3.5. Солнечная система

Особый практический и теоретический интерес для жителей Земли имеет вопрос о возникновении и развитии Солнечной системы и космических объектов типа планет. Отличительной чертой планетоподобных несветящихся тел является величина их массы. Все различия между звездами и планетами являются следствием различия их масс. Поскольку вследствие громадных космических расстояний планетные системы других звезд не наблюдаемы, то проблема происхождения планет рассматривается на модели происхождения планет Солнечной системы.

Первые теории происхождения Солнечной системы и планет были разработаны немецким философом И.Кантом и французским математиком П.Лапласом. И.Кант в своей книге «Всеобщая естественная история и теория неба» (1755 г.) развил гипотезу, согласно которой мировое пространство в том месте, где сейчас существует Солнечная система, было заполнено рассеянной материей. Под действием сил притяжения и отталкивания материя со временем переходила в более разнообразные формы. Элементы, имеющие большую плотность, притягивали к себе менее плотные, вследствие чего образовались отдельные сгустки материи. Прямолинейное движение частиц к центру тяготения под действием сил отталкивания заменялось кругообразным. Из-за столкновения частиц вокруг отдельных сгустков и формировались планеты.

Другая гипотеза о происхождении планет была изложена в книге П.Лапласа «Изложение системы мира» (1795 г.). По Лапласу, на ранней стадии своего развития Солнце представляло собой огромную, медленно вращающуюся туманность. Под действием гравитационных сил протосолнце сжималось, принимало сплюснутую форму. Как только на экваторе центробежная сила инерции превышала силу тяжести, от протосолнца отделялось гигантское кольцо, которое в дальнейшем охлаждалось и разрывалось на отдельные сгустки. Из них и формировались планеты. Такой отрыв колец от протосолнца, по Лапласу, происходил несколько раз. Гипотеза Лапласа не могла объяснить перераспределение момента количества движения между Солнцем и планетами. Она не могла объяснить, почему Солнце теперь вращается вокруг своей оси относительно медленно, хотя во время сжатия скорость его вращения должна была увеличиваться, что приводило к отрыву от него вещества за счет центробежных сил инерции.

В 20-ые годы ХХ века английский физик и астроном Д.Джинс предположил, что когда-то Солнце столкнулось с другой звездой, в результате чего из него была вырвана струя газа, которая, сгущаясь, преобразовалась в планеты. Однако, учитывая громадные расстояния между звездами, такое столкновение кажется мало вероятным. В теории Джинса не учитывалось, что Солнечная система является упорядоченной системой. Все планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении и почти в одной и той же плоскости. Большинство спутников планет вращается в том же направлении и в большинстве случаев в экваториальной плоскости своей планеты. Солнце, планеты и их спутники вращаются вокруг своих осей в том же направлении, в котором они совершают движение по своим траекториям. Закономерно и строение Солнечной системы: каждая планета удалена от Солнца примерно в два раза дальше, чем предыдущая.

В 30-ые годы ХХ века Г.Ресселом было высказано предположение, что в прошлом Солнце было двойной звездой. Один из компонентов был разорван встречной звездой и образовал облако, из которого позже сформировались планеты. В дальнейшем Ф.Хойл видоизменил эту гипотезу. Он выдвинул предположение, что один из компонентов вспыхнул, как сверхновая, сбросил газовую оболочку. Звезды разошлись, а из газовой оболочки образовалась планетная система.

О.Ю.Шмидт выдвинул теорию, что планеты сформировались из холодного газопылевого облака, которое было захвачено Солнцем при его обращении вокруг центра Галактики. На основе этих предположений ему удалось объяснить распределение планет по расстояниям от Солнца, характер вращения и другие особенности строения Солнечной системы.

Современная концепция происхождения планет Солнечной системы учитывает не только гравитационные и центробежные силы, но и электромагнитные. Эта концепция была выдвинута шведским физиком и астрофизиком Х.Альфвеном и английским астрофизиком Ф.Хойлом. По их мнению, именно электромагнитные силы сыграли решающую роль при зарождении Солнечной системы. Первоначальное газовое облако, из которого образовалась Солнечная система, состояло из ионизированного газа, подверженного влиянию электромагнитных сил. После того как из огромного газового облака посредством концентрации образовалось Солнце, на очень большом расстоянии от него остались небольшие части этого облака. Гравитационные силы стали притягивать остатки газа к Солнцу, но его магнитное поле остановило падающий газ на различных расстояниях – как раз там, где находятся планеты. Гравитационные и магнитные силы повлияли на концентрацию и сгущение падающего газа, в результате чего сначала образовались зародыши планет – планетезимали, а затем и планеты. Когда возникли самые крупные планеты, тот же процесс повторился в меньших масштабах, что привело к созданию системы спутников планет.

Теории происхождения Солнечной системы носят гипотетический характер, однозначно решить вопрос об их достоверности на современном этапе развития науки невозможно. Во всех существующих гипотезах имеются противоречия и неясные места.

Планеты вместе с Солнцем составляют Солнечную систему. Кроме планет в Солнечную систему входят спутники планет, астероиды, кометы, метеорные тела, солнечный ветер. Планеты располагаются в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Земля к Солнцу в 40 раз ближе, чем Плутон, и в два с половиной раза дальше, чем Меркурий.

С 1962 года планеты исследуются с помощью космических аппаратов, Изучены атмосферы Венеры и Марса, облачный покров Венеры, Юпитера, Сатурна, вся поверхность Луны, получены изображения спутников Марса, Юпитера, Сатурна, колец Сатурна и Юпитера. Спускаемые космические аппараты исследовали физические и химические свойства пород, слагающих поверхности Марса, Венеры, Луны.