação à Terra: o período de revolução da Lua em torno da Terra (atualmente cerca de 29 dias) coincide com o período de rotação da Lua em torno de seu eixo e, portanto, a Lua está sempre voltada para o Terra do mesmo lado. A lua está gradualmente se afastando da Terra, enquanto a rotação da Terra está gradualmente diminuindo. Em 50 bilhões de anos, se sobreviverem à expansão do Sol, a Terra e a Lua ficarão presas uma à outra. Eles entrarão na chamada ressonância spin-orbital, na qual a Lua dará uma volta em torno da Terra em 47 dias, o período de rotação de ambos os corpos em torno de seu eixo será o mesmo, e cada um dos corpos celestes estará sempre visível apenas de um lado para o seu parceiro.
Outros exemplos dessa configuração são os sistemas dos satélites galileanos de Júpiter, bem como a maioria das grandes luas de Saturno.
Netuno e sua lua Tritão, fotografados durante o sobrevoo da missão Voyager 2. No futuro, este satélite provavelmente será dilacerado pelas forças das marés, dando origem a um novo anel ao redor do planeta.
Um cenário diferente aguarda sistemas em que o satélite está se movendo ao redor do planeta mais rápido do que está girando em torno de si mesmo, ou em que o satélite está se movendo na direção oposta da rotação do planeta. Nesses casos, a deformação das marés do planeta fica constantemente atrás da posição do satélite. Isso inverte a direção da transferência do momento angular entre os corpos. que por sua vez levará a uma aceleração da rotação do planeta e uma redução na órbita do satélite. Com o tempo, o satélite espiralará em direção ao planeta até que, em algum ponto, caia na superfície ou na atmosfera do planeta, ou seja dilacerado pelas forças das marés, dando origem a um anel planetário. Tal destino aguarda o satélite de Marte (em 30-50 milhões de anos), o satélite de Netuno (em 3,6 bilhões de anos) e Júpiter, e pelo menos 16 pequenas luas de Urano e Netuno. O satélite de Urano pode até colidir com a lua vizinha.
E finalmente, no terceiro tipo de configuração, o planeta e o satélite são fixados por maré em relação um ao outro. Nesse caso, o “monte de maré” está sempre localizado exatamente sob o satélite, não há transferência de momento angular e, como resultado, o período orbital não muda. Um exemplo de tal configuração é Plutão e.
Universidade: não especificada
Introdução 3
Origem do Sistema Solar 4
Evolução do Sistema Solar 6
Conclusão 9
Referências 10
Introdução
O ramo da astronomia que estuda a origem e o desenvolvimento dos corpos celestes é chamado de cosmogonia. A cosmogonia explora os processos de mudança das formas da matéria cósmica, levando à formação de corpos celestes individuais e seus sistemas, e a direção de sua evolução subsequente. A pesquisa cósmica também leva à solução de problemas como o surgimento de elementos químicos e raios cósmicos, o aparecimento de campos magnéticos e fontes de emissão de rádio.
A solução dos problemas cosmogônicos está associada a grandes dificuldades, pois o surgimento e desenvolvimento dos corpos celestes ocorre tão lentamente que é impossível rastrear esses processos por meio de observações diretas; o tempo do curso dos eventos cósmicos é tão longo que toda a história da astronomia, em comparação com sua duração, parece ser um instante. Portanto, a cosmogonia, ao comparar as propriedades físicas observadas simultaneamente dos corpos celestes, estabelece os traços característicos dos sucessivos estágios de seu desenvolvimento.
A falta de dados reais leva à necessidade de formalizar os resultados dos estudos cosmogônicos na forma de hipóteses, ou seja, pressupostos científicos baseados em observações, cálculos teóricos e leis básicas da natureza. O desenvolvimento posterior da hipótese mostra até que ponto ela corresponde às leis da natureza e à avaliação quantitativa dos fatos por ela previstos.
Os astrônomos do passado ofereceram muitas teorias para a formação do sistema solar e, nos anos 40 do século XX, o astrônomo soviético Otto Schmidt sugeriu que o Sol, girando em torno do centro da Galáxia, capturou uma nuvem de poeira. A partir da substância desta enorme nuvem de poeira fria formaram-se corpos pré-planetários densos e frios - planetesimais.
Origem do sistema solar
As rochas mais antigas encontradas em amostras de solo lunar e meteoritos têm cerca de 4,5 bilhões de anos. Os cálculos da idade do Sol deram um valor próximo - 5 bilhões de anos. É geralmente aceito que todos os corpos que atualmente compõem o sistema solar se formaram cerca de 4,5 a 5 bilhões de anos atrás.
De acordo com a hipótese mais desenvolvida, todos eles se formaram como resultado da evolução de uma enorme nuvem fria de gás e poeira. Esta hipótese explica muito bem muitas características da estrutura do sistema solar, em particular, as diferenças significativas entre os dois grupos de planetas.
Ao longo de vários bilhões de anos, a própria nuvem e sua matéria constituinte mudaram significativamente. As partículas que compunham essa nuvem giravam em torno do Sol em uma variedade de órbitas.
Como resultado de algumas colisões, as partículas foram destruídas, enquanto em outras foram combinadas em outras maiores. Coágulos maiores de matéria surgiram - os embriões de futuros planetas e outros corpos.
O "bombardeio" de meteoritos dos planetas também pode ser considerado uma confirmação dessas ideias - na verdade, é uma continuação do processo que levou à sua formação no passado. Atualmente, quando cada vez menos matéria de meteorito permanece no espaço interplanetário, esse processo é muito menos intenso do que nos estágios iniciais de formação do planeta.
Ao mesmo tempo, a redistribuição da matéria e sua diferenciação ocorreram na nuvem. Sob a influência do forte aquecimento, gases escaparam da vizinhança do Sol (principalmente os mais comuns no Universo - hidrogênio e hélio) e apenas partículas refratárias sólidas permaneceram. A partir desta substância, a Terra, seu satélite - a Lua, bem como outros planetas do grupo terrestre foram formados.
Durante a formação dos planetas e depois por bilhões de anos, processos de fusão, cristalização, oxidação e outros processos físicos e químicos ocorreram em suas profundezas e na superfície. Isso levou a uma mudança significativa na composição e estrutura original da matéria a partir da qual todos os corpos atualmente existentes do sistema solar são formados.
Longe do Sol, na periferia da nuvem, esses voláteis congelaram em partículas de poeira. O conteúdo relativo de hidrogênio e hélio acabou aumentando. A partir desta substância, foram formados planetas gigantes, cujo tamanho e massa excedem significativamente os planetas do grupo terrestre. Afinal, o volume das partes periféricas da nuvem era maior e, portanto, a massa da substância da qual os planetas distantes do Sol eram formados também era maior.
Dados sobre a natureza e composição química dos satélites dos planetas gigantes, obtidos nos últimos anos com a ajuda de naves espaciais, tornaram-se mais uma confirmação da validade das ideias modernas sobre a origem dos corpos do sistema solar. Sob condições em que o hidrogênio e o hélio, que foram para a periferia da nuvem protoplanetária, tornaram-se parte dos planetas gigantes, seus satélites se mostraram semelhantes à Lua e aos planetas terrestres.
No entanto, nem toda a matéria da nuvem protoplanetária foi incluída na composição dos planetas e seus satélites. Muitos coágulos de sua matéria permaneceram dentro do sistema planetário na forma de asteróides e corpos ainda menores, e fora dele na forma de núcleos de cometas.
Evolução do sistema solar
Teoricamente, os planetas se formaram junto com o Sol aproximadamente ao mesmo tempo e estavam em estado de plasma. O sistema unificado foi formado durante as interações gravitacionais que o sustentam na atualidade. No futuro, os planetas, como sistemas menos intensivos em energia, rapidamente passaram aos processos de fusão nuclear e molecular, formação da crosta e evolução da informação.
O processo de resfriamento, perda de energia começou a partir da periferia do sistema. Planetas distantes esfriaram mais cedo, a matéria passou para um estado molecular e ocorreu a formação da crosta. Aqui, um fator de informação externo na forma de radiação cósmica está ligado à condicionalidade energética dos processos. Aqui está o que V. I. Vernadsky escreveu em 1965: ... na história do planeta Terra, nós continuamente, realmente encontramos a energia e a manifestação material da Via Láctea - na forma de matéria cósmica - meteoritos e poeira (que muitas vezes foi tomada em consideração pelos geólogos) e material e energia, invisíveis aos olhos e conscientemente por uma pessoa não sentida pelas radiações cósmicas penetrantes. Outro renomado pesquisador do século passado, Hess, provou em 1933 que essas radiações - correntes - trazem constantemente partículas elementares para o nosso planeta, em sua biosfera, causando a ionização do ar, cuja importância na energia das conchas terrestres é primordial.
A formação da crosta do planeta é uma interação energia-informação, após a qual o sistema planetário é incluído no processo de troca de informações galácticas. O próximo quantum de perda de energia pelo sistema planetário é substituído por um aumento no nível de informação que economiza energia. Biopolímeros sob maior influência de informações externas formam conglomerados moleculares complexos, cujo desenvolvimento leva ao aparecimento de uma célula viva e vida orgânica. O papel de um fator externo na origem da vida tem sido discutido pelos cientistas há muito tempo. Uma das primeiras versões foi apresentada por Arrhenius (1859-1927) de que entre a poeira cósmica espalhada no vácuo deveria haver inúmeras disputas - os germes de matéria viva que vêm de planetas, planetas terrestres, e voltam a cair no curso de Tempo. Outra versão foi a transferência de seres vivos com a ajuda de meteoritos. Sem rejeitar essas versões, tendemos a acreditar que a transmissão principal não é apenas material, mas material-informacional, influências ondulatórias e de campo.
Como para qualquer estrutura de informação de energia, o sistema solar é caracterizado por um aumento no nível de informação da organização da matéria com uma queda no potencial energético do sistema. Sem dúvida, no processo de resfriamento de planetas distantes, o potencial energético total do sistema solar era maior do que agora, portanto, o nível de informação da vida de planetas distantes era, obviamente, menor do que observamos agora na Terra.
O crescimento do nível de interações de informação no sistema solar aumentou à medida que o nível geral de energia do sistema caiu. A recepção de informações externas por planetas distantes ocorreu com a correspondente interação do nível de energia interna do sistema e o nível de informação externa. Naquela época, o sistema galáctico de troca de informações de energia estava apenas entrando em equilíbrio. Além disso, à medida que o Sistema Solar e todo o Universo se desenvolveram, a troca de informações de energia foi enriquecida com informações de um nível superior, o potencial energético de ambos os átomos de informação individuais (que é o Sistema Solar) e de toda a galáxia diminuiu.
Voltando ao sistema solar, deve-se notar que, muito provavelmente, a evolução de planetas distantes ocorreu em um tempo menor, pois sua taxa de resfriamento foi maior. Ao mesmo tempo, o alto potencial energético do sistema solar não permitiu que eles chegassem ao equilíbrio. Todos esses fatores, é claro, não contribuíram para o desenvolvimento da informação desses sistemas. Portanto, seu desenvolvimento rapidamente atingiu seu pico informacional, ou seja, tal estado evolutivo do sistema, quando a matéria física densa que liga energia não é mais capaz de manter o sistema do decaimento de energia. Este é o estado do mínimo de energia de todo o sistema. Os processos de desintegração dos níveis superiores da organização da matéria começam com a liberação de energia.
Na escala do sistema solar, os processos de decaimento levam muito tempo, todos os seis planetas de resfriamento do sistema solar (Plutão, Netuno, Urano, Saturno, Júpiter, Marte) estão em um estado de decaimento molecular, uma diminuição constante na nível de energia de transição de energia para o vácuo físico. No futuro, os processos de decaimento molecular se transformam em decaimento nuclear, as distâncias internucleares são reduzidas e a matéria superdensa é formada. Nesses estágios de decaimento, a quantidade máxima de energia é liberada no vácuo.
Conclusão
De acordo com conceitos modernos, a formação do sistema solar começou há cerca de 4,6 bilhões de anos com o colapso gravitacional de uma pequena parte de uma gigantesca nuvem molecular interestelar. A maior parte da matéria acabou no centro gravitacional do colapso, seguido pela formação de uma estrela - o Sol. A substância que não caiu no centro formou um disco protoplanetário girando em torno dele, a partir do qual os planetas, seus satélites, asteroides e outros pequenos corpos do sistema solar foram posteriormente formados.
A hipótese da formação do sistema solar a partir de uma nuvem de gás e poeira - a hipótese nebular - foi originalmente proposta no século 18 por Emmanuel Swedenborg, Immanuel Kant e Pierre-Simon Laplace. No futuro, seu desenvolvimento ocorreu com a participação de muitas disciplinas científicas, incluindo astronomia, física, geologia e planetologia. Com o advento da era espacial na década de 1950, bem como a descoberta de planetas fora do sistema solar (exoplanetas) na década de 1990, esse modelo foi testado e refinado muitas vezes para explicar novos dados e observações.
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(agora que cerca de 100 sistemas planetários foram descobertos, costuma-se falar não sobre o solar, mas sobre o sistema planetário) começou a ser decidido há cerca de 200 anos, quando dois destacados cientistas - o filósofo I. Kant, matemático e astrônomo P. Laplace formulou quase simultaneamente as primeiras hipóteses científicas de sua origem. Deve-se dizer que as próprias hipóteses e a discussão em torno delas e outras hipóteses (por exemplo, J. Jeans) eram de natureza completamente especulativa. Só na década de 50. século 20 dados suficientes foram coletados para permitir a formulação de uma hipótese moderna.
Uma hipótese abrangente sobre a origem do sistema planetário, que explicaria em detalhes questões como a diferença na composição química e isotópica dos planetas e suas atmosferas, não existe até hoje. Ao mesmo tempo, as idéias modernas sobre a origem do sistema planetário interpretam com bastante confiança questões como a divisão dos planetas em dois grupos, as principais diferenças na composição química e a história dinâmica do sistema planetário.
A formação dos planetas é muito rápida; assim, levou cerca de 100.000.000 de anos para formar a Terra. Cálculos realizados nos últimos anos mostraram que a hipótese moderna da formação de planetas está bastante fundamentada.
Aglutinação de partículas
No disco protoplanetário formado, começou a coalescência de partículas. A aderência é fornecida pela estrutura das partículas. São partículas de pó de carbono, silicato ou ferro, sobre as quais cresce um "casaco de pele" de neve (água, metano, etc.). A velocidade de rotação das partículas de poeira ao redor do Sol era bastante alta (esta é a velocidade Kepleriana, que é de dezenas de quilômetros por segundo), mas as velocidades relativas são muito pequenas e, durante as colisões, as partículas se unem em pequenos pedaços. materiais do site
O aparecimento dos planetas
Muito rapidamente, as forças atrativas começaram a desempenhar um papel decisivo no aumento dos grumos. Isso levou ao fato de que a taxa de crescimento dos agregados formados é proporcional à sua massa aproximadamente à quinta potência. Como resultado, um grande corpo permaneceu em cada órbita - o futuro planeta e, possivelmente, vários outros corpos de massa muito menor, que se tornaram seus satélites.
bombardeio planetário
No último estágio, não foram mais partículas que caíram na Terra e em outros planetas, mas corpos do tamanho de asteroides. Contribuíram para a compactação da matéria, o aquecimento das entranhas e o aparecimento de vestígios em suas superfícies em forma de mares e crateras. Este período é
Até hoje, muitas hipóteses sobre a origem do sistema solar são conhecidas, incluindo aquelas propostas independentemente pelo filósofo alemão I. Kant (1724-1804) e pelo matemático e físico francês P. Laplace (1749-1827). O ponto de vista de I. Kant era o desenvolvimento evolutivo de uma nebulosa fria e poeirenta, durante a qual o corpo maciço central, o Sol, surgiu primeiro, e depois os planetas nasceram. P. Laplace considerou a nebulosa original gasosa e muito quente, em estado de rápida rotação. Comprimindo sob a influência da força da gravitação universal, a nebulosa girava cada vez mais rápido devido à lei da conservação do momento angular. Sob a ação de grandes forças centrífugas decorrentes da rápida rotação no cinturão equatorial, anéis foram sucessivamente separados dele, transformando-se em planetas como resultado do resfriamento e da condensação. Assim, de acordo com a teoria de P. Laplace, os planetas se formaram antes do Sol. Apesar dessa diferença entre as duas hipóteses em consideração, ambas partem da mesma ideia - o sistema solar surgiu como resultado do desenvolvimento natural da nebulosa. E assim essa ideia às vezes é chamada de hipótese de Kant-Laplace. No entanto, esta ideia teve que ser abandonada devido a muitas contradições matemáticas, e foi substituída por várias "teorias das marés".
A teoria mais famosa foi apresentada por Sir James Jeans, um famoso divulgador da astronomia nos anos entre a Primeira e a Segunda Guerras Mundiais. (Ele também foi um importante astrofísico, e foi apenas no final de sua carreira que ele começou a escrever livros para iniciantes.)
Arroz. 1. Teoria das marés de Jeans. Uma estrela passa perto do Sol, estendendo-se
dele uma substância (Fig. A e B); planetas são formados a partir deste material (Fig. C)
De acordo com Jeans, a matéria planetária foi "puxada" do Sol por uma estrela próxima e depois se desintegrou em partes separadas, formando planetas. Ao mesmo tempo, os maiores planetas (Saturno e Júpiter) estão localizados no centro do sistema planetário, onde antes havia uma parte espessa da nebulosa em forma de charuto.
Se esse fosse realmente o caso, os sistemas planetários seriam extremamente raros, pois as estrelas estão separadas umas das outras por enormes distâncias, e é bem possível que nosso sistema planetário possa reivindicar ser o único na Galáxia. Mas os matemáticos atacaram novamente e, eventualmente, a teoria das marés juntou-se aos anéis gasosos de Laplace no cesto de lixo da ciência. 1
2. Teoria moderna da origem do sistema solar
De acordo com conceitos modernos, os planetas do sistema solar se formaram a partir de uma nuvem fria de gás e poeira que cercava o Sol há bilhões de anos. Este ponto de vista é mais consistentemente refletido na hipótese do cientista russo, acadêmico O.Yu. Schmidt (1891-1956), que mostrou que os problemas da cosmologia podem ser resolvidos pelos esforços conjuntos da astronomia e das ciências da Terra, principalmente geografia, geologia e geoquímica. No coração da hipótese O.Yu. Schmidt é a ideia da formação de planetas combinando sólidos e partículas de poeira. A nuvem de gás e poeira que surgiu perto do Sol consistia inicialmente em 98% de hidrogênio e hélio. Os elementos restantes se condensaram em partículas de poeira. O movimento caótico do gás na nuvem cessou rapidamente: foi substituído pelo movimento calmo da nuvem ao redor do Sol.
As partículas de poeira concentram-se no plano central, formando uma camada de densidade aumentada. Quando a densidade da camada atingiu um certo valor crítico, sua própria gravitação começou a "competir" com a gravitação do Sol. A camada de poeira se mostrou instável e se desintegrou em coágulos de poeira separados. Colidindo uns com os outros, eles formaram muitos corpos densos contínuos. O maior deles adquiriu órbitas quase circulares e em seu crescimento começou a ultrapassar outros corpos, tornando-se potenciais embriões de futuros planetas. Como corpos mais massivos, as neoplasias aderem a si mesmas a matéria remanescente da nuvem de gás e poeira. No final, nove grandes planetas se formaram, cujo movimento em órbitas permanece estável por bilhões de anos.
Levando em conta as características físicas, todos os planetas são divididos em dois grupos. Um deles consiste em planetas terrestres relativamente pequenos - Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Sua substância se distingue por uma densidade relativamente alta: em média, cerca de 5,5 g / cm 3, que é 5,5 vezes maior que a densidade da água. O outro grupo é formado pelos planetas gigantes: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Esses planetas têm massas enormes. Assim, a massa de Urano é igual a 15 massas terrestres e Júpiter é 318. Os planetas gigantes consistem principalmente de hidrogênio e hélio, e a densidade média de sua matéria é próxima à densidade da água. Aparentemente, esses planetas não possuem uma superfície sólida semelhante à superfície dos planetas terrestres. Um lugar especial é ocupado pelo nono planeta - Plutão, descoberto em março de 1930. Em tamanho, está mais próximo dos planetas terrestres. Não faz muito tempo descobriu-se que Plutão é um planeta duplo: consiste em um corpo central e um satélite muito grande. Ambos os corpos celestes giram em torno de um centro de massa comum.
Durante a formação dos planetas, sua divisão em dois grupos se deve ao fato de que em partes da nuvem distantes do Sol, a temperatura era baixa e todas as substâncias, exceto hidrogênio e hélio, formavam partículas sólidas. Entre eles, prevaleceram o metano, a amônia e a água, que determinaram a composição de Urano e Netuno. A composição dos planetas mais massivos - Júpiter e Saturno, além disso, acabou sendo uma quantidade significativa de gases. Na região dos planetas terrestres, a temperatura era muito mais alta e todas as substâncias voláteis (incluindo metano e amônia) permaneceram em estado gasoso e, portanto, não foram incluídas na composição dos planetas. Os planetas deste grupo foram formados principalmente de silicatos e metais. 2
O primeiro modelo geocêntrico do universo foi proposto pelo matemático Alexandre Ptolomeu em 150 dC. Seu modelo foi aceito pelos teólogos cristãos e, de fato, canonizado - elevado à categoria de verdades absolutas. De acordo com esse modelo, a Terra estacionária ocupa a posição central no Universo, e o Sol, a Lua, os planetas e as estrelas giram em torno dela em diferentes esferas. No entanto, ideias semelhantes foram apresentadas muito antes pelo antigo filósofo grego Aristóteles (384-322 aC). Ele argumentou que a Terra é o centro do universo. E essas ideias de Aristóteles paralisaram as mentes dos pensadores por mil e quinhentos anos, o que foi amplamente facilitado pela Igreja Cristã, que os canonizou.
Nicolau Copérnico foi o primeiro que conseguiu refutar Cláudio Ptolomeu e provar cientificamente que a Terra não é o centro do Universo. Ele colocou o Sol no centro do universo e criou um modelo heliocêntrico do universo. Temendo a perseguição da igreja, Copérnico deu sua obra para impressão pouco antes de sua morte. Seu sistema foi publicado após a morte do grande cientista. No entanto, a Igreja anatematizou ele e o livro e o baniu oficialmente.
Um defensor da teoria copernicana foi Galileu Gallilei, que primeiro usou um telescópio para estudar o céu estrelado e viu que o Universo é muito maior do que se pensava anteriormente e que existem satélites ao redor dos planetas, que, como os planetas ao redor do Sol, giram em torno de seus planetas. Gallileo estudou experimentalmente as leis do movimento. Mas a igreja encenou uma perseguição ao cientista e infligiu-lhe o tribunal da Inquisição. Galileu temia a tortura e o destino de Giordano Bruno e renunciou oficialmente aos seus ensinamentos. Mas, deixando o tribunal, ele supostamente murmurou: "E ainda assim (a Terra) está girando".
Giordano Bruno foi mais longe que Copérnico e Galileu: criou a doutrina de que as estrelas são como o Sol, que os planetas também se movem em órbitas em torno das estrelas. Além disso, ele argumentou que existem muitos mundos habitados no Universo, que além do homem, existem outros seres pensantes no Universo. Por isso, Giordano foi condenado pela Igreja Cristã e queimado na fogueira, e seu ensinamento foi anatematizado.
Giordano Bruno tinha uma memória extraordinária, diziam que sabia recitar de cor 26 mil artigos de direito canônico e civil, 6 mil passagens da Bíblia e mil poemas de Ovídio. Graças a este dom, foi recebido nas cortes dos duques e reis da Europa, onde discutiu matemática, astronomia e filosofia com grande prazer. Bruno defendia uma religião de amor para todas as pessoas sem exceção. Ele encantou com seu talento e conhecimento oratório. Bruno viajou por toda a Europa. O rei Henrique III o fez professor extraordinário na Sorbonne.
Os estudos físicos de Descartes relacionam-se principalmente com a mecânica, a ótica e a estrutura geral do universo. Ele acreditava que o Universo está inteiramente cheio de matéria em movimento e é auto-suficiente em suas manifestações. Descartes não reconheceu átomos indivisíveis e vazios e criticou duramente os atomistas, tanto antigos quanto contemporâneos. Além da matéria ordinária, ele destacou uma extensa classe de matérias sutis invisíveis, com a ajuda da qual tentou explicar a ação do calor, da gravidade, da eletricidade e do magnetismo. Descartes introduziu o conceito de momento, formulou a lei da conservação do momento. Estudou as leis da propagação da luz - reflexão e refração. Ele é dono da ideia do éter como portador de luz, a explicação do arco-íris. Descartes derivou a lei da refração da luz na fronteira de dois meios diferentes, o que possibilitou melhorar os instrumentos ópticos, incluindo os telescópios.
Hipóteses sobre a origem do sistema solar
Muitos pesquisadores tentaram resolver o problema da origem do sistema solar. A primeira hipótese científica para a formação do sistema solar foi proposta em 1644 por René Descartes. Segundo ela, o sistema solar foi formado a partir da nebulosa primária, que tinha a forma de um disco e era composta por gás e poeira. Em 1745, Buffon sugeriu que a matéria da qual os planetas são formados foi arrancada do Sol por algum grande cometa ou outra estrela passando muito perto. O filósofo I. Kant e o matemático P. Laplace no final do século XIX propuseram suas hipóteses, cuja essência é que estrelas e planetas foram formados a partir de poeira cósmica por compressão gradual da nebulosa original de gás-poeira.
As hipóteses de Kant e Laplace diferiam. Kant procedeu do desenvolvimento evolutivo de uma nebulosa fria e empoeirada, durante a qual o corpo massivo central surgiu primeiro - o futuro Sol e depois os planetas. De acordo com Laplace, a nebulosa original era gasosa e quente e girava rapidamente. Comprimindo sob a influência da força da gravitação universal, girava cada vez mais rápido. Devido às forças centrífugas no cinturão equatorial, anéis foram sucessivamente separados dele. Posteriormente, esses anéis se condensaram e os planetas apareceram. Segundo Laplace, os planetas se formaram antes do Sol. Apesar da diferença significativa entre essas hipóteses, elas são combinadas em uma: o sistema solar surgiu como resultado do desenvolvimento natural de uma nebulosa de poeira gasosa como resultado da condensação. A hipótese de Kant e Laplace não conseguiu lidar com a distribuição incomum do momento angular do sistema solar entre o corpo central - o Sol e os planetas. O momento angular é a "reserva de rotação" do sistema. Esta rotação é composta pelo movimento orbital dos planetas e rotação em torno de seus eixos do Sol e dos planetas. A hipótese de Jeans (início do século 20) explica a formação do sistema solar por acaso, considerando-o o fenômeno mais raro. A substância da qual os planetas se formaram mais tarde foi ejetada de um Sol bastante "antigo" durante a passagem acidental de uma certa estrela perto dele. Graças às forças de maré agindo do lado da estrela incidente, um jato de gás foi ejetado das camadas superficiais do Sol. Este jato permaneceu na esfera de gravidade do Sol. No futuro, o jato se condensou e acabou se tornando planetas. Se a hipótese de Jeans estivesse correta, haveria muito menos sistemas planetários na Galáxia. Portanto, a hipótese de Jeans deve ser rejeitada. Além disso, também é incapaz de explicar a distribuição do momento angular no sistema solar. Os cálculos de Lyman Spitzer mostraram que a substância de um jato ejetado de uma estrela deve se dissipar no espaço circundante, e sua condensação não ocorrerá. A versão mais recente da hipótese de Jeans, desenvolvida por Woolfson, sugere que o jato de gás do qual os planetas foram formados foi ejetado não do Sol, mas de uma enorme estrela solta voando (10 vezes o raio da órbita atual da Terra) e uma massa relativamente pequena. Os cálculos mostram que, se os sistemas planetários fossem formados dessa maneira, haveria muito poucos deles na Galáxia (um sistema planetário por 100.000 estrelas). As descobertas de planetas em torno de muitas estrelas finalmente enterraram a hipótese de Jeans-Wulfson.
Descobriu-se que a maior parte do momento angular do sistema solar está concentrada no movimento orbital dos planetas gigantes Júpiter e Saturno. Do ponto de vista da hipótese de Laplace, isso é completamente incompreensível. Quando um anel se separou de uma nebulosa em rotação rápida, as camadas da nebulosa a partir da qual o Sol se condensou tinham, por unidade de massa, aproximadamente o mesmo momento angular que o material do anel separado. Assim, o momento angular total total dos planetas deve ser muito menor que o do "proto-sol". Portanto, a principal conclusão da hipótese de Kant e Laplace contradiz a real distribuição do momento angular entre o Sol e os planetas.
H. Alven, salvando a hipótese de Kant e Laplace, sugeriu que uma vez o Sol teve um campo eletromagnético muito forte. A nebulosa em torno da estrela consistia de átomos neutros. Sob a ação de radiações e colisões, os átomos ficaram ionizados. Os íons caíram em armadilhas de linhas de campo magnético e foram levados após a luminária rotativa. Gradualmente, o Sol perdeu seu momento de rotação, transferindo-o para uma nuvem de gás. A fraqueza da hipótese proposta era que os átomos dos elementos mais leves deveriam ter sido ionizados mais próximos do Sol, enquanto os átomos dos elementos pesados - mais longe. Isso significa que os planetas mais próximos do Sol teriam que consistir de hidrogênio e hélio, e os planetas mais distantes de ferro e níquel. Os fatos dizem o contrário. Para superar essa dificuldade, o astrônomo F. Hoyle sugeriu que o Sol se originou nas profundezas da nebulosa. Ela girou rapidamente e a nebulosa tornou-se cada vez mais plana, transformando-se em um disco. Gradualmente, o disco também começou a acelerar e o Sol diminuiu. O momento angular neste caso passou para o disco. Então planetas se formaram no disco. Mas é impossível imaginar a desaceleração do Sol sem a intervenção de uma terceira força. A dificuldade e contradição da hipótese de Hoyle é que não é fácil imaginar como o excesso de hidrogênio e hélio poderia ter "separado" no disco gasoso original a partir do qual os planetas se formaram, uma vez que a composição química dos planetas é claramente diferente daquela do sol; em segundo lugar, não está totalmente claro como os gases leves deixaram o sistema solar (o processo de evaporação proposto por Hoyle encontra dificuldades consideráveis). A principal dificuldade da hipótese de Hoyle é a exigência de um campo magnético muito forte para o "proto-sol", que contradiz os conceitos astrofísicos modernos.
Otto Yulievich Schmidt (1891-1956) em 1937. Retrato de Nesterov. Foto do site: http://territa.ru/ |
Em 1944, O. Yu. Schmidt propôs uma hipótese segundo a qual o sistema planetário foi formado a partir de matéria capturada de uma nebulosa de poeira gasosa pela qual o Sol passou, que mesmo então tinha uma aparência quase "moderna". Não há dificuldade com torque nesta hipótese. A partir de 1961, essa hipótese foi desenvolvida pelo cosmogonista inglês Littleton. Deve-se notar que para que o Sol capture uma quantidade suficiente de matéria, sua velocidade em relação à nebulosa deve ser muito pequena, da ordem de cem metros por segundo. Simplificando, o Sol deve estar preso nesta nuvem e se mover com ela. Nesta hipótese, a formação de planetas não está associada ao processo de formação de estrelas. Mas esta hipótese não responde à pergunta: onde, quando e como o Sol se formou? A física cósmica moderna assume (embora não esteja claro por quê?) que um gás, quando sua massa e densidade atinge um certo valor, sob a influência de sua própria atração é comprimido e condensado, formando uma bola de gás frio. A suposição de compressão espontânea da nuvem de gás é muito frívola. Tal compressão não é observada em nenhum lugar da natureza e não pode ser. Mas essa hipótese afirma que, como resultado da compressão contínua, a temperatura da esfera gasosa deve aumentar, pois a energia potencial das partículas no campo de atração da esfera gasosa supostamente diminui à medida que se aproximam do centro. |
A temperatura da nuvem naquele momento era de -220°C. No início, a nuvem era homogênea e, em seguida, aglomerados começaram a aparecer nela ( mas por que, a hipótese não explica; A.G.), principalmente devido à contração gravitacional ( mas o que comprime gás e poeira? A.G.). Como resultado, a matéria na nuvem começou a se aquecer e se diferenciar separando os elementos químicos e seus compostos no campo gravitacional ( mas o que criou esse campo gravitacional? A.G.). Assim, o astrofísico L. Spitzer mostrou que, se a massa de uma nuvem é 10 a 20 mil vezes maior que a massa do Sol, e a densidade da matéria nela é superior a 20 átomos por cm cúbico, essa nuvem começa encolher sob a influência de sua própria massa. ( Mas nuvens tão densas não foram encontradas na Galáxia.).
Mas como essa nuvem se forma sozinha? Como ele se comprime a essa pressão? O gás só pode ser comprimido quando resfriado. Neste caso, ele primeiro se transforma em um líquido e depois passa para uma fase sólida. Quando esse sólido é aquecido, ele evapora e se transforma novamente em uma nuvem. Assim, por exemplo, os cometas se comportam à medida que se aproximam do Sol. Eles evaporam e perdem massa. Os astrofísicos sugerem que o Protossol com uma nuvem protoplanetária se formou há cerca de 6 bilhões de anos. A matéria na nuvem protoplanetária foi distribuída uniformemente no início e depois começou a se agrupar em áreas separadas, das quais as estrelas se formaram mais tarde. Mas esta hipótese não explica de forma alguma por que aglomerados e aglomerados começaram a se formar em uma nuvem protoplanetária homogênea. Mas se assumirmos que, contrariamente às leis da física, a nuvem de gás se tornou uma bola e a bola encolheu em uma estrela, então é impossível explicar a fonte de energia dessa estrela, que permite irradiar partículas e ondas eletromagnéticas . Afinal, antes que a reação termonuclear comece, a temperatura nas entranhas da nuvem-estrela deve subir para pelo menos 20 milhões de graus Kelvin. Se outra fonte de energia não gravitacional não aparecer, o processo de radiação como resultado da compressão da estrela levará rapidamente ao esgotamento da energia, e essa estrela evaporará e novamente se transformará em uma nuvem solta, mas não brilhará . No entanto, o processo de compressão, contrário a todas as leis da física, leva ao fato de que as regiões centrais da estrela são aquecidas a temperaturas muito altas, a pressão nelas se torna tão alta que uma reação de fusão termonuclear de núcleos de hidrogênio a partir de núcleos de hélio começa. Nesse caso, muita energia é liberada, o que aquece a bola de gás. A fusão termonuclear requer uma temperatura de várias dezenas de milhões de graus. O período durante o qual uma estrela, encolhendo de uma nuvem de gás, atinge um estado em que as reações termonucleares começam a operar em suas regiões centrais é chamado de período de contração. Depois que todo o hidrogênio da estrela se transformar em hélio, ela atingirá o estágio de uma gigante vermelha - ela se expandirá. ( É completamente incompreensível por que, ao esfriar, a estrela de repente se expande e não se contrai.). Além disso, a hipótese afirma que agora a estrela, que já consiste em hélio, encolherá. A partir dessa contração, a temperatura em seu centro aumentará para 100 milhões de graus ou mais. ( Uma suposição muito frívola!) Em seguida, outra reação termonuclear começará - a formação de núcleos de carbono a partir de núcleos de hélio. Esta reação também será acompanhada por perda de massa e liberação de energia de radiação. A temperatura da estrela aumentará novamente, fazendo com que a compressão da estrela pare. Esta hipótese da origem das estrelas a partir de matéria gasosa encontra sérias dificuldades: há muito pouco hidrogênio na Galáxia, apenas cerca de 2% de sua massa total. Se as estrelas realmente se formassem a partir de gás, então a formação de estrelas na Galáxia teria que terminar rapidamente. Enquanto isso, em galáxias, incluindo a nossa, aparecem novas estrelas jovens - gigantes azuis e supergigantes.
As hipóteses nebulares de Kant e Laplace têm uma desvantagem significativa: elas não explicam por que o Sol e os planetas distribuíram o momento (momento do momento) entre si de forma tão desigual: o Sol responde por cerca de 2% do momento do momento, e o os planetas representam cerca de 98%, embora a massa total de todos os planetas seja 750 vezes menor que a massa do Sol.
Schmidt procede em sua hipótese a partir da origem diferente do Sol e dos planetas. Mas, para ser consistente até o fim, seria preciso supor que não apenas o Sol e os planetas surgiram separadamente, mas todos os planetas também têm uma origem separada, pois também têm um momento específico de momento diferente (quantidade de movimento por unidade massa). Se o momento específico de momento da Terra for tomado como 1, então os planetas do sistema solar terão os seguintes momentos específicos de momento (Levin B.S. Origem da Terra e dos planetas):
Essas partes da nuvem de poeira de gás protoplanetária, que uma vez supostamente se encontraram com o Sol, foram capturadas por ele em sua órbita. E essas partes da nuvem, se apenas a última não girasse (se a nuvem girasse, ela, aparentemente, deveria ter se dissipado antes mesmo de encontrar o Sol sob a influência da força centrífuga no espaço interestelar), deveria ter absolutamente o mesmo momento específico de impulso, uma vez que antes da captura, eles se moviam na mesma direção e tinham a mesma velocidade. E os planetas também teriam que ter o mesmo momento angular específico se tivessem surgido de acordo com a hipótese de Schmidt.
A terceira parte dos satélites dos planetas do sistema solar tem o sentido de circulação oposto ao do sistema solar. Este é um dos maiores satélites de Netuno Tritão no sistema solar, então o satélite de Saturno Phoebe, quatro pequenos satélites externos de Júpiter e cinco satélites de Urano. De acordo com a hipótese de Schmidt, todos os corpos do sistema solar devem girar na mesma direção e no mesmo plano.
Metade dos planetas do sistema solar têm grandes inclinações do plano equatorial para o plano de sua órbita (mais de 23° para a Terra, Marte, Saturno e Netuno, e para Urano a inclinação é de 98°). Se os planetas fossem formados a partir de uma nuvem, teriam a mesma inclinação de suas órbitas ao plano do equador do Sol e não teriam a inclinação dos planos de seus equadores ao plano de suas órbitas.
Se as estrelas realmente se formaram a partir de gás, na Galáxia já era possível detectar nuvens de gás visivelmente compactadas, transformando-se gradualmente em estrelas. Mas não existem tais aglomerados em associações estelares. Não há estágios de transição de nuvens de gás para estrelas. Mas há regiões na Galáxia das quais estrelas "acabadas" são ejetadas, e na Metagalaxia - até mesmo galáxias "acabadas" inteiras.
De acordo com as leis da mecânica, uma nuvem de gás e poeira com um momento de rotação significativo simplesmente não pode existir e não pode se transformar em uma única estrela de rotação lenta como o Sol. A estratificação de tal nuvem girando sozinha em anéis também é impossível. Não é por acaso que a rotação das estrelas da Galáxia em torno do centro ocorre a uma velocidade de ordem de grandeza maior do que a rotação do disco gasoso da Galáxia, que, aliás, não consiste em anéis, mas em mangas. Assim, as hipóteses existentes sobre a formação de estrelas e planetas, exceto a hipótese de V. Ambartsumiyan, estão muito longe da verdade.
Viktor Amazaspovich Ambartsumian e Jan Hendrik Oort em Byurakan (Armênia) em 1966. Foto do site: http://www.ambartsumian.ru/Apesar do fato de os cientistas estarem construindo modelos bastante precisos de buracos negros e estrelas de nêutrons, não há teoria que possa explicar a origem do sistema solar e todas as suas características agora conhecidas. A teoria da origem do sistema solar deve explicar todos os fatos conhecidos e não deve contradizer as leis da dinâmica e da física moderna. Além disso, devem ser derivadas consequências dessa teoria que seriam confirmadas por descobertas futuras: a teoria deve não apenas explicar, mas também prever. Todas as hipóteses apresentadas até agora foram refutadas ou permaneceram não comprovadas com uma aplicação rigorosa da teoria física.
As rochas mais antigas da crosta terrestre se solidificaram há 4 bilhões de anos. Acredita-se que a própria Terra foi formada há 4,6 bilhões de anos. A medição do tempo decorrido desde que a Terra esfriou é baseada em vestígios de chumbo, hélio e outros elementos deixados nas rochas após o decaimento de elementos radioativos. O estudo de meteoritos e amostras de solo lunar mostra que sua idade no estado sólido não ultrapassa a idade da Terra. Supõe-se que todo o sistema solar tem a mesma idade.
Uma teoria satisfatória da origem do sistema solar deve, antes de tudo, levar em conta a existência de planetas, satélites, asteróides e cometas. Deve explicar a localização dos planetas, a forma de suas órbitas, a inclinação dos eixos e a velocidade de rotação e movimento ao longo da órbita, deve explicar a distribuição do momento angular entre os planetas. Até agora, não existe tal teoria, e só podemos falar em criar hipóteses.
